Конспект уроку "Розв'язування задач" (сила Архімеда)

Тема. Розв’язування задач

Мета:           -    продовжити формування знань про виштовхувальну силу;

•           з’ясувати, від яких величин залежить ( не залежить) значення Архімедової сили;
•           ознайомити з життєдіяльністю Архімеда;
•           розглянути випадки виштовхувальної сили в житті та природі.

Формування ключових компетентностей:

♦ Математична грамотність.

♦ Компетентності в природничих науках і технологіях.

♦ Уміння навчатися впродовж життя.

Тип уроку: урок практичного застосування знань і навичок

Обладнання:    -     ноутбук, проектор, екран, презентація;

•           м’яч;
•           3 аркуші паперу для задач(ватмани), маркери(4шт.);
•           прапорці «Еврика!»(3шт.)
•           досліди( плаваюча картопля у солоній воді, дві повітряні кулі, одна з гелієм,склянка з мінеральною водою та виноград);
•           таблиця «Залежить, не залежить»
•           фішки;
•           прилади для експериментів: важелі3шт.,пластилін,металеві циліндри, картопля, 6шт. лабораторних стаканів.

 

Хід уроку:

І. Організація учнів до уроку

Вчитель:Доброго дня! Почати урок я хочу такими словами:

«Ніколи не говори: «Я – неук»,

А завжди кажи: «Я – зірка».

Але кожен з вас повинен пам’ятати:

Я – учень.

Я – хочу знати.

Я – думаю.

Я – вмію.

Я – знаю.

Я – особистість творча.

Я – зірка.

Завжди дотримуйтесь цих «7 я» і успіх вам гарантований. А я хочу вам побажати гарної, цікавої роботи та високих результатів!

 

 

ІІ. Повідомлення теми і завдань уроку

               Діти, на минулому уроці ми з вами ознайомилися з темою «Сила Архімеда», а сьогодні проведемо урок - розв’язування задач з цієї теми .

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Людина здавна намагалась пояснити природу різних природних явищ. Поглянувши

навколо себе, людина міркувала , намагалась розв’язати загадки, які перед нею

ставила природа. Ви кожного дня зіштовхуєтесь з різними природними явищами і у

багатьох випадках можете сказати як вони закінчаться, а деколи – ні. А з силою Архімеда ми в нашому житті зустрічаємось досить часто, тому

              Сьогодні на уроці ми повинні:

1. Дослідити від чого залежить Архімедова сила;
2. Розв’язати задачі на тему «Архімедова сила»;
3. Спробувати пояснити певні явища, використовуючи знання про Архімедову силу.

Протягом уроку ви за ваші правильні відповіді будете отримувати фішки. Ці фішки будуть оцінкою вашої роботи на уроці.

ІV. Актуалізація опорних знань учнів

Перша вправа «Спортивна»:Вчитель кидає м’яч і ставить питання учню , учень стисло дає відповідь . Якщо відповідь правильна, група отримує одну фішку, якщо ні, то право відповіді передається іншій групі.

1. Яка сила діє на тіло занурене в рідину або газ?(Виштовхувальна)
2. Куди вона спрямована?(вгору)
3. Що є причиною виникнення виштовхувальної сили? (Сила виникає внаслідок того, що значення гідростатичного тиску на різних глибинах неоднакова і зростає з глибиною)
4. Як можна виміряти силу Архімеда? (Підвісити тіло до динамометра та вагу тіла в повітрі. Потім занурити в рідину і визначити вагу тіла в рідині. Визначити різницю показань динамометра, це і буде сила Архімеда)
5. Закон Архімеда (На тіло,занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі рідини або газу, витиснутої цим тілом)
6. Як можна розрахувати силу Архімеда? (Сила Архімеда дорівнює добутку коефіцієнта g на густину рідини та на об’єм зануреної частини тіла)

V. Практичне застосування знань, умінь і навичок

Друга вправа «Експериментальна»:

Вчитель: Це завдання допоможе з’ясувати від яких чинників залежить сила Архімеда. Подумайте та запропонуйте свої версії, тобто гіпотези, які фактори впливатимуть на значення виштовхувальної сили. Від чого залежить сила Архімеда?

