Розробка уроку з елементами проблемного навчання для учнів 7 класу на тему "Виштовхувальна сила. Закон Архімеда"
Під час уроку виконуються основні функції проблемного навчання:
- засвоєння учнями системи знань і способів розумової й практичної діяльності;
- розвиток інтелекту школярів, тобто їхньої пізнавальної самостійності й творчих здібностей;
- формування діалектичного мислення школярів;
- формування всебічно розвинутої особистості
основні функції проблемного навчання:
- засвоєння учнями системи знань і способів розумової й практичної діяльності;
- розвиток інтелекту школярів, тобто їхньої пізнавальної самостійності й творчих здібностей;
- формування діалектичного мислення школярів;
- формування всебічно розвинутої особистості
План-конспект уроку з теми
“Виштовхувальна сила. Закон Архімеда”
Виштовхувальна сила. Закон Архімеда
Мета уроку:
Тип уроку:комбінований.
Обладнання і наочність: мультимедійні засоби навчання,брусок,тенісна кулька,вода,металевий циліндр,динамометр
Демонстрації: демонстрування дії сили Архімеда,умов плавання тіл.
Між предметні зв’язки: математика,біологія,світова література
Форми і методи роботи:словесний(бесіда,пояснення,розповідь);наочний (демонстрація дослідів,робота з підручником,інформаційної карткою);частково-пошуковий(виконання дослідів у групах); «Розв’яжи задачу», «Виправ помилку», «Так-ні», «Хрестики-нулики», «Дефектне речення», «Історична довідка», «Капелюшки»
Форма уроку: урок – дослідження.
Скажи і я забуду; покажи і я запам’ятаю;
дай діяти і я навчуся.
Китайська мудрість
перебіг уроку
І. Організаційний момент
ІІ.Перевірка домашнього завдання
Учні складають лото,спів ставляючи фізичні величини з «дефектними» формулами (спроектовано)
ІІІ.Актуалізація опорних знань
Завдання із взаємоперевіркою «Так-ні»(максимум 2.5 бали)
1.Одиниця тиску в СІ – паскаль (Так)
2.Тиск можна змінювати,змінюючи площу поверхні,на яку діє сила ииску.(Так)
3.Тиск рухомої рідини називають гідростатичним.(Ні)
4.Гідростатичний тиск залежить від об’єму рідини.(Так)
5.Тиск усередині нерухомої на всіх рівнях одини і той самий(Ні)
4.Мотивація навчальної діяльності
Зміст сьогоднішнього уроку допоможе зрозуміти нам, чому одні тіла плавають на поверхні рідини, а інші тонуть. (Створюється проблемна ситуація шляхом демонстраційного експерименту.)
Експеримент
У посудину з водою занурюємо дерев’яний брусок, тенісну та парафінову кульки – вони спливають.
Проблемне питання:
Проблемне питання:
ІV.Оголошення теми і мети уроку
«Хрестики нулики»(спроектовано)
К |
Й |
М |
Я |
Р |
С |
А |
С |
Р |
Р |
С |
М |
И |
Я |
О |
С |
У |
В |
У |
Ц |
Р |
К |
П |
О |
О |
С |
К |
Ц |
В |
И |
Ш |
Т |
О |
В |
Х |
У |
В |
А |
Л |
Ь |
Н |
А |
О |
Л |
І |
С |
Р |
Ц |
І |
Л |
А |
А |
Ф |
У |
С |
Я |
М |
А |
І |
У |
П |
А |
М |
Ь |
С |
Р |
Р |
С |
М |
И |
А |
А |
Ф |
У |
С |
Я |
Е |
К |
Ф |
А |
С |
Я |
Я |
Й |
С |
Р |
Р |
С |
М |
И |
Д |
А |
А |
А |
Ф |
У |
С |
Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VI.Вивчення нового матеріалу
Сьогодні я вас запрошую уявно перенестися до міста Сиракузи. Ви познайомитеся : з життям та працями відомого вченого Давньої Греції – Архімедом.
Слайд
Існує легенда, що ідея відкриття з яким сьогодні ознайомимося, прийшла до Архімеда, коли він приймав ванну. З вигуком « Еврика» він вискочив з ванни і побіг записувати наукову істину. А в чому суть її нам сьогодні необхідно вияснити.
