Разработка урока физики по теме «Архимедова сила»
учителя физики ЛГ МБОУ «СОШ №2» г. Лангепаса
Кулешовой Марины Владимировны.
Пояснительная записка
Данный урок направлен на получение нового знания: «открытие» закона. Учащиеся 7 класса уже знакомы с исследовательским методом работы, однако данный вид деятельности не является усвоенным учащимися – требует закрепления.
Ребята имеют достаточные знания для введения нового закона: они знают понятие давления и умеют рассчитывать давление, создаваемое жидкостью на дно и стенки сосуда; ими усвоен закон Паскаля, понятие силы и ее равнодействующей.
Данный урок в разделе «Давление твердых тел, жидкостей и газом» является основой для изучения темы «Плавание тел».
Перед началом урока учащиеся делятся и садятся по группам – всего 6 групп.
На уроке используются:
Материалы в программе Notebook (или презентация). В сценарии урока представлены фотографии фрагментов некоторых страниц.
Оборудование:
Тела разного объема, одинаковой массы, сосуд с водой, динамометр;
Тела одинаковой плотности, разного объема, сосуд с водой, динамометр;
Тела разной плотности (металлы), одинакового объема, сосуд с водой, динамометр;
Тела разной плотности (металл и дерево), одинакового объема, сосуд с водой, динамометр;
Одно тело, сосуды с молоком и насыщенным раствором соли (плотности равны), динамометр;
Одно тело, сосуды с водой и насыщенным раствором соли, динамометр.
*Тела должны быть большого размера, а динамометры – с малой ценой деления. В противном случае, необходимо проградуировать динамометр самостоятельно или с учащимися, до цены деления 0,25Н.
Карточки для фиксации результатов исследования (Приложение 1).
Карточки для проведения рефлексии учебной деятельности (Приложение 2).
Образовательная цель урока: подготовить учащихся, усвоивших знания:
Сила Архимеда (выталкивающая сила), возникающая в жидкости –зависит от плотности жидкости и объема погруженной в жидкость части тела;
Сила Архимеда (выталкивающая сила), возникающая в газе - зависит от плотности газа, в котором находится тело, и объема тела;
Сила Архимеда возникает из-за разности давлений на разной глубине (высоте).
Цель по развитию учащихся:
подготовить учащихся, овладевших видами деятельности:
получение научных фактов, связанных с действием выталкивающей силы в жидкости;
открытие закона Архимеда.
Ход урока
Мотивационный этап. 2 мин.
Учитель. Наш урок сегодня хочу начать с описания купаний.
«Это было забавное купанье! Мы не могли утонуть. Здесь можно вытянуться на воде во всю длину, лежа на спине и сложив руки на груди, причем большая часть тела будет оставаться над водой. При этом можно совсем поднять голову… Вы не можете плыть на спине, подвигаясь сколько-нибудь заметно, так как ноги ваши торчат из воды и вам приходится отталкиваться только пятками. Если же вы плывете лицом вниз, то подвигаетесь не вперед, а назад». (М. Твен «Купание в Мертвом море») [pic]
«От долгого купания я продрог, но, не успев как следует отогреться на берегу, снова лез в воду… до скалы и обратно... И вдруг я понял, что тону. Хотел вдохнуть, но захлебнулся. Вода была горькая, как английская соль, холодная и враждебная. Я рванулся изо всех сил и вынырнул… Не знаю почему, выныривая, я не кричал. Возможно, не успевал, возможно, язык отнимался от страха...» (Искандер «Рассказ о море») [pic]
Организация деятельности учащихся по открытию закона Архимеда. 30 мин.
Учитель. Перед Вами две фотографии. Один и тот же человек в одном случае может лежать на поверхности воды и не бояться утонуть, а в другом – пойти ко дну.
Ученики. Лежать можно в мертвом море, а утонуть в любом другом водоеме.
Учитель. Почему?
Ученики. Может из-за соли? Мертвое море соленое.
Учитель. Правильный ответ мы дадим в конце урока. Давайте вспомним, какая физическая величина характеризует действие тел друг на друга?
