Урок физики в 7-м классе на тему "Архимедова сила".

Учитель: Шайхутдинов Нурфис Нургаянович

Оборудование:

Лабораторное - сосуды с жидкостями, динамометры, набор тел;

Демонстрационное - сосуд с водой, штатив, ведерко Архимеда, отливной сосуд;

Программное обеспечение: Power Point, учебник А.В.Перышкина «Физика - 7».

Цели урока:

Обучающая: Сформировать знания учащихся об архимедовой силе, умение выводить формулу, выражающую зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости (газа) и объема тела.

Развивающая: Продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи между фактами, явлениями и причинами; показать роль физического эксперимента в физике.

Воспитывающая: Продолжить формирование познавательного интереса к предмету «Физика»; познакомить учащихся с практическими применениями закона в технике и для повышения интереса к изучаемому материалу осветить роль Архимеда в физике.

Ход урока

I. Актуализация знаний и постановка задачи (Слайд 1)

Тому, кто знает физику,

Нетрудно дать ответ:

Почему летает спутник,

А мы с вами - нет?

Почему в жидкости легче тело?

Что такое вес?

Нам до всего есть дело -

До всех в природе чудес.

Учитель. Что такое вес, мы уже знаем, а сегодня на уроке познакомимся еще с одним видом силы. Но, прежде чем узнавать что-то новое, надо проверить, что мы уже знаем.

(Слайд 2)

1. Формула давления твёрдого тела.

2. Обозначение плотности вещества.

3. Формула давления жидкости на дно сосуда.

4. Где больше давление на одинаковом уровне - в керосине или в воде, если плотность воды больше плотности керосина?

5. Вес тела действует на…

6. В сосуд с водой опустили деревянный брусок. Изменилось ли давление воды на дно сосуда?

1. В керосине больше.

2. р = ρgh.

3. h.

4. Одинаково

5. Не изменилось

6. Р = F S

7. р = ρgS

8. На тело

9. На опору или подвес

10. В воде больше

11. Увеличилось

12. Р = F/S

13.ρ

II. Изучение нового материала.

Учитель. (Демонстрация. Погружает мяч в воду и быстро убирает руку. Мяч «выпрыгивает» из воды) Почему мяч всплыл?

(На мяч подействовала сила со стороны воды.)

Учитель. Верно. Будем называть ее выталкивающей силой. Опустим в тот же аквариум металлический цилиндр. (Опыт демонстрируется) Тело утонуло. Действует ли выталкивающая сила в этом случае?

(Так как тело утонуло, то выталкивающая сила на него не действует?)

Учитель. Хорошо. Давайте проведем еще один опыт. Проводится опыт по рис.137. Ребята анализируют данный опыт.

Учитель. А теперь сделайте вывод.

(На любое тело, погруженное в жидкость, действует сила, выталкивающая тело из жидкости.)

Учитель. Верно. Эта сила называется, архимедовой. Это тема нашего урока. Запишите тему в тетради. Впервые выталкивающую силу рассчитал Архимед, поэтому ее так и называют. (Слайд 3)

А как вы считаете, куда направлена архимедова сила?

(Сила, действующая на тело, находящееся в жидкости, направлена вверх.)

Учитель. Давайте выясним чему равна архимедова сила?

Проводится эксперимент по рис.139 учебника

(Слайд 4) Вывод: Сила выталкивающая целиком погруженное в жидкость тело, равна весу жидкости в объеме этого тела.

Учитель. Выведем формулу для расчёта архимедовой силы (по учебнику):

F_А= Р_ж= g m_ж ; m_ж=ρ_жV_ж ; V_ж=V_т ; F_А = ρ_жgV_т.

Итак, от каких величин зависит архимедова сила? Действительно ли это так?

Проделаем опыты.

III. Исследовательская работа. (Слайд 5)

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, соленой 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 четвертой группе.

Оборудование: тела разной формы, сосуд с водой, нить, динамометр.

1. Поочередно опуская каждое тело в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на нее.

2. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

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

После получения результатов каждая группа отчитывается о проделанной работе и сообщает свои выводы. Выводы фиксируются в виде структурно логической схемы, учитель демонстрирует ее на экране. (Слайд 4)

Архимедова сила

Не зависит от Зависит от

1. Формы тела 1.Объема тела

2. Плотности тела 2. Плотности жидкости

Учитель. Определим теперь вес тела, погруженного в жидкость (или газ)

(Слайд 7)

Р₁< Р=gm

P₁=P-F_a; F_a= gm_ж ; Р₁=gm-gm_ж

Т.О., если тело погружено в жидкость (или газ), то оно теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость.

IV. Закрепление знаний. (Слайды8 и9)

Задача № 1. К коромыслу весов подвешены два одинаковых алюминиевых цилиндра. Весы находятся в равновесии. Нарушится ли равновесие весов, если цилиндры опустить в сосуды с водой?

Задача № 2. К коромыслу весов подвешены два одинаковых стальных цилиндра. Весы находятся в равновесии. Нарушится ли равновесие весов, если один цилиндр опустить в сосуд с водой, а другой - в сосуд c керосином?

Задача № 3. Мальчик поймал карпа объёмом 500 см³. На сколько вес карпа в воде меньше веса карпа в воздухе? (Ответ. F_А5 Н.)

Задача № 4. Оборвётся ли канат, выдерживающий усилие 4 кН, если им попытаться поднять со дна реки кусок мрамора массой 540 кг? (Ответ. Канат выдержит вес мрамора в воде, т.к. сила тяжести, действующая на кусок мрамора, равна 4900 Н, а архимедова сила 1960 Н. Их разность меньше предельного усилия на разрыв.)

А теперь решаем самостоятельно! Как всегда, каждый выбирает задачу того уровня, который он может сделать. Сначала пишем данные, затем - формулы. И только после этого решаем. (Слайд 10)

Задача 1-го уровня. Тело объёмом 200 см³ опущено в керосин. Определите силу Архимеда. (Оценка «удовлетворительно».)

Задача 2-го уровня. Тело объёмом 400 см³ опущено в спирт. Определите вес тела в спирте, если его вес в воздухе 10,8 Н. (Оценка «хорошо».)

Задача 3-го уровня. Брусок из алюминия имеет объём 400 см³. Чему равен вес бруска в машинном масле? (Оценка «отлично».)

IV. Рефлексия(Слайд 11).

Учитель. С какой новой физической величиной мы сегодня познакомились? От чего она зависит? Почему тело в жидкости становится легче? Понравился ли вам урок? Чем именно?

V. Домашнее задание: § 49; упр. № 24 (3, 4) (Слайд 12).