«Історична довідка» (Випереджальне завдання,доповіді учнів про Архімед
Слайд. Фото, звучить музика
Діти, ви скучили за літом? … Уявіть себе на березі рідної річки Псел нашого міста. Тепло, сонячно, пташки співають, вода хлюпочеться, і ви купаєтесь. На мілині ви обіперлися на руки. Ноги витягнули вперед підняли і хлюпочитеся у воді. А чи змогли ви б цю вправу зробити на березі?
Дослід 1.( робота в групах)
Киньте корковий кубик у склянку з водою і спробуйте його занурити у воду. Що відбувається, чому? … … …
Те ж саме ви спостерігали граючись з м’ячем у воді.
Висновок: на тіло з боку води діє сила, яка його виштовхує з води. Цю силу називають виштовхувальною силою.
Робота в групах «Виштовхувальна сила. Закон Архімеда»
(учні користуються необхідним обладнанням і самостійно перевіряють закон Архімеда)
Картка-інструкція до самостійного дослідження
Виконайте дії за інструкцією. Результати послідовно записуйте в зошит.
Обладнання: динамометр, два тіла вагою 1 Н: куб з алюмінію, залізний циліндр , стакан з водою.
Дослід №1
ВИСНОВОК № 1 (2 бали)
Дослід №2
m =___ г = ______ кг.
ВИСНОВОК № 2 (2 бали)
Рівень Б
ВИСНОВОК № 3. (2 бали)
Рівень В
Слайд
«Дефектне речення»
На тіло, _занурене__________ в рідину або газ, діє_виштовхувальна___________ сила, яка дорівнює_вазі___________ рідини або газу, . витісненої……………. цим тілом.
(Діти звіряють правильну відповідь з підручником.)
( учні одержують картки із завданнями)
Дослід 3.
Два тіла різного об’єму і однакової маси зануримо у одну і ту ж рідину. Спостерігаємо.…( діти розповідають про побачене)
Дослід 4
Зануримо два тіла однакового об’єму в різні речовини. Спостерігаємо…
Висновок: виштовхувальна сила залежить від густини рідини та об’єму цього тіла.
Проблемне запитання.
Чи задумувались ви над тим: чому маленький цвях тоне у воді. А велике судно ні?
Дослідимо дане питання. Вияснимо умови плавання тіл.
VII.Закріплення вивченого матеріалу
Цікавий дослід 5.
Кинемо яйце у чисту воду, а потім у солону. Поясніть побачене.
Слайд 13
Задача за малюнком.
Склади умову задачі за малюнком.
Речовини: лід, дерево, корок, вода.
Слайд 14
Вчитель. Подивіться на фото розташування айсберга. Порівняйте місцезнаходження кульки з льодом у попередній задачі з айсбергом.
Бліц – турнір
Вчитель. А зараз запрошую вас взяти участь у бліц турнірі. Працювати будемо трьома командами. За кожну правильну відповідь ваша команда одержить смайлик.
Помічниками у мене будуть:
Слайд 15
Фото – задача 1.
Учитель. Якось я переглядала фотоальбом і мені зустрілося ось це фото. Дайте відповідь: де відбуваються події?
… … …
Письменник Марк Твен, який відвідав це море, кумедно описує ті відчуття, які він і його супутники пережили.
Марк Твен ( коментатор – літератор)
«Це було кумедне купання! Ми не могли потонути. Тут можна простягнутися на воді на всю свою довжину, лежачи на спині і склавши руки на грудях, до того ж, більша частина тіла буде над водою. Можна зовсім підвести голову… Ви можете лежати зручно на спині, підвести коліна до підборіддя й охопити їх руками. Кінь не може плавати і навіть стояти у Мертвому морі, він відразу лягає на бік…».
Фото - задача 2
Слайд 16
Коментатор - біолог
Обростання морських суден.
У Чорному морі біля причалу стояла баржа, дуже довго стояла. А потім раптом потонула. Вирішили що в старої баржі була пробоїна. Але виявилося, що її потопили… мідії, водорості, морські жолуді, вусоногі рачки. Їх стільки налипло на днище й борти, що баржа стала масивнішою на кілька тонн. Обростання морських суден завдає великої шкоди: судна втрачають швидкість, використовують зайве пальне, гірше слухаються керма. І щоб цього не відбулося, днища кораблів фарбують особливою фарбою.
