урок по теме "Сила Архимеда"
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Урок в 7 классе «Закон Архимеда»

Тип урока: изучение нового материала.

Основные термины: Сила Архимеда, масса, объем, плотность.

Оборудование: интерактивная доска, документ-камера, физическое оборудование по теме «Гидромеханика», портреты ученых.

Формы работы: беседа-диспут, проблемно-поисковая, исследовательская, групповая, индивидуальная.

Методические приемы: Поощрение, создание ситуации успеха, проблемно-поисковая учебная деятельность, игра.

Межпредметные связи: физика – математика (использование математических расчётов), физика – история (исторические сведения).

Цель урока: 

• Образовательная: сформировать знания учащихся при изучении закона Архимеда, умение добывать и применять знания, формирование навыков самообразования  при решении проблемных и экспериментальных задач;
• Развивающая: формирование кругозора учащихся, умение аргументировано объяснять, делать выводы из экспериментов, работать с таблицами, приводить примеры, развитие познавательного интереса активности, памяти, воли и выражение своих мыслей и эмоций;
• Воспитательная: воспитание культуры речи, формирование коммуникативной культуры учащихся, взаимопомощи.

ХОД УРОКА

1. Организация начала урока (1 мин.)

– Здравствуйте ребята! Давайте познакомимся меня зовут, Дарима Булатовна. Мне хотелось бы узнать с каким настроением вы пришли ко мне на урок. Класс готов к уроку?
Содержание деятельности: организация подготовленности учащихся к уроку. (Учащиеся показывают, с каким настроением они пришли на урок, учитель показывает своё) (слайд 1).

- Сегодня ребята мы с вами будем исследователями. Для нашей работы нам понадобится специальное оборудование, которое лежит на ваших столах. А также мы по ходу урока будем делать записи в маршрутных листах синего цвета, а свои правильные ответы вы будете отмечать плюсиком  в оценочных листах.

2. Повторение, обобщение понятий и усвоение соответствующей им системы знаний

(3 мин)

 Учитель проводит эксперимент, учащиеся делают выводы, основываясь на изученном материале предыдущих уроков.

Погружается мяч в воду и быстро убирается рука. Мяч «выпрыгивает» из воды.

– Почему мяч всплыл? (На мяч подействовала сила со стороны воды).

– Теперь поместим металлический цилиндр в жидкость (можно монету). Тело утонуло. Действует ли выталкивающая сила в этом случае? (Возможный ответ ученика: «Так как тело утонуло, то выталкивающая сила на него не действует»). Коррекция учителя. Демонстрация.

Цилиндр, подвешенный на динамометре, опускаем в воду, измеряем вес тела в жидкости Р2.   Видим, что силы не равны, длина пружины динамометра стала короче, ребята анализируют опыт и делают вывод: «На любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, выталкивающая тело из жидкости»., т.е.  

F=РВ ВОЗДУХЕ –РВ ЖИДКОСТИ

Записываем формулу в тетрадь.

Выталкивающая сила обозначается  латинской буквой  Fa , и как любая сила измеряется в Н (ньютонах).

Сообщение учителя: из нашего жизненного опыта мы знаем, что в воде тяжелый камень поднять гораздо легче, чем в воздухе. Это может означать, что жидкость выталкивает не только легкие, но и тяжелые предметы. (слайд 2)

– Куда направлена выталкивающая сила? (Слайд 3 с рисунком, идет пояснение).    

Если привязать короткой ниткой к пробке такой груз, чтобы она погрузилась в воду. Отвесно натянутая нить показывает, что выталкивающая сила, которая действует на пробку, направлена вертикально вверх, а сила тяжести вниз.

2. Сообщение темы и цели урока (3 мин.)

– А вы любите смотреть мультфильмы? Я очень люблю. Давайте вместе посмотрим (слайд 4. – 1мин 37сек).

Ответить на проблемные вопросы:

- Ребята, что такое «ЭВРИКА»

- нашел, понял, открыл (я нашел)

-  А какое открытие и кем было сделано?

- Тело погруженное в жидкость, вытесняет объём равный объёму погруженного тела. Это открытие сделал Архимед.(слайд 6)

- Запишем тему урока. Как мы ее сформулируем?

-  тема нашего урока  «Закон Архимеда» (слайд 7)

-  Ребята,  как вы думаете, для чего изучается этот закон?

 - Для того что бы знать где его можно использовать.

