Урок-исследование по теме «Условие плавания тел»

Урок-исследование по теме «Плавание тел»

7класс

Тип урока: Изучение нового материала путем исследования.

Методы- словесные(беседа, рассказ ),практический метод, наглядно-демонстрационный.

Средства -раздаточный материал, учебник.

Форма организации урока- работа в парах.

Технология- критического мышления с использованием исследовательского метода, использование приемов критического мышления.

Цель: познакомить учащихся с условием плавания тел на основе изученной Архимедовой силы, формировать умение объяснять поведение тел в жидкости(тело тонет, плавает, всплывает) сравнением силы тяжести и силы Архимеда, плотности жидкости и плотности тела. Показать условия плавания тел в природе и технике.

2.Формирование УУД- умение проводить эксперимент, анализировать полученные результаты, обобщать, развить умение делать выводы по результатам экспериментальных исследований, развить коммуникативные умения учащихся.

3Развить мышление, речь, творческие способности учащихся.

Формирование УУД-

-Регулятивные УУД- умение самостоятельно формулировать тему урока, ставить цель урока, сохранение ее на уроке, самостоятельно ориентироваться в новом учебном материале.

-Познавательные- умение проводить эксперимент, анализировать полученные результаты, обобщать, развить умение делать выводы по результатам экспериментальных исследований, умение работать с таблицей.

- Развить коммуникативные умения учащихся- умение работать в парах для достижения общих результатов.

Оборудование:

Cосуды с водой, раствором насыщенной соли, набор тел разной плотности, подсолнечное масло, пипетки, мензурки с водой, флакончики с песком, тела из дерева и пенопласта, вареное яйцо.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.

2. Повторение.

Утверждение верно- не верно!(выбрать верные утверждения)

1.Архимедова сила возникает при погружении тела в жидкость или газ?

2.Архимедова сила направлена вертикально вниз?

3.Архимедова сила зависит от плотности тела?

4.Архимедова сила зависит от плотности жидкости?

5. Архимедова сила зависит от объема тела, погруженного в жидкость или газ?

6.Архимедова сила равна весу тела, погруженного в жидкость или газ.

7.На любое тело, погруженное в жидкость действует еще сила тяжести?

8.На тело массой 30Г действует сила тяжести 300Н?

9.Если тело полностью погружено в жидкость, то архимедова сила определяется по формулеF=ρmg?

10.Одинакова ли выталкивающая сила, с которой жидкость действует на погруженные в нее стальной шарик и стальную пластинку той же массы?

3.Изучение нового материала, формулировка темы урока.

Демонстрация. Перед учениками находится три сосуда с жидкостью, в которых помещены три одинаковых по объему яйца.

В первом сосуде тело плавает на поверхности, во втором находится внутри жидкости, в третьем тело на дне.

Учитель задает вопрос: Почему одни тела в жидкости тонут, другие плавают, а третьи всплывают? От каких факторов зависит поведение тела в жидкости? А изменилось бы что-нибудь, если бы воду поменяли на бензин? Что произошло, если бы в сосуд с водой бросить бруски одинакового объема, но разной плотности?

Учащиеся предлагают несколько предположений, гипотез.

Учитель: Ребята, как вы думаете, что мы будем исследовать экспериментально сегодня на уроке? Вы видите, что плавает тело или тонет в жидкости, зависит от определенных условий. Как будет называться тема нашего урока?

Ученики самостоятельно формулируют тему урока: Условия плавания тел.

Учитель: Какая цель нашего урока?

Ученики: Изучить условия плавания тел, выяснить почему одни тела тонут, другие плавают в жидкости.

Учитель записывает тему урока на доске, просит учеников записать тему урока в тетради.

Учитель: На партах у вас находятся тексты. Вам нужно его прочитать и провести маркировку текста.(Применение стратегии «Инсерт»)

По мере чтения ставятся на полях справа «Условные значки»

«ü» - уже знал

«+» - новое

«-» - думал иначе

«?» - есть вопросы

-Исследователем действия жидкости на погруженное тело был древнегреческий математик и физик Архимед, живший 287 г. до нашей эры. Закон Архимеда помогает объяснить некоторые удивительные явления, плавание подводных лодок, животных и человека, помогает поднимать затонувшие суда.

- Существует море, в котором нельзя утонуть. Это знаменитое Мертвое море Палестины. В Мертвом море можно не только плавать, но и сидеть, не прилагая при этом ни малейших усилий для того, чтобы остаться на поверхности.

- В санатории в Старой Руссе, женщина, принимающая ванны, с возмущением жаловалась, что вода «положительно выталкивала ее из ванны . Ребята, а когда вы находитесь в ванной, вас тоже так сильно выталкивает вода?

Чем объяснить разницу в действиях выталкивающей силы?