Ученики. Сила.
Учитель. Какую силу, действующую на плавающее тело, мы уже знаем?
Ученики. Силу тяжести.
Учитель. Как ее можно определить экспериментально? Каким прибором?
Ученики. Динамометром. Вес неподвижного тела в воздухе равен силе тяжести.
Учитель. Тело плавает – что можно сказать о результирующей силе?
Ученики. Она равна нулю.
Учитель. Давайте проведем эксперимент. У меня на столе динамометр, тело и стакан с водой. Подвесим тело к динамометру. Чему равен вес?
Ученики. 2Н.
Учитель. Теперь опустим тело в воду, чему равен вес тела?
Ученики. 1,5Н.
Учитель. Сила тяжести изменилась?
Ученики. Нет. Она зависим от массы тела, а масса осталась такой же.
Учитель. Какой можно сделать вывод?
Ученики. В жидкости на тело должна действовать сила.
Учитель. В каком направлении должна действовать эта сила?
Ученики. Вверх.
Учитель. Запишем в тетрадь: число, классная работа, оставим строчку для темы урока и запишем первый вывод: В жидкости на тело действует сила, направленная вверх. Ее называют выталкивающая сила. [pic]
Мы можем ее вычислить? Чтобы ответить на этот вопрос посмотрим на рисунок: вес тела в воздухе больше веса тела в жидкости.
Ученики. Надо из веса тела в воздухе вычесть вес этого тела в жидкости.
Учитель. Давайте подумаем: от каких физических характеристик может зависеть данная сила? Сформулируйте гипотезы.
Ученики. От рода жидкости, плотности жидкости, вещества самого тела, его плотности, размеров тела, массы тела.
Учитель. Давайте сформулируем познавательные задачи (ПЗ):
Зависит ли величина силы, действующей в жидкости от рода жидкости?
Зависит ли величина силы, действующей в жидкости от плотности жидкости?
Зависит ли величина силы, действующей в жидкости от плотности тела?
Зависит ли величина силы, действующей в жидкости от массы тела?
Зависит ли величина силы, действующей в жидкости от размеров тела?
Какой эксперимент можно поставить, чтобы решить поставленные ПЗ?
Ученики.
ПЗ-1: Взять две разные жидкости, одинаковой плотности, рассчитать силу, действующую в них на одно и то же тело.
ПЗ-2: Взять две разные жидкости, разной плотности, рассчитать силу, действующую в них на одно и то же тело.
ПЗ-3: Взять два тела разной плотности, одинаковых размеров, рассчитать силу, действующую на них в одной и той же жидкости.
ПЗ-4: Взять два тела одинаковой массы, разных веществ, рассчитать силу, действующую на них в одной и той же жидкости.
ПЗ-5: Взять два тела одинаковой плотности, одного и того же вещества, разных размеров, рассчитать силу, действующую на них в одной и той же жидкости.
Учитель. При проведении исследования надо помнить, что все остальные условия (кроме проверяемых) должны быть одинаковы. Какое оборудование нам понадобиться?
Ученики. Тела, сосуды с жидкостью и динамометры.
Учитель проводит инструктаж по технике безопасности при проведении экспериментов.
Решим познавательные задачи с помощью исследований, которые проведем в группах. Каждая группа, получает карточку, в которой написана задача и задание, дана таблица для записи результатов, выполнив эксперимент, полученные данные внесите в таблицу.
*** Работа в группах (6 групп, каждая решает свою ПЗ; ПЗ 3 решается двумя группами для тел, которые тонут и для тел, одно из которых тонет, другое плавает на поверхности).
Учитель помогает учащимся, которые испытывают трудности в обучении физики, провести эксперимент и рассчитать выталкивающую силу.
Запись полученных результатов в таблицу на интерактивной доске: серия 1 – зависимость от характеристик тела; серия 2- зависимость от характеристик жидкости.
Учитель. Сформулируйте ответ на ваши ПЗ.
Ученики.
ПЗ1. Сила, действующая в жидкости одинакова, если жидкости разные, а плотности их одинаковы.
