Действие жидкости или газа на погружённое в них тело. Закон Архимеда
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Тема: «Действие жидкости или газа на погружённое в них тело. Закон Архимеда»

Раздел физики: «Давление твердых тел жидкостей и газов»

Тип урока:  урок изучения нового материала.

Цель:

предметные: выяснить причины возникновения выталкивающей силы в жидкостях и газах; объяснить природу их происхождения , сформировать понятие  архимедовой силы ; научиться объяснять действие жидкости или газа на погружённое в них тело, научиться  измерять архимедову силу, выяснить от чего зависит архимедова сила.

метапредметные:  умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге (понимать точку зрения собеседника, признавать право на иное мнение), формировать умения устанавливать причинно-следственные связи в наблюдаемом явлении, развивать научное мировоззрение и логическое мышление, постановка целей, планирование, самоконтроль и оценка результатов своей деятельности, поиск и устранение причин возникших трудностей.

воспитательная: воспитывать у обучающихся уважение к великим творцам науки; создать условия для раскрытия учащимися своих способностей. умение общаться и работать в парах,  научиться аргументировано спорить, дискутировать в ходе изучения темы,  научиться решать задачи и проблемы по теме.

Технологии обучения: системно-деятельностного подхода к обучению ,  информационно–коммуникационные, диалогового обучения, сотрудничества, проблемного обучения и воспитания

Ход урока

Здравствуйте. Я очень рада видеть вас! Как известно, опыт и наблюдение – величайшие источники мудрости. А доступ к ним открыт для каждого из вас.

Сегодня на уроке предстоит выполнить интересную работу. Превратим наш класс в маленькую исследовательскую лабораторию. Вам предстоит пройти путь юного исследователя.

Вопрос к классу: Скажите как называется глава в нашем учебнике которую мы изучаем  третью четверть( Давление твёрдых тел, жидкостей и газов)

Сегодня мы продолжим изучать раздел физики, посвященный давлению.  Так как раздел посвящен изучению давления, для начала, дайте вспомним некоторые основные понятия.

Давление – что это за физическая величина?

Ответ: Давление – это физическая величина, равная отношению силы давления, приложенной перпендикулярно к поверхности, к площади этой поверхности.

      Назовите формулу для вычисления давления, и его единицу измерения?

Ответ: P=F/S, Паскаль

Выразите из формулы давления силу

Ответ:

       Сформулируйте закон Паскаля?

Ответ: Давление, производимое на жидкость, передается во всех направлениях одинаково.

        Назовите формулу для расчета давления жидкости на дно и стенки сосудов?

Ответ: P= pgh

        Как найти объем тела имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, с площадью основания S?

Ответ: V= Sh

Изучение нового материала

Вы назвали формулу по которой можно рассчитать давление на дно и стенки сосуда, но вы уже знаете что жидкость давит на все тела погружённые в неё. Проведём маленький эксперимент.

Демонстрация 1 ( фронтальная)

В аквариум с водой полностью погрузить резиновый мяч и убрать руку. Мяч стремительно всплывёт на поверхность.

Вопрос к классу: Почему мяч всплыл из воды? Или почему айсберг ,который вы видите за моей спиной плавает в океане(слайд 1)  ( На мяч подействовала сила направленная вверх, она вытолкнула мяч из воды, поэтому называется выталкивающей)

Сила,  выталкивающая тело из жидкости, получила ещё одно название –архимедова сила, в чести учёного который её сумел её рассчитать.

Вопрос к классу:  Что вы из уроков географии и природоведения об этом учёном? (Ответ ученика)

Тема нашего урока : «Закон Архимеда» (слайд2)

Вопрос к классу: А вы можете сказать  как рассчитать эту выталкивающую силу, куда она направлена и от чего она зависит?( нет)

Вопрос к классу : Какую цель вы должны поставить перед собой?(Какую силу мы будем называть выталкивающей силой, куда она направлена, кто первый рассчитал эту силу , кто такой Архимед и что скрывается за словами закон Архимеда.

