Архимедова сила
план-конспект урока по физике (7 класс)

ρ, кг/м3

Р₁ в воздухе, Н

Р₂ в воде, Н

FА= Р₁-Р₂, Н

Алюминиевый цилиндр

2700

Латунный

цилиндр

7800

Р₁ в воздухе,  Н

Р₂ в воде ,Н

FА = Р₁-Р₂, Н

Маленький алюминиевый цилиндр

Большой

алюминиевый цилиндр

                Р₁ в воздухе, Н

Р₂ в воде, Н

FА= Р₁-Р₂, Н

Кубик из пластилина

Шарик из пластилина

Р₁ в воздухе, Н

                Р₂ в воде, Н

FА = Р₁-Р₂, Н

На 1-й глубине

На 2-й глубине

ρ, кг/м3

Р₁ в воздухе, Н

Р₂ в воде, Н

FА = Р₁-Р₂, Н

В пресной воде

1000

В подсолнечном масле

930

Тема

Архимедова сила

Цель

Предметно-дидактическая: расширение понятийной базы за счет включения в нее новых элементов,

 усвоение знаний самостоятельно, отработка универсальных учебных действий в комплексе применять знания, умения и навыки, осуществлять их перенос в новые условия; обобщение и систематизация знаний и способов деятельности.

Деятельностная: формирование у учащихся умений реализации новых способов действия: обсуждение проблемных ситуаций в группах; умение оценивать свою деятельность.

Задачи

1. Познакомить со способами экспериментальной проверки формулы для определения архимедовой силы.

2. Познакомить с законом Архимеда.

3. Научить решать задачи на расчет архимедовой силы и веса тела в жидкости.

4. Научить описывать и объяснять физические явления, в основе которых лежит архимедова сила.

Планируемые результаты обучения учащихся

1. Умеет описывать ход и результаты эксперимента, доказывающего справедливость формулы для расчета выталкивающей силы.
2. Знает формулировку закона Архимеда.
3. Умеет решать задачи на вычисление архимедовой силы и вес тела в жидкости.
4. Приводит примеры, объясняет и описывает физические явления в основе которых лежит действие архимедовой силы.

Планируемые образовательные результаты урока

Предметные: знакомство с новыми определениями, находить в различных источниках и анализировать информацию, делать обобщающие выводы.

Метапредметные: развитие способности извлекать информацию из разных источников; развитие регулятивных, познавательных и коммуникативных УУД; развитие адекватного понимания информации устного сообщения; умения строить устное высказывание с учётом коммуникативной задачи; умения анализировать, сопоставлять, обобщать, делать выводы, аргументировать свою точку зрения.

Личностные: развитие способностей к  выделению, описанию и объяснению физических явлений; самооценке на основе наблюдения – в части выстраивания диалога с учителем и одноклассниками; формирование границ собственного знания и «незнания»; формирование ценностных ориентиров и смыслов учебной деятельности на основе развития познавательных  интересов, учебных мотивов.

Тип урока:

1.По ведущей дидактической цели: урок «открытия» новых знаний

2.По способу организации: групповая форма организации обучения

3.По ведущему методу обучения: проблемный урок

Методы обучения:

Проблемный метод, исследовательский.

Основные понятия

Выталкивающая (архимедова) сила, вес тела, масса, объем, плотность.

Ресурсы:

- учебник; тетрадь;

- физические приборы (штатив,стакан с водой, груз, динамометр), оборудование для мини-эксперимента (набор грузов по механике, стакан с водой), мультимедийный проектор, ноутбук.

    План занятия:

1. Организационный этап.

1  мин.

2. Этап актуализации опорных знаний.
3. Мотивация, постановка темы и цели урока.

9  мин.

5  мин

4. Изучение нового материала
5. Физкультминутка  

10  мин.

1  мин.

6.  Этап  закрепления нового материала
7.  Информация о домашнем задании
8. Рефлексия

15  мин.

2  мин.

 2 мин.

Технология проведения

этапов урока

Деятельность

учащихся

Деятельность

учителя

Задания для учащихся, выполнение которых приведёт к достижению запланированных результатов

Планируемые результаты

Предметные

УУД

I. Организационный этап.

Настраиваются на активную работу, на сотрудничество.

Создает рабочую атмосферу в классе. Проверяет готовность к уроку.