ПЗ2. Сила, действующая на тело в жидкости больше, если плотность жидкости больше.
ПЗ3. Сила, действующая на тела в жидкости одинакова, если размеры тел одинаковы.
Учитель. Тела полностью были погружены в жидкость?
Ученики. Да.
ПЗ3. Сила, действующая на тела в жидкости, больше, если плотность больше.
Учитель. Тела полностью были погружены в жидкость?
Ученики. Одно – да, другое – нет.
Учитель. А на какое тело действовала в жидкости большая сила?
Ученики. На то, что полностью было в жидкости.
ПЗ4. Сила, действующая на тела в жидкости не одинакова, если массы тел одинаковы.
ПЗ5. Чем больше тело, тем больше сила, действующая на тела в жидкости.
Учитель. Давайте попробуем обобщить полученные результаты
Ученики. Сила, действующая на тела в жидкости, зависит от размера тела, если оно полностью в жидкости и от плотности жидкости. Если тело погружено не полностью – сила меньше.
Учитель. Посмотрите на картинки. Как Вы думаете, а в газах есть выталкивающая сила? [pic] [pic]
Ученики. Да, иначе шарики с гелием не поднимались бы вверх.
Учитель. Часто силы называют по фамилии ученого, который ее открыл или открыл закон, по которому ее можно найти. Данную силу открыл Архимед. Силу, действующая на тела в жидкости или газе называют сила Архимеда. Запишите тему урока: Сила Архимеда.
Давайте запишем общий вывод:
Сила Архимеда действует на тела, находящиеся в жидкости или газе.
Сила Архимеда, действующая в жидкости, зависит от плотности жидкости, объема той части тела, которая находится в жидкости.
Сила Архимеда, действующая в газах, зависит от плотности газа, объема тела.
Давайте вспомним единицы измерения силы, плотности, объема.
Ученики. Н - Ньютоны, кг/м3 и м3.
Учитель. Следовательно: 1Н= ∙м3∙, коэффициент пропорциональности должен иметь единицы измерения Н/кг. Знаем мы такую величину?
Ученики. Это ускорение свободного падения.
Учитель. Давайте запишем формулу полностью:
Как Вы думаете, на Луне сила Архимеда будет такой же как на Земле?
Ученики. Нет, там ускорение свободного падения меньше, значит и сила будет меньше.
Учитель. Почему же возникает сила Архимеда? Давайте вспомним, давление, оказываемое жидкостью больше над телом или под ним? [pic]
Ученики. Чем больше глубина, тем больше давление.
Учитель. Сила давления F=p∙S. Раз давление снизу больше, то и сила больше. Сила Архимеда возникает из-за разности давлений снизу и сверху тела.
Давайте вернемся к описаниям купаний. Почему в Мертвом море можно спокойно лежать на воде и читать, а в Черном море - нельзя?
Ученики. В Мертвом море сила Архимеда большая из-за большой плотности воды в этом море, а в Черном море плотность воды меньше. Получается, что в Мертвом море сила Архимеда равна силе тяжести, а в Черном – сила тяжести больше.
Организация рефлексивной деятельности обучающихся и информирование о домашнем задании. 5 мин.
Учитель. Я бы хотела знать, что на уроке Вы поняли, над чем нам надо еще поработать. Помогите мне, пожалуйста. У вас на столах лежат листы самоконтроля (Приложение 2), заполните их.
Ученики. Отмечают галочкой слово, которое выбрали. Если сомневаются, ставят галочку посередине.
Учитель. Дает домашнее задание и поясняет его.
Список источников информации:
Ивашкина Д. А. Эксперимент как метапредметная деятельности: реализация ФГОС на примере курса физики. –М.: Педагогический университет «Первое сентября», 2014.
Пинская М. А. Оценивание в условиях введения требований нового ФГОС. –М.: Педагогический университет «Первое сентября», 2013. – 96с.
Плавание в Мертвом море. [link] [pic]
Приложение 2. Рефлексивные листы.
[pic]
