Решение задач методом ключевых учебных ситуаций. Сила Архимеда
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

«Решение задач методом ключевых учебных ситуаций. Сила Архимеда»

Ключевая ситуация.

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу воды в объеме погруженной в жидкость или газ части тела.

1. Разминка

1. От каких величин зависит архимедова сила?

А. от глубины погружения тела в жидкость

Б. от плотности тела

В. от плотности жидкости

             2) Тело по очереди погружают в разные жидкости. Расположите жидкости в

             порядке возрастания архимедовой силы

            А. вода, керосин, ртуть

            Б. керосин, вода, ртуть

            В. ртуть,  вода, керосин

            3) Погруженное в воду тело массой 4,5 кг потеряло в весе 15 Н. Чему равна

            действующая на тело архимедова сила?

            А. 15 Н         Б. 30 Н            В. 45 Н

            4)  Когда тело массой 10 кг опустили в воду, оно потеряло в весе 25 Н. Чему равна                    

            действующая на тело архимедова сила? Чему равен вес тела в воде?

            А. 75 Н; 125 Н                 Б. 25 Н; 100 Н                   В. 25 Н; 75 Н

             5) Вес катера 400 кН. Сколько воды он будут вытеснять, плывя по реке?

             А. 400 т                           Б. 40 т                                 В. 4 т

2. Решение задачи по сюжету ключевой ситуации

         Вес куска железа в воде равен 1,67 Н. Найти его объем. Плотность железа 7800 кг/м3

При погружении в воду вес тела уменьшается. Эта разница в весе численно равна архимедовой силе:  ,

 где Р1   - вес тела в воздухе, Р2  - вес тела в воде

Вес тела в воздухе:                      

Сила Архимеда равна весу воды в объеме погруженной в воду части тела:

Масса тела:ρт

Масса вытесненной воды : ρв 

Подставим ур-я  (2) и (3) в ур-е  (1):

Подставим ур-я  (4) и (5) в ур-е  (6):

    V  =    

Ответ: V = 25 см3

3. Задачи различного уровня.

1. Объем тела 0,1 дм3. Какая выталкивающая сила будет действовать на него при полном погружении в воду?

2. Тело плавает в пресной воде, полностью погрузившись в нее. Как будет себя вести тело в соленой воде? В керосине?

Ответ: плотность соленой воды больше плотности пресной воды, архимедова сила увеличится, следовательно, тело всплывает;

плотность керосина меньше плотности пресной воды, архимедова сила уменьшится, следовательно, тело погрузится глубже

3. Камень объемом 7,5 дм3 имеет массу 18,7 кг. Определить силу, достаточную для того, чтобы удержать камень в воде.

F + Fa = mg

F  = mg - Fa

Fa = ρж ∙g ∙ V

F  = g( m  - ρж ∙ V)                               Ответ: F = 10 Н

4. Экспериментальное задание.

Оборудование:  металлический цилиндр, динамометр, измерительный цилиндр (мензурка), вода

1. Определить вес тела в воздухе  Р1                                                  (Р1 = 1,6 Н)

2. Погрузите тело в воду полностью. Определите объем тела V    (V = 20см3)

3. Определите вес тела в воде  Р2                                                        (Р2 = 1,4 Н)

4. Рассчитать силу Архимеда   Fa = Р1 - Р2                                         (Fa = 0,2 Н)

5. Рассчитать массу вытесненной воды  mв = ρв ∙ V                         (mв = 0,02 кг)

6. Рассчитать вес вытесненной воды  Рв = mв ∙ g                               (Рв = 0,2 Н)

7. Сравнить силу Архимеда   и вес вытесненной воды. Сделать вывод о справедливости закона Архимеда

5. Определить плотность тела, вес которого в воздухе Р1 = 10 Н, а в воде Р2 = 6 Н.

ρт =

mт  - ?      Р1 = mт ∙g       mт =  

Vт -?        Fa = ρж ∙g ∙ Vт         Vт =

Fa -?        Fa = Р1 – Р2

Vт =

ρт = ρж∙

Ответ: ρт = 2,5 ∙103 кг/м3

Тема урока:      Урок решения задач по теме "Сила Архимеда "

Тип урока:  урок комплексного применения знаний и умений

Планируемые результаты (цели):

Метапредметные:

• формирование умений воспринимать, анализировать информацию, представленную в различных формах, и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами;
• приобретение опыта самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источников;
• развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника;
• формирование умения работать в группе, умения докладывать о результатах своего исследования

Личностные:

• формирование познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся;
• развитие самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений;
• развитие навыков сотрудничества в разных социальных ситуациях

Предметные:

• понимание и способность объяснять такие физические явления, как действие жидкости и газа на погруженное в них тело; знание формулы силы Архимеда, понимание смысла закона Архимеда
• умения пользоваться методами научного исследования явлений природы, планировать и выполнять эксперименты, обрабатывать результаты измерений, обнаруживать зависимости между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы, оценивать границы погрешностей результатов измерений;
• развитие умения применять теоретические знания по физике на практике, решать физические задачи на применение полученных знаний;
• овладение способами выполнения расчетов для нахождения неизвестной величины в соответствии с условиями поставленной задачи;
• коммуникативные умения докладывать о результатах своего исследования, участвовать в дискуссии, кратко и точно отвечать на вопросы

В результате проведения урока большая часть класса достигла планируемых результатов.