Урок фізики у 7 класі. Тема: Умови плавання тіл.

7 клас      фізика

Тема уроку: Умови плавання тіл.

Мета уроку:

навчальна: домогтися засвоєння учнями умов плавання тіл на основі вивченого поняття про архімедову силу;

розвивальна: розвивати вміння учнів визначати архімедову силу за допомогою динамометра і мірного стакана; робити висновки за результатами експериментальних завдань;

виховна: виховання поваги до науки фізики.

Тип уроку: комбінований урок.

Обладнання: посудини з водою, олією, набір тіл різної густини, дерев’яний і пінопластовий кубики однакових розмірів, бульба картоплі, пробірка з повареною сіллю, пластилін, пробірка з піском, прямокутний паралелепіпед із пінопласту(«пліт»), динамометр, циліндр вимірювальний,важкий.

Демонстрації: малюнки сучасних кораблів.

Хід уроку

1.Організаційний етап (3хв) Аналіз виконання лабораторної роботи.

2.Актуалізація опорних знань і вмінь (5хв.):

А)Яка сила діє на всі тіла,що перебувають у рідині або газі?

Б)Куди напрямлена сила,яка діє з боку рідини або газу на тіла,що в них занурені?

В)Від чого залежить архімедова сила?

Г)А якщо тіло не повністю занурене в рідину,то як визначається архімедова сила?

Д)Якими способами можна на досліді визначити архімедову силу?

3.Вивчення нового матеріалу (32 хв.).

   План вивчення нової теми:

А) Повторення теми: «Архімедова сила».

Б) Порівняння густин рідини і речовини тіла,зануреного в рідину,в випадках,коли тіло плаває на поверхні або тоне.

В) Порівняння архімедової сили і сили тяжіння в випадках,коли тіло плаває на поверхні або тоне.

Г) Умови плавання тіл всередині рідини.

Д) Умови плавання тіл(загальний висновок).

Е) Домашнє завдання.

    Вчитель: Ми знаємо, що на всі тіла,що перебувають у рідині або газі, діє виштовхувальна сила (архімедова сила). Але одні тіла плавають в товщі рідини або газу,другі тонуть,в треті спливають на поверхню. Чому? Сьогодні ми це з’ясуємо. Запишемо в зошиті тему уроку - «Умови плавання тіл».  Спробуємо всі відомості про умови плавання тіл отримати із досліду.

  Кожна група отримає своє завдання. Після виконання завдань ми обговоримо отримані результати і з’ясуємо умови плавання тіл. Відкрийте підручники на стор. 251,де поміщені таблиці густин різних речовин. Вони вам знадобляться під час роботи. На виконання дослідів відводиться 15 хвилин. Уважно прочитайте свої завдання. Всі результати записуйте в зошит.

  (Учні отримують картки з завданнями і обладнання для їх виконання(7 варіантів). Варіанти завдань неоднакові за рівнем труднощі:перше-найбільш просте, шосте і сьоме - складніше. Вони даються відповідно рівню підготовки учнів.)

  ПЕРШИЙ ВАРІАНТ: спостерігати, які із запропонованих тіл і які плавають у воді;знайти в таблиці підручника густини відповідних речовин,порівняти з густиною води. Результати оформити в виді таблиці.

Для виконання цього завдання потрібна посудина з водою і набір тіл:сталевий цвях, шматочки свинцю, алюмінію, органічного скла, пінопласту, пробки, парафіну. Тіла знаходяться в коробці з перегородками, в кожному осередку вказана назва речовини.

  ДРУГИЙ ВАРІАНТ: порівняти глибину занурення в воді дерев’яного і пінопластового кубика однакових розмірів;з’ясувати чи відрізняється глибина занурення дерев’яного кубика в рідині різної густини. Результат досліду представити на рисунку.

Для проведення досліду потрібно дві посудини(з водою та з олією), дерев’яний і пінопластовий кубики.

  ТРЕТІЙ ВАРІАНТ: порівняти архімедову силу, яка діє на кожну з пробірок, із силою тяжіння кожної пробірки; зробити висновок на основі результатів дослідів. При виконанні цього завдання використовується мензурка, динамометр, дві пробірки з піском (пробірки з піском повинні плавати в воді,занурившись на різну глибину).

  ЧЕТВЕРТИЙ ВАРІАНТ: змусити картоплину плавати в воді; роз’яснити результати досліду; для виконання завдання використовується посудина з водою, пробірка з повареною сіллю, ложка, картоплина середньої величини.

  П’ЯТИЙ ВАРІАНТ: домогтися, щоб шматок пластиліну плавав у воді; пояснити результати досліду.

  ШОСТИЙ ВАРІНТ: з’ясувати, чи зміниться глибина занурення пробірки у воді, якщо: а)пластилін покласти в середину пробірки; б)прикріпити його до дна пробірки ззовні. При виконанні завдання використовується посудина з водою, пробірка, шматок пластиліну.

  СЬОМИЙ ВАРІАНТ: з’ясувати,який вантаж може підняти пліт (шматок пінопласту) у воді.

  Для проведення досліду із пінопласту заздалегідь вирізають невеликий прямокутний паралелепіпед і підбирають декілька тіл різної маси.

  Перейшовши до обговорення результатів, вчитель записує на дошці висновок.

Умови плавання тіл

Нехай Fтяж = Fa- тіло плаває.

Fa = ρв.g Vт. ; Fтяж = mg ; m=pв.Vт. ;

отже,   Fтяж= pв.Vт.g

тоді        pв.Vт. g= gVт.

або р рідини=р речовини.

Якщо р речовини = р рідини,то тіло плаває.

  Значить умови плавання тіл можна сформулювати двома способами:

1) порівнюючи густину рідини і густину речовини,яка в ній знаходиться;

2) порівнюючи архімедову силу і силу тяжіння. Де в техніці враховуються ці умови?

При будівництві кораблів. Раніше робили дерев’яні кораблі та човни. Густина дерева менша густини води,і кораблі плавали у воді.

Металеві кораблі також плавають, адже шматки сталі тонуть у воді. З ними поводяться так, як ми поводимося з пластиліном: збільшують об’єм, архімедова сила стає більшою і вони плавають. Ще роблять понтони і підводні човни.

  Отже, в суднобудівництві використовується той факт, що шляхом зміни об’єму можна надати плавучості практично будь-якому тілу.

  Чи враховується якось зв’язок умов плавання тіл зі зміною густини рідини?Так,при переході із моря в річку змінюється глибина осадки суден.

  Приведемо приклади використання умов плавання тіл в техніці. Для різних переправ використовують понтони. В морях і океанах плавають підводні човни. Для підводного плавання частину їх ємності заповнюють водою,а для надводного-воду викачують(вчитель демонструє малюнки сучасних кораблів).

   Криголам не завжди розколює лід своїм носом,це можливо тільки для тонких крижин. У більшості випадків він давить на крижину носовою частиною. Коли ніс «вилазить» на крижину,вага його збільшується(сила архімеда вже не діє на нього в цей момент) і лід …тріскається. Атомні криголами найпотужніші в світі,вони можуть плавати,не заходячи в порти більше року.

4. Закріплення нових знань та вмінь:

А) За якої умови тіло буде тонути в рідині?

Б) Сформулюйте умову спливання тіла в рідині.

В) Яку умову потрібно виконати,щоб тіло плавало в товщі рідини?

5. Підбиття підсумків уроку (3хв.)

6.Домашнє завдання та пояснення умов його виконання (2хв): завдання за підручником:вивчити §23,24. Завдання за задачником: розв’язати усно №21.9;21.10;21.11;21.12;21.29.