- Значит,  цель нашего урока узнать, где применяется закон Архимеда.
Итак, сегодня мы с вами сформулируем закон Архимеда. Узнаем, от каких факторов зависит, архимедова сила и от каких факторов она не зависит.  (слайд 7)

4. Изучение нового материала (15 мин.)

– Ребята, как мы уже знаем, что выталкивающая сила впервые была измерена Архимедом. Поэтому эту силу еще называют Архимедовой. А как вы думаете, а как ее можно рассчитать?

- по формуле  F=РВ ВОЗДУХЕ –РВ ЖИДКОСТИ

- Верно. Но если мы не знаем веса тела в воздухе и жидкости, как мы найдем архимедову силу? (проблемный вопрос)

- ученики делают предположения.

- что бы узнать еще один метод нахождения выталкивающей силы, давайте проделаем следующий опыт

 Экспериментальная проверка закона Архимеда.

1. пустое ведерко и сплошной цилиндр, имеющий объем, равный вместимости ведерка, подвесим к пружине динамометра. Показания динамометра зафиксируем.
2. Затем опустим цилиндр в отливной сосуд, наполненной водой до уровня отливной трубки. Когда цилиндр полностью погрузится в воду, растяжение пружины уменьшится, а часть воды, объем которой равен объему цилиндра, выльется из отливного сосуда в стакан.
3.  Если теперь перелить воду из стакана в ведерко, то пружина динамометра снова растянется до прежней длины. Это означает, что потеря в весе цилиндра в точности равна весу воды в объеме цилиндра.

- Выведем формулу для нахождения значения Архимедовой силы.

FА = Рж

Рж = mжg

mж = ρж Vж

Vж = Vт

FА = ρж g Vт

Если подобный опыт провести с газом, то он показал бы, что сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объеме тела. Эту тему вы рассмотрите на следующем уроке. (Слайд 9)

Закон Архимеда формулируется таким образом:

Тело, находящееся в жидкости (или газе), теряет в своем весе столько, сколько весит жидкость (или газ) в объеме, вытесненном телом. (Слайд 10)

- Итак, первая цель достигнута, мы с вами сформулировали закон  Архимеда.

- Предположите, какие факторы будут влиять на значение выталкивающей силы. Проблемный вопрос

Возможные предположения:

- объём тела

- форма тела

- глубина погружения тела

- плотность тела

- плотность жидкости

- Давайте проверим Ваши предположения.

Цели исследования (слайд 11)  

-  выяснить, от каких факторов зависит архимедова сила,

- выяснить, от каких факторов не зависит архимедова сила.

 - Будем работать в группах. Теперь мы с вами исследователи.  Каждая группа будет выполнять . Алгоритм выполнения задания вам дается в синих листочках. Внимательно  прочитав его, приступайте к работе, соблюдая технику безопасности, так как вы работаете со стеклом.

На выполнение работы вам дается 7 минут. Если вам что-то будет неясно, вы можете получить мою помощь, подняв руку. (Слайд 12)

Задания первой группе.

1задание. Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры одинакового объема, нить.

Цель: определить зависимость (независимость) архимедовой силы от плотности тела.

• Определить архимедову силу, действующие на первое и вторе тела.
• Сравнить плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.
• Сделайте вывод зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Вывод: архимедова сила не зависит от плотности вещества, из которого изготовлено тело.

2 задание. Оборудование: динамометр, нить, сосуды с водой, с соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.

Цель: установить зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

• Определить архимедову силу, действующую на тело в воде, соленой воде и масле.
• Чем отличаются эти жидкости?
• Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?
• Установите зависимости архимедовой силы от плотности жидкости.

Вывод: архимедова сила зависит от плотности жидкости, чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.

Задания второй группе.

1 задания. Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, динамометр, нить.

Цель: определить зависимость (независимость)  архимедовой силы от объема тела.

• Определить архимедову силу, действующую на каждое из тел.
• Сравните эти силы.
• Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Вывод: архимедова сила зависит от объема тела, чем больше объем тела, погруженного в жидкость, тем больше архимедова сила.

2 задание. Оборудование: тела разной формы (кусок пластилина в форме шара, куба и цилиндра), сосуд с водой, нить, динамометр.

Цель: сравнить выталкивающие силы, действующие на тела разной формы, и сделать вывод о зависимости и независимости архимедовой силы от формы тела.

• Поочередно опуская каждое тело в воду (кусок пластилина в форме шара, куба и цилиндра), с помощью динамометра определить архимедову силу.
• Сравнить эти силы и сделать вывод о зависимости и независимости архимедовой силы от формы тела.