Діти називають припущення, а вчитель записує на дошці.

•           Від об’єму тіла?
•           Від маси тіла?
•           Від форми тіла?
•           Від густини рідини?
•           Від глибини занурення?
•           Від положення тіла під рідиною?

Давайте перевіримо ваші припущення. Лідери груп, отримайте завдання, обладнання . На це завдання вам дається 5хвилин, хто перший виконає завдання, піднімає прапорець та звітує.

Максимальна кількість фішок-2,а мінімальна-1

Не забувайте дотримуватись правил техніки безпеки під час роботи з скляним посудом, рідинами та важелем. Будьте уважними та охайними.

Завдання для І групи:

Дослід№1: Перевірка залежності виштовхувальної сили від об’єму тіла.

Підвісьте до важеля два тіла однакової маси та об’єму (2 металічних циліндра). Зрівноважте важіль, потім занурюйте тіла у воду:одне повністю, а інше наполовину. Зробіть відповідні висновки про залежність(не залежність) Архімедової сили від об’єму тіла.

Дослід№2:Перевірка залежності виштовхувальної сили від маси тіла.

Підвісьте до важеля два тіла однакового об’єму , але різної маси (2 металевих циліндра) Зрівноважте важіль, занурюйте тіла в воду. Зробіть висновки про залежність (не залежність) Архімедової сили від маси.

Завдання для ІІ групи:

Дослід№3:Перевірка залежності виштовхувальної сили від глибини занурення т тіла.

Підвісьте до важеля два однакових тіла (пластилин). Зрівноважте важіль. Занурюйте тіла в воду на різну глибину.Зробіть висновки про залежність (незалежність) виштовхувальної сили від глибини.

Дослід№4:Перевірка залежності виштовхувальної сили від положення тіла в рідині.

Підвісьте до важеля два однакових тіла (пластилин), але за різні сторони. Зрівноважте важіль. Занурюйте тіла в воду.Зробіть висновки про залежність (незалежність) виштовхувальної сили від положення тіла в рідині.

Завдання для ІІІ групи:

Дослід№5:Перевірка залежності виштовхувальної сили від форми тіла. Підвісьте до важеля два однакових тіла (пластилин), але різної форми.Зрівноважте важіль. Занурюйте тіла в воду .Зробіть висновки про залежність (незалежність) виштовхувальної сили від форми тіла.

Дослід№6:Перевірка залежності виштовхувальної сили від густини  рідини.Підвісьте до важеля два однакових тіла ( 2 металевих циліндра ). Врівноважтеважіль.Занурюйте один циліндр у воду, а інший в розчин солі.Зробіть висновки про залежність (незалежність) виштовхувальної сили від густини рідини.

Вчитель перегортає пісочний годинник, тихо грає грецька музика

Лідери  або інші члени груп звітують, вчитель ставить галочки навпроти залежних факторів.

Сила Архімеда

Залежить	Не залежить
Від густини рідини	Від маси  тіла
Від об’єму тіла	Від форми тіла
	Від положення тіла під рідиною
	Від глибини занурення

Вчитель прикріплює результати в таблицю на дошці.

Вчитель:Отже, теорія підтвердилася експериментально, бо за формулою, саме від густини рідини та від об’єму зануреної частини тіла залежить виштовхувальна сила.

F=gV

Хочу зауважити, що на тіло, яке щільно прилягає до дна , архімедова сила не діє. Більш того, тіло додатково притискають до дна шар рідини та атмосфера : Fтиску = р S, де р = ра+gh       -

 

Третя вправа «Відгадай-но!»

Вчитель: А зараз послухайте уважно вірш і  відгадайте, про кого йдеться мова. Хто знає- піднімайте прапорець.