- Один из больших ледоколов «Садко», по халатности капитана затонувший в Белом море в 1916 г. пролежал на морском дне 17 лет, его затем подняли понтонами, и снова вступил в строй.

- Подводные лодки - это корабли, корпус и палубные надстройки которых могут закрываться и становиться непроницаемыми для воды и воздуха. Они, как и обычные корабли, могут плавать по поверхности воды, но могут и погружаться под воду и продолжать плавание под водой. Подводная лодка оснащена системой балластных цистерн, которая позволяет ей погружаться под воду и менять глубину погружения. При надводном плавании балластные цистерны заполнены воздухом. Они создают необходимую выталкивающую силу, которая поддерживает подводную лодку на поверхности воды. Когда лодка должна перейти на подводное плавание, клапаны цистерн (кингстоны) открываются, и они заполняются водой. Лодка погружается под воду. Так можно установить определенную глубину погружения. Для подъема в цистерны нагнетают сжатый воздух: вода вытесняется из подводной лодки и она всплывает.

Учитель: Какие предложения в тексте у вас вызывают вопросы?

Учащиеся, произведя маркировку текста, читают предложения, отмеченные знаком«?».

Учитель: Вы не можете точно ответить на эти вопросы. И у вас появляются идеи, гипотезы. Итак, приступаем к решению нашей проблемы, которая и есть тема урока.

Учащиеся приступают к работе в парах, им раздаются карточки с заданиями, формы для заполнения и оборудование для выполнения заданий-4 варианта. Прослеживается дифференцированный подход.

Учитель: Внимательно прочитайте свои задания, выполните экспериментальные задания и сделайте выводы.

Задание 1

Пронаблюдайте, какие из предложенных тел тонут, и какие всплывают в воде.

Оборудование: стакан с водой, алюминиевый цилиндр, железный цилиндр, парафиновая свечка, пробка.

1.Найдите в таблице учебника плотности соответствующих тел и сравните их с плотностью воды (стр.50-51)

2 Результаты запишите в таблицу.

Тела

Плотность тела ρт.

Плотность воды ρж.

Сравнить плотности воды и тела(>,<,=)

Поведение тела (тонет, плавает, всплывает )

Алюминиевый цилиндр.

Железный цилиндр.

Парафиновая свечка

Пробка

Сформулируйте вывод.

Задание2

Наблюдение всплытия масляного пятна под действием выталкивающей силы воды.

Цель работы: Провести наблюдение за всплытием масла, погруженного в воду, обнаружить на опыте выталкивающее действие воды, указать направление выталкивающей силы.

Оборудование: сосуды с маслом, водой, пипетка.

Последовательность проведения опыта:

1. Взять с помощью пипетки несколько капель масла (подсолнечное масло)

2. Опустить пипетку на глубину 3 - 4 см в стакан с водой.

3.Выпустить масло и пронаблюдать образование масляного пятна на поверхности воды.

4.Найдите значение плотности масла и воды в таблице на стр.50-51

5.Результаты записать в таблицу.

На основе проделанного опыта сделайте вывод о том, как располагаются в сосуде несмешивающиеся жидкости.

Задание 3

Сравните глубину погружения в чистой и соленой воде деревянного и пенопластового предмета одинаковых размеров.

Оборудование: два сосуда (с чистой и соленой водой), деревянный и пенопластовый предмет.

Выполнение эксперимента.

1.Опустить деревянный и пенопластовый предмет в жидкость одинаковой плотности (в чистую воду).

2.Сравнить, отличается ли глубина погружения деревянного и пенопластового предмета в воде.

5.Выводы записать в таблицу.

Жидкость

Плотность жидкости

Вещество

Плотность вещества

Нарисовать глубину погружения

(у какого предмета больше)

Чистая вода

ρ=1000 кг/м³

Дерево

ρ=700 кг/м³

Чистая вода

ρ=1000 кг/м³

Пенопласт

ρ = 200 кг/м³

3. Опустить деревянный предмет в жидкости разной плотности (в чистую и соленую воду).

4.Выясните, отличается ли глубина погружения деревянного предмета в чистой и соленой воде.

5.Выводы записать в таблицу.

Жидкость

Плотность жидкости

Вещество

Нарисовать глубину погружения

(в какой жидкости больше)

соленая вода

ρ р-ра соли>ρводы

Дерево

чистая вода

Дерево

Сформулируйте вывод.

Задание4-А

Сравните архимедову силу, действующую на флакончик с силой тяжести флакончика.

Оборудование: мензурка, флакончик с песком.

1.Определите архимедову силу, действующую на флакончик. Для этого измерьте объем воды в мензурке до помещения в нее флакончика V1 и после помещения в нее флакончика V2. Определите объем флакончика, погруженного в воду V=V2-V1. Рассчитайте выталкивающую силу по формуле Fа=ρжVg

2.Рассчитайте силу тяжести, действующую на флакончик, которая равна весу флакончика с песком в воздухе. F=gm(масса флакончика с песком указана на пробке)

3.Результат запишите в таблицу.