Вывод: архимедова сила не зависит от формы тела, погруженного в жидкость или газ.

Задания  третьей группе.

Задание 1.Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

Цель: определить зависимость архимедовой силы от объема погруженной части тела.

• Определить архимедову силу, действующую на тело, погруженное на 1/4 объема, 1/2 объема, 3/4 объема.
• Сделать вывод зависимости архимедовой силы от объёма погруженной части тела.

Вывод: архимедова сила зависит от объема погруженной части, чем больше объем погруженной части тела, тем больше архимедова сила.

Задание 2. Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить динамометра.

Цель: определить зависимость архимедовой силы от глубины погружения тела.

1. Определить силу Архимеда на различной глубине h1 =  , h2 =  , h3=
2. Сделаем вывод о зависимости Архимедовой силы от глубины погружения данного тела.
Вывод: Архимедова сила не зависит от глубины погружения тела.

Поле получения результатов каждая группа отчитывается устно о своей проделанной работе. Затем учащиеся записывают выводы в виде таблицы, а учитель на доске. (Слайд 13 на презентации).

- Молодцы, ребята. Сложная работа, но вы выполнили ее отлично! Поставьте себе по  плюсику за каждое задание.  Пришла пора отдохнуть. 

Физкультминутка (2 мин.) (Слайд 14)

Упражнение №1 « Давление»

Учитель: Как можно увеличить давление на опору?

Ученик: Уменьшить площадь опоры.

Учитель: Встанем возле парт. А теперь увеличим давление на пол – встанем на левую ногу. А теперь постоим на правой. Снова уменьшим давление – встанем на обе ноги.

Упражнение №2  « Невесомость»

Учитель: Когда наступает состояние невесомости?

Ученик: Когда на тело действует одна сила тяжести.

Учитель: Давайте побудем в состоянии невесомости. Что для этого нужно сделать?

Ученик: Подпрыгнуть. ( Ученики  делают несколько прыжков на месте)

Упражнение №3  « на дыхание»

Учитель: ребята, сейчас мы свами сделаем упражнение на дыхание. Я буду говорить, а вы должны будете закончить фразу, но не словами, а действием. Фразы будут заканчиваться двумя словами «Увеличивается» и «Уменьшается». Если «Увеличивается» - вы поднимаете руки вверх, если «Уменьшается» - опускаете вниз.

«Делаем медленный глубокий вдох – объем воздуха в легких… - пауза –

Ученик: увеличивается – руки вверх

Учитель: делаем медленный выдох – объем воздуха в легких

Ученик: «…уменьшается», - руки вниз.

.

5. Закрепление полученных знаний (16 мин.)

Эстафета «Кто быстрее?» (слайд 15)

-  Мы с вами отдохнули и теперь можем работать дальше. Ребята, для решения задач на закон Архимеда нам понадобится знание формул, которые вы соберёте с острова «Величин» на остров «Формул» в процессе эстафеты. Чья группа больше и быстрее соберет формулы с острова «Величин», тот и выигрывает. (2 мин.)  (Слайд 18). Учащимся раздаются листы с островом «Величин» и островом «Формул». (Проверка на слайде)

– А теперь, уважаемые,  мы переходим с вами к решению расчетных задач. На ваших рабочих листах есть алгоритм решения задач. Руководствуясь им,  вы успешно справитесь с этим заданием.

Алгоритм решения задачи

Когда вы поняли, с какими числами и какой информацией вам придется работать, осознали суть и смысл задания, можно приступать к решению.

1.Выпишите для наглядности все формулы, которые могут быть вам полезны. (подсказка: посмотрите ваш остров «Формул»)

2.Пусть они всегда будут перед глазами.

3. Проанализировав все формулы, выберите только нужные, отметьте их галочкой.

4. Подставьте числа в формулы, решив примеры.

5. Если у вас получились уравнения, то найдите неизвестную переменную. Тут вам помогут знания математики.

6.  После описания решения сформулируйте конечный ответ.

Решение расчетных задач. (4 мин.) (Вернутся к презентации  слайд 16-19)

- Итак, давайте проверим решения задач. Поменяйтесь каточками и проверьте друг у друга задачи, сверяясь с доской. Если вы успешно справились с задачами, поставьте за это себе за каждую задачу плюсик.

- Замечательно! Мы свами сегодня славно поработали и узнали много нового. Теперь приведем наши знания в систему.

6. Приведение единых знаний в систему (2 мин.) Работа с ассоциативной схемой. (Слайд 20, 21).