Слайд 17
Фото 3 ( Коментатор – біолог)
|
|
|
|
|
|
Місто восьминогів.
На плоскому дні Атлантичного океану аквалангісти знайшли… місто восьминогів.
У цьому надзвичайному місті безліч будинків. І побудували їх восьминоги. Дахом слугував плоский камінь масою 1 пуд ( пуд=16 кг). Бічні стінки теж із каменів і уламків цегли. Під дахом – заглибина, у якій сидить господар будинку. Перед ним вал із черепків, панцирів крабів і раковин. Восьминіг сидить нерухомо й стежить за людьми сонними очима. Коли людина наближається, восьминіг рукою – щупальцем присуває весь мотлох до себе і закриває вхід – « замикає двері будинку». Для зведення своїх будинків восьминоги приносять камені в 20 разів важчі від їхньої ваги.
Учитель. Чому горіхи кокосових пальм не тонуть у воді, а з течіями досягають далеких материків?
Слайд 19
Фото 5
Вчитель. Чому великі листки вікторії не тонуть у воді?
Коментатор – біолог. Вантажопідйомність та міцність латаття забезпечують не лише його розміри, а й міцні ребра, розташовані на його нижнтому боці. Ці ребра наповнені повітрям, як поплавки підтримують його на поверхні.
Практичне застосування сили Архімеда.
Вчитель. Де ж на практиці людина використокує знання про виштовхувальну силу та умови плавання сил?
А) - Піднімаєте воду з колодязя, вам допомагає сила Архімеда;
В повітрі діє теж сила Архімеда. Різниця в тому, що густина повітря менша ніж густина води; отже і виштовхувальна сила у повітрі менша ніж у воді.
Б) Робота з підручником.
Опрацювавши матеріал §31, ст.. 114, виясніть які прилади використовують для дослідження верхніх шарів атмосфери, принцип їх дії.
В) Екологічне повідомлення.
Учень - еколог
Останнім часом набуває катастрофічних розмірів забруднення Світового океану нафтопродуктами та іншими шкідливими домішками. Це призводить до загибелі знаної кількості птахів та ссавців. Тому очищенню стічних вод приділяється багато уваги. На умовах плавання тіл ґрунтується дія очисних обладнань – нафтопасток. Густина нафти менша за густину водо. Тому вона спливає на поверхню води. Нафтові плями за допомогою спеціального обладнання відгороджують від чистої води, стягують у менші площі і посипають спеціальним порошком, який вступає з нафтою в реакцію, знешкоджуючи її.
Слайд 20Учитель. Г) Облаштунки водолазів дуже важкі, але завдяки виштовхувальній силі можливе їх вільне переміщення під водою.
VIII. Підсумок уроку
Вправа «Капелюшки»( використовуються різнокольорові капелюшки, відповідно до кольору капелюху учні дають відповіді на запитання підсумовуючи урок)
IX.Повідомлення домашнього завдання
Повторити §8,виконати Впр.5(6,11*)
Опрацювати § 37,виконати ВПР.21(7,10).Підготувати доповідь «Повітроплавання»*
, як використовуючи приладів, що перебувають на столі вчителя, перевірити, чи діє виштовхувальна сила на металевий циліндр.
Учень. Щоб перевірити, чи діє виштовхувальна сила на циліндр, треба підвісити тіло до пружини динамометра, відзначити його показання, а потім опустити тіло у воду й порівняти показання динамометра.
Учитель. Правильно.
Експеримент
Учитель. До пружини динамометра підвішуємо вантаж та знімаємо показання шкали приладу. Обережно занурюємо вантаж у воду (дослід повторюємо двічі). Що ви помітили?
Учень. При занурені тіла у воду пружина розтягується менше, ніж у повітрі. Показання динамометра зменшуються.
Учитель. Який висновок можна із цього зробити?
Учень. На будь-які тіла, занурені у воду, діє виштовхувальна сила.
Учитель. Як спрямована ця сила?
Учень. Виштовхувальна сила спрямована угору.
Учитель. Правильно. На всі тіла, занурені в рідину, діє виштовхувальна сила – і на ті, що плавають, і на ті, які тонуть. З’ясуємо причину виникнення виштовхувальної сили. (У посудину з водою опускаємо дерев’яний брусок(рис.1).) Що можна сказати про дію рідини на брусок?
Рис.1
Учень. Рідина чинить на нього тиск.
