План-конспект урока по физике в 7 классе
Тема: Действие жидкости на погруженные в нее тела. Архимедова сила.
Дукенбаева.Ж.Н. Касымбекская ср.школа
Задачи урока: ознакомить школьников с новым физическим явлениям- действием жидкости на погруженное в нее тело; изучить закон Архимеда; формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, систематизировать знания.
1. Выявление имеющихся знаний.
Подготовка учащихся к разрешению задач урока. Учитель напоминает, что ими уже изучено действие жидкости и газа на дно и стенки сосуда.
Актуализация ранее усвоенных знаний. Учитель проводит фронтальный опрос в виде беседы с использованием ранее составленной таблицы доминирующих элементов знаний (ДЭЗ) по теме «Давление жидкости на дно и стенки сосуда».
P = mg
p [pic] = P/S
m = ρV
[pic]
p [pic] = mg/S
[pic]
p
V = Sh
[pic] = ρVg/S [pic]
p = ρgh
2. От каких величин зависит давление жидкости на дно сосуда?
77
Давление жидкости на дно сосуда зависит только от плотности и высоты столба жидкости.
3. По какой формуле рассчитывается давление жидкости на стенки сосуда, давление внутри жидкости?
77
p = ρgh
4. В каких единицах выражают величины, входящие в эту формулу?
77
[ρ] = кг/м3
[h] = м
[р] = Па
g = 9,8 Н/кг
Мотивация знаний.
Учитель:
-подчеркивает значимость изучаемых явлений;
-подводит итог беседы по таблице.
Выделение элементов знаний, подлежащих изучению. Приступая к изучению нового явления, учитель указывает учащимся на те вопросы, которые предстоит рассмотреть: практическое изучение действия жидкости на погруженное в нее тело; теоретическое обоснование экспериментов.
2. Знакомство с новым материалом.
Формулировка темы урока. Учитель и учащиеся фиксируют тему урока.
Постановка учебных проблем. По мере раскрытия темы на уроке строится структурная схема.
Учащиеся определяют какое явление они будут рассматривать на уроке и заполняют колонку «Явление».
Первая учебная проблема: действует ли жидкость на погруженное в нее тело? Записывается первая гипотеза «В жидкости на тела действует выталкивающая сила». Учитель обращается к жизненному опыту школьников и дополнительным экспериментам. (Вспомним лето. Вы у реки. Вы входите воду, учите своего друга плавать. Легко ли поддерживать на воде тело друга? Можете ли вы удержать его не на воде, а в воздухе?). Погрузим мяч в воду и уберем руку. Мяч выпрыгивает на поверхность.
Вывод: в жидкости на тела действует выталкивающая сила.
Действительно существует такая сила. Она называется выталкивающей или архимедовой, силой в честь древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение.
Вторая учебная проблема: всегда ли жидкость действует на погруженное тело? Записывается вторая гипотеза «Жидкость действует на любое тело, погруженное в нее». Опущенный в воду цилиндр из металла тонет. Заметно ли действие воды на это тело? (Учащиеся выдвигают различные версии при обсуждении данного явления).
По плану, записанному на доске, каждый ученик приступает к выполнению эксперимента с телами различной формы, массы, цвета.
Определите вес данного тела в воздухе Р1.
Определите вес этого тела в воде Р2.
Сравните результаты и сделайте вывод:
Вес тела в воде меньше веса тела в воздухе.
Вопрос: почему вес тела в воде меньше веса тела в воздухе?
Ответ: существует сила, действующая на тело в воде и направленная вертикально вверх.
Вывод: жидкость действует на любое тело, погруженное в нее.
Третья учебная проблема: как можно найти величину выталкивающей силы? Ответ: из веса тела в воздухе вычесть вес тела в воде.
Р в воде< Р в воздухе; F выт = Р в воздухе - Р в воде
Четвертая учебная проблема: как теоретически объяснить действие жидкости на погруженное в нее тело?
[pic]
Для объяснения используется представление давления жидкости на тело. Давление внутри жидкости:
p = ρgh. Если верхняя грань находится на глубине h1, а нижняя на глубине h2, то р2 > р1. Давление на боковые грани компенсируется, т.к. по закону Паскаля, давление на одном уровне по всем направлениям одинаково.
Вывод: выталкивание тела происходит в результате действия разного давления на нижнюю и верхнюю грани: рна ниж > р на верх
Выведем величину силы Архимеда:
р1 = ρжgh1; F1 = p1S; F1 = ρжgh1S;
р2 = ρжgh2; F2 = p2 S; F2 = ρжgh2S;
F1- F2 = ρжgh2S - ρжgh1S = ρжgS(h2 -h1)
Но h2 -h1= hц и S h= V, значит F1- F2 = ρжg V- выталкивающая сила, или сила Архимеда . Окончательно: FА = ρжg V
Так как ρжV = mж- масса жидкости в объеме тела.
FА = mж g = Рж
Т.е. по формуле это вес жидкости, вытесненной телом. Так ли это?
Пятая учебная проблема. Докажем эту гипотезу с помощью опыта. Предлагаем план его проведения.
1. Рассказать о приборе, который носит название «ведерко Архимеда», пружина с указателем, шкала, ведерко, цилиндр того же объема, отливной сосуд высотой 25 см, стакан.
[pic]
2. Ведерко подвешивается к пружине, а к нему- цилиндр, замечается растяжение пружины по указателю.
3. Цилиндр погружается в отливной сосуд, вытесненная вода собирается в стакан, пружина сжимается до новой отметки.
4. Значит, со стороны жидкости действует сила, направленная вверх,- сила Архимеда. Чему она равна? Как вернуть пружину в прежнее состояние?
5. Вытесненная вода понемногу выливается в ведерко. Пружина возвращается в исходное состояние, если перелита вся вода (ведерко полное).
6. Указывается, что объем воды в ведерке равен объему цилиндра.
Вывод: сила Архимеда равна весу жидкости, вытесненной телом.
Формулируется закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равна по величине весу жидкости, вытесненной телом.
3. Повторение выдвинутых гипотез. Работа со схемой:
- наличие схемы в тетрадях учащихся;
-фронтальный опрос по схеме;
-письменный текст рассказа по структурной схеме (для отдельных учащихся).
Научные факты
Гипотеза
Величины
Законы
Применение
Действие жидкости на погруженное в нее тело
[pic]
1. Pв воде< Pв воздухе
2. [pic]
3. FA=P1-P2
В жидкости на тела действует выталкивающая сила.
Жидкость действует на любое тело, погруженное в нее.
Выталкивание тела происходит в результате действия разного давления на нижнюю и верхнюю грани: рна ниж > р на верх
Сила Архимеда равна весу жидкости, вытесненной телом.
FА-сила Архимеда
[FА] = Н
ρж – плотность жидкости
[ρж] = кг/м3
V- объем тела
[V] = м3
FА = ρжg V
FА = mж g = Рж
1. Для расчета FА
2. Плавание судов.
3.Воздухоплавание
4. Придумать свой пример
4. Совершенствование и применение знаний.
Тренировка на применение знаний при решении задач.
Какая выталкивающая сила действует на тело, если его вес тела в воздухе равен 170 Н, а в воде 150 Н?
Определите выталкивающую силу, действующую на камень объемом 0,5 м3, находящийся в воде.
С какой силой выталкивается кусок дерева массой 800 г при его полном погружении в воду?
Какой силой можно удержать в воде стальной рельс объемом 0,7 м3?
Анализ полученных результатов.
5. Обобщение и систематизация знаний. Учитель подводит итог урока.
6. Домашнее задание.
Проанализировать знание о законе Архимеда по плану:
