урок по физике в 7 классе «Архимедова сила»
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа Ягодненского сельского поселения Комсомольского муниципального района Хабаровского края

Открытый урок по физике в 7 классе «Архимедова сила»

Учитель физики Самар М.М.

п.Ягодный

СТРУКТУРА И ХОД УРОКА

№

Этап урока

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1

2

3

4

1

Орг.момент

Установление дисциплины и проверка готовности класса к занятию

Приготовить всё необходимое для урока

2

Актуализация знаний

Учитель опускает чайный пакетик в стакан с водой (как бы собирается пить чай), но увлёкся разглядывая окрашенную воду в стакане

- Ребята, никогда не замечала, как интересно и не сразу окрашивается вода при заваривании чая. Можете объяснить, как это происходит?

Учитель снова увлёкся, опуская в воду и поднимая в воздух пакетик чая.

- Интересно, почему верёвочка от пакетика в воде не натянута так, как в воздухе? Неужели пакетик в воде легче, чем в воздухе? Но почему?!

- Что ещё за сила? Как она выглядит? Давайте нарисуем её, что ли?!

- А как сильно она выталкивает?

- Что-то я сомневаюсь в этой формуле…Чем докажете? Как можно измерить вес тела? выт.силу?

Давайте выведем формулу

Объясняют смысл явления диффузии

Вспоминают о действии выталкивающей силы

Изображают в тетрадях и на доске силы, действующие на пакетик, Fвыт = F2 – F1 = Pж  = m ж · g Объясняют, как можно измерить вес тела и выт.силу

Рассчитаем величину выталкивающей силы и проанализируем, от чего она зависит. Для этого представим себе, что в жидкость погружено тело в форме прямоугольного параллелепипеда и рассмотрим силы, действующие со стороны жидкости на грани этого тела.

Рис. 3. Силы, действующие на грани погруженного в жидкость тела

Силы, действующие на боковые грани (F1 и F2 на рисунке 3) будут уравновешивать друг друга, так как они равны по величине. Эти силы они лишь сжимают погруженное в жидкость тело.  В отличие от этого, величины сил, действующих на верхнюю грань (F3) и на нижнюю грань (F4) будут различны. Это объясняется тем, что давление жидкости на меньшей глубине h1 будет меньше, чем давление на большей глубине h2.

Равнодействующая сил F4 и F3, направленных в противоположные стороны, равна разнице их численных значений и направлена в сторону большей силы, то есть вертикально вверх. Она и представляет собойвыталкивающую силу, ранее обнаруженную нами экспериментально.

Теперь докажем, что величина выталкивающей силы равна весу вытесненной телом жидкости. Для этого вспомним, что величина силы давления равна произведению давления на площадь, на которую это давление оказывается

Давление жидкости на глубине h можно найти, если знать плотность жидкости ρ и ускорение свободного падения g

Тогда выталкивающая сила равна

В последней формуле каждое слагаемое содержит одинаковые множители, которые можно вынести за скобки. Тогда в скобках останется разность глубин погружения верхней и нижней граней тела. А это не что иное, как высота самого тела h.

Кроме того, произведение площади нижней грани тела на его высоту представляет собой объем тела

Тогда для выталкивающей силы получаем такое выражение:

Наконец, произведение плотности жидкости на объем тела (а он равен объему вытесненной телом жидкости) – это масса вытесненной жидкости. А произведение массы жидкости на ускорение свободного падения равно силе тяжести, действующей на вытесненную жидкость, а значит, и весу жидкости (поскольку жидкость неподвижна)

Такой же результат получится, если вместо жидкости рассмотреть газ.

Сформулируем полученный нами результат.

На тело, погруженное в жидкость или газ, действует сила, направленная вертикально вверх и равная весу жидкости или газа, вытесненной этим телом.

 Флеш-демонстрация [1]

Один (или двое учащихся) повторяют опыт из видеоролика

Просмотр, прослушивание и проговаривание вслух (хором) текста о действии выт.силы

3

Изучение нового материала

- А кто-нибудь обратил внимание на заголовок демонстрации? Почему написано –Архимедова сила? Ведь речь шла о  выт.силе? Значит, …

- Давайте-ка разберёмся с этой силой. Запишите тему сегодняшнего урока

- Кто такой Архимед?

Почему выт.силу называют Архимедовой?