       Народився в Греції, В місті Сиракузи.

       За розум і кмітливість став відомим дуже.

       Розв’язав задачу про царську корону.

      В кориті купався і дійшов закону

      Добре в математиці  Геній розбирався

      Як діаметр Сонця знайти здогадався.

      Число пі обчислив  досить таки точно

      І сферу небесну зобразив наочно.

      Про тіла що плавають написав він книгу

      Для військових цілей він збирав машину.

Вчитель:Правильно,цей вірш  про Архімеда!

Вчитель:Існує легенда, що свій закон Архімед відкрив, коли приймав ванну. Давайте подивимось про це  невеличкий фільм

Вчитель:А зараз перевіримо, чи вмієте  ви застосовувати цей закон.

 Наступна вправа «Задача». Зараз ви отримаєте картки з умовою задачі. Задачі розв’язуєте в зошиті, а хтось один оформляє на ватмані. Та група, яка швидше за всіх правильно розв’яже задачу - піднімає прапорець і біля дошки захищає розв’язання.  Інші групи також переписують задачу в зошит. Максимальна кількість фішок - 3, якщо  задача розв’язана неправильно, фішки не отримуєте. На розв’язання вам дається 4 хвилини. Отже, відкрили зошити, записали сьогоднішню  дату,

9 грудня

Класна робота

Розв’язування задач

 

Задача№1. Об’єм зануреної частини айсберга 100м³. Знайти масу айсберга.

Дано:                                                      Розв’язання

V = 100 м³                                     Умова плавання: Fa = Fт

ρ = 1030 кг/м³                                  Fa = ρgV ;       

m - ?                                                   F = mg ; 

                                                           ρgV = mg

                                                            m = ρV

                                                          [m] = кг/м³ × м³ = кг

                                                           m = 1030 × 100 = 103000 кг = 103 (т)

                                                          Відповідь: 103 т 

 

Задача №2. Тіло об’ємом 80см³ важить в повітрі 3,6Н, а при зануренні в рідину 2,8Н. В яку рідину занурене тіло?

Дано:                                                                 Розв’язання

V = 80 см³ = 0,00008 м³                  Fa = P пов. – P рід. ;

P пов. = 3,6 H                                   Fa = ρgV 

P рід. = 2,8 H                                    ρgV = P пов. – P рід. 

g = 10 Н/кг                                                      [ρ] = (H – H) ÷ H/кг*м³=кг/м³

ρ - ?                                                                   ρ = (3,6 – 2,8) ÷( 10 × 0,00008)=                                                                                                                      = 1000 (кг/м³) - вода

                                                                          Відповідь: вода

 

Задача№3.Залізна  плита розміром 40,30,25 м³ занурена в воду наполовину свого об’єму  Яка виштовхувальна сила діє на неї?(густина води-1000кг/м³)

 

 

Дано:                                                      Розв’язання

a = 4 м                                     Fa = ρgV ;        Fa = 1/2ρgV ;       

ρ = 1000 кг/м³                        V=abc ;       Fa = 1/2ρgabc;  

b= 0,3м                                    [F_a]= кг/м³*Н/кг*м*м*м=Н;       

 c=0,25 м                                 F_a=1/2*1000*10*4*0,3*0,25= 150(Н)                 

   Fa - ?                                              

                                                Відповідь: 150Н 

Лідери, або інші члени груп прикріпляють листи з розв’язаннями до дошки і пояснюють задачу.

Вчитель:А зараз до вашої уваги вправа «Дослід-загадка, фото або відео питання». Хто знає відповідь - піднімає прапорець. За правильну відповідь отримуєте 1 фішку.

Дослід №1: Як підняти картоплю з дна не торкаючись її руками?(Картопля у воді, потім долити дуже солону воду)

 Коментар вчителя: Чи знаєте ви, що є таке  солоне море, в якому неможливо потонути. Наприклад, Мертве море в Ізраїлі.