Учитель. Що можна сказати про тиск усередині рідини на одній і тій же глибині?
Учень. На певному рівні тиск усередині рідини і тиск у всіх напрямках однаковий.
Учитель. Правильно. Тому сили, з якими вода діє на бічні поверхні бруска, будуть рівні. Вони спрямовані назустріч одна одній і стискають брусок. Зараз порівняте тиски на нижній і верхній гранях бруска.
Учень. На рівні нижньої грані бруска вода чинить більший тиск, ніж на рівні верхньої.
Учитель. Чому?
Учень. Тиск на рівні нижньої поверхні більший, тому що він перебуває на більшій глибині. (До дошки виходить учень і записує формулу, за якою
виконується розрахунок тиску рідини на рівні верхньої й нижньої поверхні бруска (рис.2).)
Рис. 2
Учитель. Порівняйте сили F1 й F2, з якими вода діє на верхню й нижню грані. Як спрямовані ці сили?
Учень. Сила F2 більше сили F1. Сила F1 спрямована вниз, а сила F2 – угору (рис.3).
Рис.3
Учитель. Чому сила F2 спрямована угору?
Учень. Відповідно до закону Паскаля, верхні шари води чинять тиск на нижні шари, вода передає цей тиск у кожну точку рідини без змін. На нижню грань також передається тиск. Вода діє на цю грань знизу угору із силою F2.
Учитель. Як спрямована рівнодійна цих сил?
Учень. Рівнодійна цих сил спрямована угору, тому що сила F2 більше сили F1. Щоб визначити рівнодійну силу, треба від більшої сили відняти меншу (рис.4). F= F2 - F1
Рис.4
Учитель. Ми з’ясували, чому на тіло діє виштовхувальна сила. Уперше
виштовхувальну силу обчислив давньогрецький учений Архімед (рис. 5), що
жив в ІІІ ст. до н.е. Тому її називають архімедовою.
Рис. 5
ІV. Розминка (Учні ставлять сценку “Легенда про Архімеда”.)
Ведуча. Зараз ми перенесемося в Грецію кінця ІІІ століття до н.е. Там у цей час у Сіракузах на острові Сицилія жив і працював один з видатніших учених давнини – Архімед. (Беруть участь цар Гієрон, головний жрець, Архімед, майстер, три стражники, банщик; декорації: трон і учнівський стіл, покладений набік, кришкою до класу; в першій сцені він служить стільцем, у другій – ванною.)
Сцена 1
(Під музику заходять жрець, стражник, Архімед. Жрець і Архімед стають зліва і справа від трону. Всі, стоячи, вітають царя, який іде останнім під звуки музики).
Гієрон. Сьогодні у нас визначний день. Римляни зняли осаду міста і відпливли від берегів Сицилії. Подякуємо богам за нашу перемогу! Перемога дісталась нам нелегко, і вона не випадкова. Наші військові машини були кращими ніж у римлян. Їх винайшов наш математик, механік, астроном та інженер Архімед. Серед них є машини, які кидають каміння і свинець на великі й малі відстані; одні його катапульти обстрілюють морські судна, інші ведуть обстріл піхоти. Машини викликали у римлян такий страх, що вони не наважились піти в другий наступ. Наші воїни були мужніми, але вони б не змогли перемогти без знань і мудрості Архімеда! (Цар вітає всіх з перемогою.) Запросити сюди майстра! (Заходить майстер з короною.) Головний жрець храму Зевса! (Жрець виходить вперед.) На честь перемоги над Римом дарую храму золоту корону. Помістити її на головний вівтар.
Жрець (бере корону). Великий царю! Дякую! Ти дав майстру на корону 2 міри золота. Можу я перевірити, чи все золото він витратив?
Гієрон. Перевір.
Жрець (дістає пружинні ваги – динамометр і зважує корону). Так, тут рівно 2 міри. Але як дізнатися, чи тільки із золота зроблена корона? Може, майстер додав у неї срібло, а частину золота взяв собі? Це може викликати гнів Зевса.
Гієрон (звертається до вченого). О, мудрий Архімеде! Ця задача для тебе. Дізнайся, не ламаючи корони, чи містить вона домішки срібла, чи ні. (Всі виходять окрім Архімеда та одного стражника, який повертає трон на 1800. Архімед замислився.)
