Урок физики в 7 классе - Действие жидкостей и газов на погруженные в них тела. Закон Архимеда

Действие Жидкостей и газов на погруженные в них тела. Закон Архимеда.

Урок физики в 7-м классе.

Цели урока:

Образовательные: получить учащихся, усвоивших, что на тело, находящееся в жидкости или газе, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх; овладевших способами измерения выталкивающей силы; умеющих устанавливать связь выталкивающей силы с другими величинами.

Развивающие: развивать экспериментальные умения, навыки логического мышления, умение обосновывать свои высказывания, делать выводы.

Воспитательные: убеждать учащихся в познаваемости окружающего мира, формировать интерес к познанию законов природы и их применению; создавать позитивное отношение к предмету.

Ход урока:

Класс заранее разделен на четыре группы. На столе у каждой группы приготовлено оборудование для проведения опытов:

1-й стол: штатив, мензурка с водой, динамометр, несколько тел с зацепами с двух сторон

2-й стол: штатив, мензурка с водой, динамометр, два тела разной массы, но одинакового объема.

3-й стол: Рычажные весы, два одинаковых тела, два стакана с водой, один стакан с соляным раствором.

4-й стол: Штатив, динамометр, мензурка с водой, два тела разного объема, но равной массы.

1. Организационный момент, мотивационное начало.

(Слайд 1)

1. Здравствуйте. Сегодня мы продолжим изучать раздел физики, посвященный давлению.

(Слайд 2)

2. А вы когда-нибудь задумывались, почему под водой человек может поднять вес, гораздо больший, чем в воздухе?

3. Сегодня, на основе экспериментов и выводов, мы получим ответ на этот вопрос.

4. А также приобретем знания, которые широко используются в жизни при конструировании судов, подводных сооружений и аппаратов для исследования морских глубин и атмосферы.

5. Итак, тема нашего сегодняшнего урока: "Действие жидкостей и газов на погруженные в них тела. Закон Архимеда."

6. Работать будете по группам. Каждая группа получит свое задание, сформулированное на карточке, а потом отчитается о проделанной работе - продемонстрирует свой опыт, ответит на вопросы и сделает вывод.

1. Актуализация опорных знаний. Фронтальный опрос. (5-7 мин)

(Слайд 3, анимированный.) По мере проведения опроса на слайде высвечиваются вопросы и ответы, в итоге формируется краткий опорный конспект, с необходимыми для урока формулами и определениями, которые обучающиеся записывают в тетради.

• Но, прежде чем приступить к работе, необходимо кое-что вспомнить, а кто забыл, записать!

2.1. Так как раздел посвящен изучению давления, для начала, дайте определение этого физического термина. Давление - что это за физическая величина?

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

2.2. Назовите формулу для вычисления давления, и его единицу измерения?

Ответ: P=F/S, Паскаль

2.3. Сформулируйте закон Паскаля?

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

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

Ответ: P= pgh

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

Ответ: V= Sh

2.6. Что такое вес тела? Дайте определение?

Ответ: Вес тела - это сила, с которой тело давит на опору, или растягивает подвес. Численно равен силе тяжести. P= FТ=mg

(закрыть проектор)

3. Изучение нового материала

3.1. Рассказ и демонстрации Учителя.

• Молодцы, что такое давление, вес тела, как рассчитать давление жидкости на дно и стенки сосуда вспомнили.

(Достаю мензурку с водой, опускаю пробковое тело, оно всплывает)

• Опустим пробку в мензурку с водой и резко отпустим.

• Что произошло? - тело всплывает

• Почему? О чем это говорит? - Жидкость его выталкивает

• И что это значит? - Значит на тело, погруженное в жидкость действует некоторая сила - назовем ее - выталкивающая сила.

• А теперь давайте выясним, почему же возникает выталкивающая сила?

(слайд 4, анимированный)

• Для удобства рассуждения рассмотрим тело, имеющее форму прямоугольного параллелепипеда.

• Итак, мы знаем, что жидкость давит, на дно и стенки сосуда. А если внутрь неё поместить, какое-либо твердое тело, то оно также будет подвергаться давлению.

• Силы, действующие со стороны жидкости на боковые грани тела попарно равны, и уравновешивают друг друга. Под действием этих сил тело только сжимается.

• А вот силы, действующие на верхнюю и нижнюю грани тела, не одинаковы.

