Методична розробка уроку з фізики в 7 класі на тему: "Умови плавання тіл".

4. Рішення експериментальних завдань:

А. На шальках терезів урівноважити склянку з водою. Чи порушиться рівновага терезів, якщо в воду опустити гирю, підвішену на нитці до штатива?

Б. Чи порушиться рівновага терезів, якщо гирю спочатку врівноважити на

вагах разом з склянкою, наповненою водою, а потім опустити її на нитці в воду?

В. На гачку динамометра висить відерце Архімеда. чи зміняться

показання динамометра, якщо відерце наповнити водою і опустити в

воду?

5. Гра «Кубики»

Учні підкидають кубики і дають відповіді на питання написані на те гранях:

- Де легше тримати камінь: у воді або в повітрі?

- Чи залежить виштовхувальна  сила, яка діє на занурене в рідину тіло від глибини його занурення?

-Що легше тримати в воді: шматок заліза масою 1 кг або шматок дерева такої  ж маси?

- Чи однакова сила необхідна, щоб утримати тіло в воді і в гасі?

- На який циліндр - алюмінієвий або залізний - діє більша виштовхувальна сила в воді, якщо циліндри однакового об’єму?

- Чи діє архімедова сила в стані невагомості?

5

3. Мотивація навчальної діяльності.

Отже, ми знаємо, що на будь-яке тіло, опущене в рідину, діє виштовхувальна сила. Але чи досить  ваших знань, щоб пояснити, коли плаває тіло?

(Створюється проблемна ситуація шляхом демонстраційного експерименту.)

Експеримент 1. У склянку з водою опускається залізна циліндр - він тоне, опускається дерев'яний брусок - він спливає.

Експеримент 2. Опускається парафінова кулька в воду – вона вспливає, опускається в гас - тоне.

Проблемні питання:

1. Чому одні тіла тонуть в рідині, а інші в тій же рідині плавають?

2. Чому одне і теж тіло в одній рідини тоне, а в іншій плаває?

4. Повідомлення теми, мети і завдань уроку.

На сьогоднішньому уроці ми розглянемо умови плавання тіл, тобто з'ясуємо, за яких умов тіла тонуть, спливають, плавають всередині рідини. І ви зможете відповісти на питання:

• Чому залізний цвях тоне у воді, а судна, виготовлені з металу, плавають?

• Чому риби плавають всередині рідини, а водоплавна птиця -на поверхні води?

• Як піднімається і опускається підводний човен?

5. Вивчення нового матеріалу.

• Які сили діють на тіло, коли воно знаходиться в рідині?

• Як спрямовані ці сили?

• Які співвідношення можливі між цими силами?

Розглянемо співвідношення між силою тяжіння і Архімедова силою, які діють на тіло, яке знаходиться у воді.

(Використовується наочність: на магнітній дошці за допомогою магніту прикріплюється малюнок, на якому зображена посуд з водою. Магніт одночасно є тілом, яке знаходиться у воді. Прикладаються до тіла паперові стрілки (вектори сили тяжіння і сили Архімеда) і закріплюються тим самим магнітом.)

Розглянемо три можливі випадки:

а) якщо Fт> FA рівнодіюча сил спрямована вниз, то тіло тоне.

б) якщо Fт = FA, рівнодіюча сил дорівнює нулю, то тіло плаває всередині

рідини;

в) якщо Fт <FА, рівнодіюча сил спрямована вгору, то тіло

спливає.

Перевіряється за допомогою експерименту правильність висновків, зроблених учнями. При цьому використовується знання сили Архімеда, яке учні отримали при вирішенні експериментальних завдань на початку уроку і порівнюють її з силами тяжкості, які діють на дерев'яне і металеве тіло.

Розглянемо детальніше третій випадок.

Експеримент. Повністю опускаємо дерев'яний брусок в воду. Під дією сили Архімеда він спливає. (Якщо тіло здалося з води і далі спливає, то обсяг опущеною частини зменшується, зменшується вага води, яку витісняє тіло, тобто зменшується архимедова сила, яка діє на тіло.)

Доки тіло буде спливати?(До тих пір, поки сила Архімеда не дорівнюватиме по модулю силі тяжіння.)

Учні роблять висновок. Якщо тіло плаває на поверхні рідини, то вага витісненої ним рідини дорівнює вазі цього тіла в повітрі.

Эксперимент. У відливну посуд з водою учні опускають дерев'яний брусок, знаходять вага води, яка вилилася, вага бруска в повітрі і порівнюють їх.

Яким іншим способом можна визначити: тіло буде тонути, плавати всередині рідини або спливати?

Розглянемо випадок, коли тіло плаває всередині рідини.