II.Актуализация знаний

Учащиеся смотрят мульфильм.

Отвечают на вопросы:

1. Чем больше масса тела, тем больше объём.
2. Вес — векторная величина, сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес.
3. Вес с массой связан формулой: P = m * g.
4. Чтобы найти давление на дно сосуда, надо плотность умножить на ускорение свободного падения и на высоту столба жидкости.

Выполняют задание

Здравствуйте, ребята! Начиная сегодня урок, мы с вами отправимся в Древнюю Грецию в 3 век до нашей эры.

Именно в это время в Сиракузах, на острове Сицилия проживал величайший математик и физик древности - Архимед. Он прославился многочисленными научными трудами, главным образом в области геометрии и механики.

Просмотр мультфильма «Архимед»

 И сегодня мы с вами должны решить эту задачу, последовательно воспроизвести рассуждения Архимеда.

Но прежде чем узнать новое, мы повторим уже известное.

Актуализация знаний и повторение пройденного материала путем фронтального опроса:

1. Как масса связана с объёмом?
2. Что такое вес?
3. Как вес связан с массой?
4. Как вычисляется давление на дно сосуда?

Предлагаю выполнить следующее задание.

Перепутанка: на доске неверная запись формул, нужно записать их правильно.

Коммуникативные УУД: Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами выбора правильного ответа.

Личностные УУД: смыслообразование, установление обучающимися связи между телами помещѐнными в жидкость и необходимостью знания физических основ данного явления;

Регулятивные УУД: умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации

III.Формулирование темы урока, постановка цели

Отвечают на проблемные вопросы:

На мячик подействовала сила со стороны воды.

Она направлена вверх.

Ответ учеников: Так как тело утонуло, то выталкивающая сила на него не действует.

Ответы учеников: На любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, выталкивающая тело из жидкости.

Записывают в тетрадь тему урока.

Ещё на тело действует сила тяжести, она направлена вниз.

Выясним, от каких величин  зависит сила Архимеда.

Формулируют тему и цели.

(Изучить выталкивающую силу.

 Выяснить от каких величин зависит, а от каких не зависит данная сила, научиться определять её и узнать, где эта сила нашла своё применение.)

Всем хорошо известно стихотворение :

Наша Таня громко плачет

Уронила в речку мячик. 
Тише, Танечка, не плачь,

Не утонет в речке мяч.

Проводит демонстрационный эксперимент. Опускает в воду теннисный мяч.

Опустим в тот же сосуд металлическую монету. (Опыт демонстрируется) Тело утонуло. Действует ли выталкивающая сила в этом случае?

Давайте посмотрим следующий опыт по рис. 149 (стр.145)  в учебнике или можете посмотреть на слайде. Ребята анализируют данный опыт.

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.

Учитель. А теперь сделайте вывод. 

Впервые выталкивающую силу рассчитал учёный Архимед. Так как же по другому называют выталкивающую силу?

Тема нашего урока «Архимедова сила»

Сегодня мы с вами будем изучать выталкивающую силу, действующую на тела, погруженные в жидкость .

Почему не тонет в речке мяч?

Как направлена сила, действующая на мяч?

На каждое тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила?

Почему вес тела в воде меньше веса его в воздухе?

Это единственная сила, которая действует на тело?

Какая цель нашего урока?

Как можно найти величину выталкивающей силы? 

Коммуникативные:

вступают в диалог, участвуют в коллективном обсуждении, учатся владеть монологической и диалогической формами речи.

Регулятивные: постановка учебной задачи на основе известного.

IV. Изучение нового материала

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 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 4 группе:

Исследование зависимости выталкивающей силы от глубины погружения.

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

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

Задание 5 группе:

 Исследование зависимости выталкивающей силы от формы тела.

Оборудование: тела из пластилина разной формы, но одинакового объёма, сосуд с водой, нить, динамометр,

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

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

Вывод формулы для определения выталкивающей силы.

От чего зависит сила Архимеда? А сейчас вы - исследователи, вы выясняете, от чего зависит архимедова сила. Давайте разделимся на группы. У каждой группы своя задача.  Но не забываем о ТБ, так как работаем со стеклом. Приступаем к работе. Группам выдается оборудование.

Координация деятельности учащихся при проведении эксперимента.

Архимедова сила:

Записывают таблицу в тетрадь.