- Интересно, а как людям приходит в голову какое-то открытие?.. Почему Архимед начал раздумывать над выт.силой?.. Флеш-слайд-шоу «Корона Герона» [2]

- Давайте посмотрим на опыт Архимеда с выт.силой – видеоролики (демонстрация опыта с ведёрком Архимеда [3]; анимация опыта [4])

- Кто желает повторить этот эксперимент?

Какое оборудование вам для этого понадобится?

- От чего же зависит сила Архимеда?

Мы можем измерить FA. А как её рассчитать без опыта?..

FА = Fвыт = Pж  = m ж · g = (ρжVт)g

Флеш-формула «Сила Архимеда»  [5]

выт.сила – это Архимедова сила

Сами формулируют тему

Древнегреческий учёный Впервые указал на её существование и рассчитал её значение 

От объёма погруженного тела и от плотности жидкости.

Записывают формулы, рисуют треугольник-формулу

4

Промежуточные итоги.

Задание на дом

Физминутка

4.  «Эстафета с вариациями»

Вставание можно заменить эстафетой с маркером у доски. Написать слово или короткую фразу (каждому по одной букве) - который ряд быстрее. При этом придерживаться того же порядка - первый ученик сел на место, только тогда встал второй.

Объявление домашнего задания: §49-опорный конспект по вопросам 1-5, упр.24 (1, 2) или работа в раб.тетр.; по желанию - §8 (с.183 [1]), задание 14

Вспоминают, что узнали нового, и где могут пригодиться эти знания.

Записывают задание на дом.

5

Усвоение и закрепление нового материала

 Исследовательская работа.

Задание первой группе

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

1. Определите архимедовы силы, действующие на первое и второе тела.
2. Сравните плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.
3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

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

Задание второй группе

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема, динамометр, нить.

1. Определите архимедову силу, действующую на каждое из тел.
2. Сравните эти силы.
3. 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.

Задание третьей группе

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

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в воде, соленой воде и масле.
2. Чем отличаются эти жидкости?
3. Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?
4. Установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

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

Задание четвертой группе.

Оборудование: тела разной формы, сосуд с водой, нить, динамометр.

1. Поочередно опуская каждое тело в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на нее.
2. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

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

После получения результатов каждая группа отчитывается о проделанной работе и сообщает свои выводы. Выводы фиксируются в виде структурно логической схемы, учитель демонстрирует ее на экране.

Объясняют результаты измерений

Выполняют вычисления

Всем классом совещаются и отвечают на вопросы с подробными объяснениями

Закрепление полученных знаний.

Учитель. А теперь давайте решим задачу, которую поставил перед Архимедом царь Гиерон. (К доске приглашаются руководители групп - объяснение решения сопровождается записями на доске)

Ученик 1. Сначала Архимед вычислил выталкивающую силу.

Fа = Рв – Рж

Ученик 2. Затем Архимед определил объем короны.

Ученик 3. Зная объем короны, он смог определить плотность короны, а по плотности ответить на вопрос царя: нет ли примесей дешевых металлов в золотой короне?

Учитель. Верно. Мы с вами решили задачу Архимеда. Легенда говорит, что плотность вещества короны оказалась меньше плотности чистого золота. Тем самым мастер был изобличен в обмане, а наука обогатилась замечательным открытием. Историки рассказывают, что задача о золотой короне побудила Архимеда заняться вопросом о плавании тел. Результатом этого было появление замечательного сочинения «О плавающих телах», которое дошло до нас.

Рефлексия

Приём «Что, если…?» предполагает включение на этапе рефлексии вопросов, которые начинаются со слов: «Что, если…?» Данные вопросы позволяют учащимся по-новому, с другой стороны посмотреть на проблему, выдвинуть свои предположения, свои гипотезы развития событий, расширяя тем самым опыт спонтанного общения, способствуя развитию гипотетического мышления учащихся.

Выводы по уроку.

Учитель. Сегодня мы познакомились с новой темой «Архимедова сила», а главное мы решили задачу Архимеда, совершив путешествие в 3 век до нашей эры, выяснив при этом, от чего зависит выталкивающая сила.

Подведение итогов работы.

Формулы

FА = Pв возд. – Pв жид.         FА = ρжg Vт               m ж = ρж· V              m ж · g  = Pж        FА = Pж