Рассчитаем выталкивающую силу, действующую на помещенное в жидкость тело которое имеет  форму параллелепипеда с площадью основания S и высотой h. (слайд3)

Силы, действующие на боковую поверхность параллелепипеда, попарно равны и уравновешивают друг друга.

Вопрос к классу : Равны ли силы действующие на нижнюю и верхнюю грани?( Силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани параллелепипеда, неодинаковы. На верхнюю грань параллелепипеда сверху силой F1 давит столб жидкости высотой h1.) (слайд 4)

Рассчитать силу давления воды на верхнюю грань можно следующим  образом:

F1=p1S

p1=ρжgh1, то F1= ρжgh1 S

Рассчитать силу давления воды на нижнюю грань можно следующим  образом : (слайд 5)

 F2=p2S

p2=ρжgh2, то F2= ρжgh2S

На тело действуют две  силы направленные вдоль одной прямой  в разные стороны. Как найти равнодействующую этих сил?(Нужно из большей силы отнять меньшую)

Так как ρжV=mж, где mж- масса жидкости в объеме параллелепипеда. Следовательно, Fвыт= gmж=Pж, т.е. выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тело. (слайд 6)

Так же и на тела, находящиеся в газе, действует сила, выталкивающая их из газа. Под действием этой силы воздушные шары поднимаются.

 А вы знаете что силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой в честь древнегреческого учёного Архимеда , так как он первый смог рассчитать выталкивающую силу.

Теперь выталкивающую силу мы будем называть силой Архимеда. Запишите формулу:__________________

Сила, выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести, приложенной к этому телу

Поэтому если какое-либо тело взвесить в жидкости или газе, то его вес окажется меньше веса в воздухе.

Опыт1 : (учитель)      Подвесить  цилиндр к крючку динамометра и определите вес цилиндра. Опустите цилиндр в сосуд с водой определите вес цилиндра в жидкости. Изменилось ли показание динамометра? Почему изменилось показание динамометра? Как вы думаете как рассчитать архимедову силу?

FА = Р – Р1

(указать значение букв)

Давайте выясним, от чего зависит сила Архимеда.

Опыт 2:     Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от объема тела.

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

     Сравните результаты и сделайте выводы о зависимости (независимости) выталкивающей силы от объема.

Опыт 3:       Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от массы и плотности тела.

     Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и латунный цилиндры, нить.

           Сделайте вывод о зависимости (независимости) выталкивающей силы от плотности тела или массы.

Опыт 4 (учитель) : Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от плотности  жидкости, в которую погружено тело.

   Оборудование: динамометр, нить, сосуд с водой, сосуд с керосином , небольшое тело.

Сделайте вывод о зависимости (независимости) выталкивающей силы от плотности жидкости

Опыт 5:         Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от глубины погружения тела внутри жидкости.

 Оборудование:  сосуд с водой, алюминиевый цилиндр, нить, динамометр.

Сделайте вывод о зависимости (независимости) выталкивающей силы от глубины погружения тела в жидкость.

Опыт 6:

Цель: выяснить, зависит ли выталкивающая сила от формы тела, погруженного в жидкость.

     Оборудование: кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр

Подведём итоги: от чего зависит и не зависит выталкивающая сила.

ВЫТАЛКИВАЮЩАЯ СИЛА

ЗВИСИТ ОТ                                        НЕ ЗАВИСИТ ОТ

                    объема тела;                                        формы тела;

                    плотности жидкости;                          плотности и массы тела;

                                                                                  глубины погружения тела

                                                                                  внутри жидкости.  

Закрепление изученного материала. Решение задач.

Упр26(4)

Тест

Рефлексия.

Упражнение «Незаконченное предложение»

1.Сегодня на уроке мы узнали…

3. Больше всего нам на уроке запомнилось…

4. Это нам пригодится в дальнейшей жизни…

6. Об этом мы хотели бы узнать больше…

 Домашнее задание.

§ 50, § 51 упр26(5), карточка  с заданием по желанию

Мальчик, масса тела которого 40 кг, держится на воде. Та часть тела, которая находится над поверхностью воды, имеет объем 2 дм3. Определите объем всего тела мальчика.