Вывод: сила, выталкивающая целиком погруженное в  жидкость тело, равна весу жидкости в объеме этого тела.

т.е.  Fa = Pж = mg = жgVт.

Если бы подобный опыт проделать с телом, погруженным в какой – либо газ, то он бы показал, что сила  выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объёме  тела

Проанализировать объяснение нового материала.

Ответить на проблемные вопросы:

 Где на практике вы встречались с данным явлением и т.д.

Вывести формулу для определения выталкивающей силы.

Указать от чего зависит сила Архимеда.

Какие факторы будут влиять на значение выталкивающей силы?

Понимание смысла закона Архимеда.

1. Умеют выводить математическую запись закона Архимеда.   

2. Понимают смысла закона Архимеда.

Коммуникативные:

 умеют слушать и слышать друг друга;

адекватно используют речевые средства для дискуссии и аргументации своей позиции;

интересуются чужим мнением и высказывают свое;

умеют (или развивают способность) брать на себя инициативу в организации совместного действия;

проявляют уважительное отношение к партнерам, внимание к личности другого.

Познавательные: навык работы с формулой, выделения различий, умение структурировать знания, смысловое чтение.

Регулятивные: планирование своих действий в соответствии с поставленной задачей.

Личностные: формирование желания выполнять учебные действия.

V.Физкультминутка

Выполняют зарядку

Мы все вместе улыбнемся,
Подмигнем слегка друг другу,
Вправо, влево повернемся
И кивнем затем по кругу.
Все идеи победили,
Вверх взметнулись наши руки.
Груз забот с себя стряхнули
И продолжим путь науки .

VI. Закрепление нового материала

Ученик. Сначала Архимед вычислил выталкивающую силу.

Fа = Р короны в воздухе – Р короны в жидкости

Затем Архимед определил объем короны.

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

.

1. В воде ходить по камням не больно, т.к. на тело действует выталкивающая сила, и ноги давят на камни с меньшей силой, чем на берегу.

2. Старшеклассника вода будет выталкивать сильнее, чем первоклассника, т.к. его объем больше.

Один ученик решает на доске, все остальные в тетради

А теперь давайте решим задачу, которую поставил перед Архимедом царь Гиерон. (К доске выходит ученик, рассуждает и записывает  формулы на доске)

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.

А теперь мы с вами напишем графический диктант. Внимание на слайд презентации. Сделаем самопроверку и поставим себе оценку.

Ну а сейчас ответим на вопросы:

1. Ходить по берегу, усеянному морской галькой босыми ногами больно. А в воде, погрузившись глубже пояса, ходить по мелким камням не больно. Почему?

2. Первоклассник и старшеклассник  нырнули в воду. Кого вода сильнее выталкивает и почему?

А теперь предлагаю вам решить задачи:

Какие факторы будут влиять на значение выталкивающей силы?

Какие цели мы ставили в наших исследованиях?

Проанализировать способы решения задач.

1.Определить выталкивающую силу, действующую на камень объёмом 1,6 м3 в морской воде.

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

Умение применять на практике Закон Архимеда.

Регулятивные: Сличают свой способ действия с эталоном.

Коммуникативные:

Овладевают  навыками самоконтроля и оценки результатов своей деятельности. Проявляют уважительное отношение к партнерам, внимание к личности другого

Познавательные:

Выполняют операции со знаками и символами.

VII. Этап подведения итогов учебного занятия. Домашнее задание

Сегодня мы познакомились с новой темой «Архимедова сила»

От плотности жидкости и объёма тела.

 Обучающиеся записывают домашнее задание в дневники.

С какой новой темой мы сегодня познакомились?

От чего зависит сила Архимеда?

Задаёт домашнее задание.

Домашнее задание

  § 49, вопросы к параграфу;

ответить на вопрос

 ( сильным ученикам)

«Проявление Архимедовой силы в природе, быту и технике».

Познавательные:

Выделяют существенную информацию

Коммуникативные:

Получают необходимую информацию.

VIII. Рефлексия учебной деятельности на уроке

Заполнить лист самооценки.

Раздать лист самооценки.

Оценивание работы учащихся.

Учащимся предлагается заполнить лист самооценки.

Коммуникативные: при диалоге с учителем формирование умения объяснять свой выбор.

Регулятивные: определять самостоятельно критерии оценивания, давать самооценку.

Личностные: смыслообразование.