- Найдите в ваших карточках схему «Архимедова сила». Мы с вами уже знаем, что архимедову силу находят по формуле

,

которая означает, что тело, находящееся в жидкости (или газе), теряет в своем весе столько, сколько весит жидкость (или газ) в объеме, вытесненном телом.

- Скажите, в каком случае тело утонет? Если архимедова сила будет больше или меньше силы тяжести?

- А будет плавать?

- В каком случае тело всплывет?

- Подумайте ребята, в каком случае тело в воздухе будет подниматься вверх?

7. Подведение итогов урока. (1 мин.) (Слайд 22)

– Что Вы узнали сегодня на уроке? (А как читается закон Архимеда?)

– Чему научились?

– Что для Вас было наиболее сложным?

Ответы учащихся в устной форме. Теперь подсчитайте ваши плюсики и выставите себе оценку в оценочном листе, там на этот счет есть инструкция.

- Мне очень интересно было работать с вами.  Вы показали отличный уровень подготовки  к уроку. Решали самостоятельно поставленные перед вами проблемы. Делали правильные выводы.

Теперь вы знаете, что на любое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила. Я надеюсь, что полученные вами знания об архимедовой силе вы будете использовать не только на уроках по различным предметам, но и будете применять их в повседневной жизни. А теперь запишите домашнее задание.

8. Информация о домашнем задании (1 мин.) (Слайд 25)

• § 48,49 упр.24
• Общеобразовательный уровень:

сделать сообщения “«Вечный» водяной двигатель” или “Закон Архимеда в воздухе и сыпучих веществах”

• Повышенный уровень:

Решить проблемную задачу (см. карточки):

1) Если на дно стеклянного сосуда, покрытого тонким слоем парафина, положить кусочек парафина с гладким основанием и аккуратно налить воды, то парафин не всплывает. Чем это объясняется? Если наклонить кусок парафина так, чтобы вода проникла под его нижнюю поверхность, то он сразу всплывет. Найдите ответ на эту задачу, почему так происходит.

2) Если налить воды в книгу и перевернуть, то вода не выливается. Почему? (Фокус с сообщающимися сосудами).

9. Рефлексия. (1 мин)

Предлагает учащимся выбрать окончания фраз:

Сегодня  я узнал…            

Было интересно…          

Было трудно…                    

Я понял, что…                      

Я научился…                  

Меня удивило…  

Учитель обращается к классу с вопросом: «С каким настроением Вы уходите с урока?». Если в хорошем - похлопайте 3 раза. Если не – 1 раз. А теперь похлопайте друг другу, эти аплодисменты вы заслужили.

– Спасибо за урок. Желаю всем успеха! (Слайд 26)

Рабочие листы ученика 

Фамилия  _____________________________________                        

 Дата:____________

Тема:_______________________________

Таблица №1

Вывод: На любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, ________________________________________ тело из жидкости 

Обозначение выталкивающей силы-______,

Единица измерения- ______

Направление FА  (обозначить на рисунке)

Таблица № 2.

Вывод формулы для расчета выталкивающей силы.

 FА =___________________________________

  ______________________________________

_______________________________________

Закон Архимеда: Тело, находящееся в жидкости,    _____________________

_________________, сколько весит жидкость   в объеме, вытесненном телом. 

Таблица № 3.  Исследовательская  работа

•  выяснить, от каких факторов зависит и  не зависит архимедова сила

Эстафета «Кто быстрее?»

(запиши все формулы, они понадобятся для следующего задания)

Задача № 1.

 Вес кирпича в воздухе 30 Н, а в воде – 10Н. Чему равна действующая на кирпич архимедова сила?

Дано:                                                           Решение:

Найти:

Задача № 2.

На погруженный в воду кирпич действует выталкивающая сила, равная 20Н. Чему равен объем этого кирпича ?

Дано:                                                           Решение:

Найти:

Работа с ассоциативной схемой.

Карточка самооценивания.

Ф. И. _______________________________________________

Система оценивания:

"+" - справился с задачей без затруднений,

"±" - справился с задачей, но возникали сложности,

"-" - не справился с задачей.

Если у вас: 5- 4,5 «+» - ставим оценку «5»;

                     4- 3,5  «+» - «4»;

                     3- 2,5 «+» - «3».

Выберите окончания фраз:

Сегодня  я узнал…            

Было интересно…          

Было трудно…                    

Я понял, что…                      

Я научился…                  

Меня удивило…