Сцена 2
(Трон повернутий спинкою до класу, на спинці висить малюнок приладів. Це ванна кімната Архімеда. Ванну зображує учнівський стіл, перевернутий набік).
Архімед (тримає корону). Яка гарна корона! І якої складної форми! Шкода ламати її. А мені потрібно дізнатися об’єм корони. Навіщо? Це зрозуміло. Золото дуже важкий метал, а срібло легше. Якщо корона зроблена не з чистого золота, а з його сплаву, то хоча вага залишається сталою, об’єм буде більшим. Як же знайти об’єм?
Банщик. Архімед! Ванна готова!
Архімед. Зараз, зараз.
Банщик. Ну ось, так завжди! Спочатку підготуй ванну, а потім зараз, зараз. Вода охолоне!
Архімед. Іду…(Банщик знімає з Архімеда хітон, Архімед сідає в ванну.) Дивись я занурився в воду і рівень води піднявся. Я наче став легше. Дай сюди корону і пружинні ваги. Зважу корону в повітрі (дивиться на показання приладу). А тепер занурю її у воду. І вона стала легшою!!! На корону діє виштовхувальна сила, яка дорівнює різниці ваги. Але ця ж сила дорівнює вазі виштовхнутої води! Так…Густина води відома. Зараз підрахую об’єм корони. Готово. Тепер потрібен об’єм 2 мір золота…Так, так, об’єм корони більше, ніж об’єм золота. Значить… Значить, тут є суміш срібла. Еврика!!! (Вискакує з ванни і біжить, потім зупиняється, б’є себе по чолу.) Ні! Голим я не піду, хоча б для того, щоб про це не розповідали в школах протягом двох тисяч років! (Повертається, одягає хітон і йде.)
Банщик. Еврика, еврика! Тепер два тисячоліття всі будуть говорити, що Архімед закон відкрив…А я думаю, в цій справі банщик – головна людина. Не було б мене, не було б і ванни, і закону.
Сцена 3
(Тронна зала. Забігає Архімед.)
Архімед. Великий царю! Я розв’язав твою задачу. Боги просвітили мене, і я дізнався, що в короні є суміш срібла. Майстер – злодій!!!
Жрець. Нехай гнів Зевса впаде на його голову!
Гідрон. Охорона! Заарештуйте злодія! (Охорона забирає майстра.)
Архімед. Шляхом роздумів я дійшов висновку: тіла, які знаходяться в рідині, втрачають у своїй вазі стільки, скільки важить рідина, яка взята в об’ємі тіл. Цей висновок настільки важливий, що я називаю його законом. Ним будуть користуватися люди впродовж століть. (Кінець сценки.)
V. Закріплення вивченого матеріалу
Вправа “Оригінальне прислів’я”
Складання прислів’я з “розсипаних” слів: до, знань, пристосуй, діла, набув. (Набув знань – пристосуй до діла.)
Учитель.
Розв’яжіть задачу із використанням схематичного рисунку (рис.6) (усно).
Рис.6
Поміркуйте:
Рис.7
2. Яка пружина стиснеться більше і чому (рис.8), якщо m – однакові,
V – різні
Рис. 8
3. До короткого відрізку стеаринової свічки прикріплюємо знизу невеликий вантаж так, щоб свічка плавала у воді (рис.9). Запалюємо свічку, що плаває. Як швидко згасне свічка?
Рис.9
4. Рибалка для зберігання живої риби зробив у своєму човні ящик з отвором у дні (рис.10). Чи не заллє такий човен і чи не потоне він, якщо спустити
Рис.10
його на воду? (Обгрунтована відповідь перевіряється за допомогою моделі такого човна.)
5. Як пояснити побачене явище (див. відеоролик)? (Диск додається.)
VI. Домашнє завдання
VIІ. Висновки уроку
Структура уроку даного типу включає всі елементи циклічної схеми вивчення матеріалу: від дослідних фактів до теоретичного висновку й далі до експериментальної перевірки теоретичних висновків. Перед учнями постає проблема, яка в ході уроку розв’язується дослідним шляхом, підтверджується теорією і закріплюється обговоренням результатів.
ослухайте загадку.
Хто скажіть, придумав штуку:
У відро зануриш руку, -
Стане легкою вона,
Наче квітка весняна?
І води відро з криниці
Вилітає наче птиця,
А в повітрі, ох, важке,
Відгадайте, що ж таке?
Література
1