Учень на дошці записує:

1. F_т = F_А

     F_т  = mg = g_т  v_т , F_А= g_ж  v_т;

g_т  v_т = g_ж  v_т;

_т  =_ж   - тіло плаває всередині рідини

2. F_т F_А, _{т  ж}, - тіло тоне в рідині.

3. F_т F_А, _{т  ж} – - тіло спливає в рідині.

Учні знаходять в таблиці значення щільності заліза, сосни, парафіну, води і переконуються в правильності теоретичних висновків.

Отже, умови плавання тіл можна сформулювати двома способами: порівнюючи архімедову силу і силу тяжіння і порівнюючи щільність рідини і цілого тіла, яке в ній знаходиться.

6. Закріплення вивченого матеріалу.

1. Користуючись таблицею густини, назвіть метали, які можуть плавати в ртуті.

2. Відгадайте загадку: «У воді не тоне, у вогні не горить. Що це? »(Лід)

Учні порівнюють густину льоду і води.

3.Експериментальні завдання виконуються  учнями по групам ( 4 завдання). Висновки оголошуються.

4. Учні прослуховують уривок з китайської байки: «У хлопчика, який торгував жирними пончиками, вкрали монети. Для виявлення злодія суддя Бао - гун попросив принести великий казан з водою. Сам стоїть поруч і дивиться. Ось підходить якийсь - то чоловік, опускає монету в котел. Суддя закричав: «Це ти, лиходій, у дитини гроші вкрав ?! Признавайся! ».

Питання. Яким способом суддя виявив лиходія? Для підтвердження правильності відповіді вчитель зачитує пропущені слова з байки «... По воді попливли жирні плями».

Питання:

А. Що ж це за диво - вода в цьому озері, в якому не тонуть предмети?

Б. Чи можна змусити плавати тіло, яке в звичайних умовах тоне у воді, наприклад, картоплину чи пластилін? (Проведення експерименту з плаваючою картоплиною).

Демонструється експеримент. Кидаємо ці тіла в воду.  Що ви спостерігаєте? Вони тонуть у воді. Насипаємо в воду більше солі. Тіла плавають. Чому? Щільність солоної води збільшилася, тому збільшилася архімедова сила.

Один з учнів демонструє презентацію про Мертве море, вода якого містить 27% солі, тоді як в звичайному море - 2 - 3% солі.

6. Чому плавають риби у воді? Як вони змінюють глибину свого занурення?

Учень. Щільність живих організмів, які населяють водне середовище (китів, дельфінів, риб), дуже мало відрізняється від щільності води. У китів це досягається за рахунок товстого жирового шару, який знаходиться під шкірою. Цікаву роль відіграє плавальний міхур у риб, який може скорочуватися. Змінюючи об’єм міхура, риба змінює об’єм свого тіла. Завдяки цьому вона може регулювати глибину свого занурення. Кити регулюють глибину занурення, змінюючи об'єм легенів.

- Які слова з української поезії про плаванні ви знаєте?

Учні декламують такі рядки:

Плавай, плавай лебедонько,

по синьому морі.

                                                             Тарас Шевченко «Тополя»

Пливе білий човник, хвилечка колише,

  Хвилечка гойдає.    

Пливе білий човник, вітер ледве дише,

                                                        Ледве повіває.

                               Леся Українка «На човні»

Пливе човник без весельця,

                                                  К берегу звертає,

  Ніхто човником не править –

                                                  Вітром прибиває.

                                   Наталя Забіла «Човник».

Питання. Чому птахи не тонуть а плавають на воді?

Повідомляється учням, що значну роль в тому, що водоплавна птиця - лебеді, гуси, качки - дуже мало занурюються в воду грає товстий шар пір'я і пуху, в якому міститься багато повітря. Цей товстий шар не пропускає воду і має дуже малу густину. За рахунок цього середня густина птиці значно менше від густини води.

7. Повідомлення екологічного змісту.

Один з учнів інформує про застосування умов плавання тіл для очищення стічних вод. Останнім часом набуває катастрофічних розмірів забруднення Світового океану нафтопродуктами і іншими шкідливими домішками. Це призводить до загибелі значної частини ссавців і птахів. У Північному морі і в Північній Атлантиці щорічно гине з цієї причини від 150 до 450 тисяч морських птахів. Тому очищенню стічних вод приділяється велика увага.  На умовах плавання тіл спирається дія очисного обладнання - нафтопасток. Густина нафти менше густини води  тому вона спливає на поверхню води. Нафтові плями з допомогою спеціального обладнання відгороджують від чистої води, стягують в менші площі і спалюють або посипають спеціальним порошком, який вступає в реакцію, знищуючи її.

6. Підсумок уроку

Заповнення карток результативності роботи учнями.

7. Домашнє завдання.

Вивчити §28, вирішити письмово вправу 28 №3,6,11.

Фізика. Підручник  для 7 класу закладів загальної середньої освіти

за  редакцією  В. Г. Барьяхтара, С. О. Довгого. Х., «Ранок» 2015.