Тело

Объем тела V=V2- V1

Сила Архимеда FА=ρжVg

Сила тяжести Fт=gm

Сравнить силу тяжести и архимедову силу(>,<,=)

Поведение флакончика в воде (плавает, тонет, всплывает)

см³

м³

Пробирка с песком

Сделайте выводы на основании результатов опытов.

Fтяж.=Fарх. Получили условие плавания тел: р_в = р_ж.

Где в технике учитывают эти условия?

Вывести условие плавания тел(сравнением плотности тела и плотности жидкости) из равенства силы тяжести и силы Архимеда ρт.Vтg=ρжVж.g→ ρт=ρж

Задание4-Б

Сравните архимедову силу, действующую на флакончик с силой тяжести флакончика.

Оборудование: мензурка, флакончик с песком

1.Определите архимедову силу, действующую на флакончик. Для этого измерьте объем воды в мензурке до помещения в нее флакончикаV1 и после помещения в нее флакончикаV2.Попытайтесь опустить флакончик в воду на такую глубину, чтобы он оказался полностью под водой. Определите объем флакончика, погруженного в воду V=V2-V1. Уберите руку. Что произошло с флакончиком? Рассчитайте архимедову силу по формуле FА=ρжVg

2.Рассчитайте силу тяжести, действующую на флакончик, которая равна весу флакончика с песком в воздухе F=gm, m в кг

3.Результат запишите в таблицу.

Тело

Объем тела V=V2- V1

Сила Архимеда FА=ρжVg

Сила тяжести Fт=gm

Сравнить силу тяжести и архимедову силу(>,<,=)

Поведение флакончика в воде (плавает, тонет, всплывает)

см³

м³

Флакончик с небольшим количеством песка

Сделайте выводы на основании результатов опытов.

Задание4-В

Сравните архимедову силу, действующую на флакончик с силой тяжести флакончика.

Оборудование: мензурка, флакончик с песком

1.Определите выталкивающую силу, действующую на флакончик. Для этого измерьте объем воды в мензурке до помещения в нее флакончикаV1 и после помещения в нее флакончика V2.Определите объем флакончика, погруженного в водуV=V2-V1.Рассчитайте архимедову силу по формуле Fа=ρжVg

2.Рассчитайте силу тяжести, действующую на фщ9ш8прилакончик, которая равна весу флакончика с песком в воздухе. Fт=gm, m в кг.

3.Результат запишите в таблицу.

Тело

Объем тела V=V2- V1

Сила АрхимедаFА=ρжVg

Сила тяжести Fт=gm

Сравнить силу тяжести и архимедову силу(>,<,=)

Поведение флакончика в воде (плавает, тонет, всплывает)

см³

м³

Флакончик с большим количеством песка

Сделайте выводы на основании результатов опытов.

Результаты выводов записать в таблицу. Учащиеся заполняют данную таблицу в процессе обсуждения результатов экспериментальных заданий.

Условия плавания тел

Сравнение

величин

Тонет

Всплывает

Плавает

Сравнение сил

Fт>FА

Fт<FА

Fт=FА

Сравнение плотностей

ρт>ρж

ρт<ρж

ρт=ρж

Чтение учебника на стр.122. Ответить на вопросы.

1.Как рыбы и киты регулируют глубину погружения в воду?

Учитель. Теперь объясним опыт, показанный вам в начале урока?

Почему три одинаковых по объему яйца ведут себя по-разному в 3 сосудах?

Учащиеся объясняют результаты опыта.

Учитель. Вспомните, какие предложения в прочитанном тексте у вас вызвали вопросы?

Учащиеся отвечают на поставленные вопросы по прочитанному тексту.

Учитель: Мы получили условие плавания тел

Где в технике учитывают эти условия?

Учащиеся рассказывают об условиях плавания подводных лодок, подъеме затонувших судов.

Повторение:

Утверждение: верно -не верно (прием критического мышления) ,

1.Верно ли, что человек может «лежать» на поверхности воды.

2.Верно ли, что катастрофа плавающих судов, перевозящих нефть, бензин и т.д., грозит экологической катастрофой?

3. Верно ли, что нельзя тушить горящий бензин водой?

4. Верно ли, что водные животные не нуждаются в прочных и массивных скелетах.

5.Верно ли, что что алюминиевый цилиндр утонет в ртути.

Задача. Определите выталкивающую силу, действующую на полый железный куб

массой 0,9кг со стороной, равной 10 см, при полном его погружении в воду. Всплывет этот куб или утонет?

Подведение итогов. Выставление оценок.

Рефлексия.

Домашнее задание:

§ 50, ответить на вопросы в конце параграфа.

Упражнение25(1-3,5),

№472-474(устно)