• На верхнюю грань, давит с силой F1 столб жидкости, высотой h1

• На уровне нижней грани, давление производит столб жидкости, высотой h2. Это давление, как мы знаем, по закону Паскаля, передается внутри жидкости во все стороны. Следовательно, на нижнюю грань, снизу-вверх, c силой F2, давит столб жидкости, высотой h2.

• Как мы видим h2 больше, чем h1, следовательно, и модуль силы F2 больше модуля силы F1.

• Поэтому тело выталкивается из жидкости с силой выталкивания, равной разности сил F1 и F2.

• Рассчитаем эту силу.

(Вывод формулы выталкивающей силы)

• Итак, выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погружённого в нее тела, и направлена, вертикально вверх.

• Мы получили с Вами теоретический вывод. Теперь остается проверить его на практике.

(Демонстрация с ведром Архимеда)

• К динамометру подвешено ведерко, и тело. Растяжение пружины показывает вес тела в воздухе.

• Опускаем тело в отливной сосуд. При этом часть жидкости выливается в стакан, а растяжение пружины уменьшается.

• Это показывает наличие выталкивающей силы, и как следствие, уменьшение веса тела в жидкости.

• Если в ведерко вылить жидкость из стакана (т.е. ту, которое вытеснило тело), то указатель динамометра возвратится в свое изначальное положение.

• Отсюда можно сделать вывод, что сила, выталкивающая целиком погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объеме этого тела.

• Что и требовалось проверить.

• Как мы знаем, к газам также применим закон Паскаля, поэтому на тела, находящиеся в газе, также действует сила, выталкивающая их из газа.

• Под действием этой силы воздушные шары поднимаются вверх.

• И если проделать такой же опыт с телом, погруженным в газ, то мы также придем к выводу, что сила, выталкивающая тело из газа, равна весу газа, взятому в объеме тела.

• А эту силу, выталкивающую тело из жидкости или газа, называют архимедовой силой, в честь древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение.

3.2. Исследование обучающихся.

• А теперь пришло время Вам самостоятельно провести некоторые исследования.

• А любое исследование, как известно, начинается с гипотезы.

• Итак, как вы думаете, от чего зависит выталкивающая сила?

(Слайд 5, анимированный)

• Не стесняйтесь, высказывайте любые свои предположения, потом их проверите на практике.

(Заслушиваются гипотезы обучающихся.)

В результате обсуждения формируется несколько гипотез

Учитель подводит итог обсуждению о зависимости силы Архимеда от плотности и массы тела, от плотности жидкости, от глубины погружения, от объема тела.

• Хорошо, а теперь каждая из групп самостоятельно проведет исследование, по изучению зависимости силы Архимеда, и потом отчитается о проделанной работе, продемонстрирует свой опыт и сделает вывод.

Учитель раздает карточки экспериментов. (Приложение 1- карточки экспериментов)

• 1-я группа - исследует зависимость силы Архимеда от глубины погружения тела.

• 2-я группа - от массы и плотности погружаемого тела.

• 3-я группа - от плотности жидкости

• 4-я группа - от объема тела.

• Каждая группа обучающихся получает задание, сформулированное на карточке эксперимента.

• Вам необходимо провести исследование, заполнить таблицу и сделать вывод.

• Посмотрим, какая группа справится быстрее, и лучше всех расскажет о своем эксперименте.

(Обучающиеся проводят эксперименты, после чего каждая группа рассказывает о своем опыте и делает вывод).

Выслушав ответы обучающихся, учитель подводит итог (Слайд 6)

• Итак, мы выяснили, что Архимедова сила зависит только от плотности жидкости и объема погруженного тела. И не зависит от плотности тела, массы и глубины погружения.

• Контроль и самоконтроль

• Молодцы, теперь закройте тетради, каждый из вас получает карточку с вопросами и вариантами ответов.

• Обведите Ваш вариант ответа кружком.

(Приложение 2 - тест к уроку)

Ученики отмечают правильные ответы, затем меняются карточками с соседом по парте, и сравнивают ответы друг друга с правильными ответами на доске. И ставят оценки. (Слайд 7)

4. Домашнее задание

(Слайд 8)

Параграфы 50,51 - читать, подготовить ответы на вопросы.

Выполнить упражнение № 26, стр.149.

4. Рефлексия

А теперь скажите, почему под водой мы можем легко поднять вес, который не можем поднять в воздухе?

(потому что нам помогает выталкивающая сила)

(Слайд 9)

Учитель раздает карточки с вопросами об их впечатление об уроке, обучающиеся заполняют и сдают учителю.

(Приложение 3 - лесенка рефлексии)

5