Дослід№2:Дві повітряних кульки, одна з яких –з гелієм. Питання: Чому одна кулька піднялася, а інша – ні?

 Коментар вчителя:Отже, виштовхувальна сила діє не тільки у рідинах, але й у газах. На цьому базується політ повітряних куль, дирижаблів, аеростатів та метеорологічних куль-зондів.

(Закон Архімеда використовують і для повітроплавання. Уперше повітряну кулю в 1783 році створили брати Монгольф’є. У 1852 році француз Жиффар створив дирижабль — керований аеростат з повітряним рулем та гвинтом.)

Дослід№3:Чому виноградина піднімається та опускається?

Коментар вчителя:Так,сила Архімеда залежить від об’єму тіла. З бульбашками повітря об’єм виноградини збільшується і і відповідно збільшується виштовхувальна сила. На цьому принципі базується плавання підводних човнів.

Фото№1: Кит у морі та на суші.: Кит хоча, і живе у воді, але дихає легенями. Однак, маючи легені, кит не проживе на суші  й години. Чому небезпечно для кита знаходження на суші?

Відповідь  Велетенська сила тяжіння притисне тварину до землі, скелет кита не пристосований до того, щоб витримати вагу , навіть дихати він не зможе.

(Сила тяжіння, що діє на кита, досягає 90 000–100 0000 ньютонів. У воді ця сила урівноважується виштовхувальною силою, а на суші у кита під дією такої величезної сили стискаються кровоносні судини, припиняється дихання, і він гине.)

Фото№2: Водолаз у паску з свинцевими пластинами. Навіщо водолази вдягають цей пасок?

Відповідь:Щоб збільшити силу тяжіння та здолати силу Архімеда.

Фото№3: Фото двох учнів класу: маленького та великого. Кого сильніше буде виштовхувати морська вода?

Відповідь:На того, у кого більший об’єм.

Фото №4: Чому важкі залізні кораблі не тонуть, а худорлявий Петрик, що не вміє плавати, мало не потонув?

 

Відповідь:

 

Фото №5: У Греції й досі переказують легенду про те, що Архімед мав величезну силу. Навіть стоячи по пояс у воді, він легко піднімав однією лівою рукою предмет масою в тону (1 000 кг)! Щоправда, тільки до пояса, піднімати вантаж вище він завжди відмовлявся. Чи може це бути правдою? Чому Архімед піднімав предмет тільки до пояса?

 

Відповідь:

 

Фото №6: А як ви думаєте, чи діє архімедова сила на космонавта, що знаходиться в кабіні

космічного корабля , що вийшов на орбіту?

 

Відповідь: на космонавта архімедова сила не діє, тому, що він знаходиться в стані невагомості . Рідина спричиняє тиск своєю вагою ,а в кабіні корабля повітря ваги не має.

 

 

VI. Повідомлення домашнього завдання

Вчитель:Запишіть у зошити домашнє завдання:

Опрацювати вивчений матеріал, розв’язати задачу:

Тіло об’ємом 20 см³ спочатку підвісили на пружині у повітрі, а потім повністю занурили у рідину. Після занурення тіла у рідину видовження пружини зменшилось на 2 см.Визначте густину рідини, якщо жорсткість пружини становить 10 Н/м. Дією сили Архімеда у повітрі знехтуйте. Вважати g = 10 м/с². (Відповідь: 1000 кг/м³.)

VII. Підсумок уроку. Оцінювання учнів

Вчитель: Отже, давайте подивимось, чи виконали ми з вами завдання уроку.

Ми з вами дослідили від чого залежить Архімедова сила;

Розв’язали задачі на тему «Архімедова сила»;

   Пояснили певні явища, використовуючи знання про Архімедову силу.

Сьогодні на уроці ви одержали додатковий життєвий досвід. Сподіваюся, що знання і уміння отримані на уроці, допоможуть вам краще орієнтуватися в навколишньому світі, а фізичні явища стануть для вас більш зрозумілими і привабливими.

  Урок закінчено! Дякую за урок!