Урок фізики в 7 класі "Умови плавання тіл"

Урок фізики в 7 класі

Щоб плавали далі,                                                                                                         Щоб вище літали,                                                                                                               Щоб своїми руками                                                                                                               Зорі з неба знімали!

Умови плавання тіл.

Мета:Вивчити умови плавання тіл на основі поняття про архімедову силу, формувати інтерес до експерименту; розвивати вміння спостерігати, глибоко аналізувати, зіставляти, порівнювати, пояснювати явища; сприяти активізації творчого мислення учнів, пробуджувати в них пізнавальний інтерес; розкрити практичне використання умов плавання тіл у житті людини; виховувати почуття відповідальності та самостійність в мисленні.

Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.

Обладнання: Посудини з водою, олією,  набори тіл різної густини, три кульки однакового об’єму та різної ваги, пластилін, пробірки з піском, , саморобний кубик, грані якого позначені кольорами кожної команди.

Хід уроку

І. Організаційна частина

Перевірка присутності учнів та їхньої готовності до уроку. Учитель оголошує епіграф уроку.

Учитель. У перекладі з грецької «фізика» означає «природа». Сьогодні у нас незвичайний урок. Ми пограємося, помріємо, пофантазуємо разом. Я пропоную вам пірнути в океан знань, де вирує виштовхувальна сила й порядкує закон Архімеда, і з їхньою допомогою піднятися до ви­соти пташиного польоту, навіть вище хмар, пори­нути в безмежний простір самої ПРИРОДИ, стати її частинкою в повітроплаванні. Діти, ви готові? Тоді казка починається...

ІІ. Актуалізація опорних знань

Щоб отримати гарну оцінку на уроці, сьогодні ви повинні показати свої вміння працювати із знайомими приладами, правильно відповідати на питання, грамотно робити розрахунки. На попередніх уроках ми познайомилися з дією рідини на занурені в неї тіла. А тепер перевіримо, як ви засвоїли цей матеріал.

 Гра «Кубик».

Вчитель. Я буду підкидати кубик. Яким кольором грань буде вгорі після зупинки кубика, то хтось з членів даної групи і повинен дати відповідь на запитання. Якщо ваша відповідь неправильна, або ви не знаєте, то відповідає інша група.

(Учні підкидають кубик і дають відповіді на запитання):

 1.  Дві однакових кульки знаходяться в посудинах із прісною та солоною водою. На яку кульку діє більша виштовхувальна сила?

 2.  Яка сила виникає при зануренні тіла в рідину?      (Архімедова)

 3.   На яку кулю діє більша виштовхувальна сила?

4.   Де легше тримати камінь: у воді  чи у повітрі?       (У воді)

5.  В посудині з водою знаходяться три кульки різного об‘єму в стані спокою,як показано на малюнку. На яку кульку діє найбільша виштовхувальна сила?

6.  Як напрямлена архімедова сила?    (Вона напрямлена вертикально вгору) 7.  Якщо тіло не повністю занурене у рідину, то як знайти виштовхувальну силу?  (Тоді для підрахунку архімедової сили потрібно використовувати формулу F_A=ρ_рgV, де V – об’єм тої частини тіла, яка занурена в рідину )

 8.  Від чого залежить виштовхувальна  сила?    (Архімедова сила залежить від об’єму тіла та густини рідини)

9. Чи діє архімедова сила в стані невагомості?        (Ні)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Отже, ми знаємо, що на всяке тіло, занурене у рідину, діє виштовхувальна сила.   Але чи достатньо ваших знань, щоб пояснити, коли плаває тіло?

 (Створюється проблемна ситуація шляхом демонстраційного експерименту.)

Для досліду використовують три тенісні кульки  різної ваги. Першу кульку заповню­ють насиченим розчином кухонної солі, другу — майже повністю водою (так, щоб кулька могла плавати у воді, не спливаючи на поверхню і не опускаючись на дно); третю заповнюють водою наполовину. Рідину вводять у кульки шприцом. Проколотий отвір у кульці заклеюють масляною фарбою, якою пишуть номери на кульках. Для маніпуляцій із кульками у посудині з водою 3 ви­користовують дротяну штангу 2.

По черзі занурювати кожну кульку у воду. Спостерігати, тоне вона, плаває у об'ємі води чи спливає. Пояснити спостережуване явище.

Запитання

1.               Які сили діють на кульку, занурену у воду?
2.               Чому дорівнює виштовхувальна сила, що діє на кожну кульку? Чи однакова виштовхувальна сила діє на кожну кульку? Чому?

Проблемні запитання:

1. Чому одні тіла тонуть у рідині, а інші в тій же рідині плавають?
2. Чому одне й те ж тіло в одній рідині тоне, а в іншій плаває?

А згадайте гарне явище – айсберг, що плаває в океані.  Однак чи знаєте ви, що нашим очам з’являється  лише 1/10 частина всього айсберга, а 9/10 – сховані водою.

Але якщо у воді буде плавати колода, то вона буде занурена приблизно до половини. Чому ж вода приховує від нас тільки половину колоди, а айсберг - майже цілком?

ІV. Повідомлення теми, мети і завдань уроку

       На сьогоднішньому уроці проведемо дослідницьку роботу і ви всі будете фізиками –   експериментаторами. Ми розглянемо умови плавання тіл, тобто з’ясуємо, за яких умов тіла тонуть, спливають, плавають у середині рідини. Відкрийте зошити та запишіть сьогоднішню дату, класну роботу та тему уроку.

V. Сприйняття та первинне усвідомлення нового матеріалу

Спробуємо всі відомості про умови плавання тіл отримати з досліду. Кожний з вас повинен сьогодні проявити себе як фізик – експериментатор.

У вас на столах знаходяться фізичні прилади, матеріали – всі вони потрібні вам для розв'язку експериментального завдання вашої групи.

Працюючи над завданням, ви повинні відчути радість першовідкривача.

Після виконання завдань ми обговоримо отриманні результати та  з’ясуємо умови плавання тіл. На виконання дослідів відводиться 15 хв. Уважно прочитайте завдання, постарайтесь не відволікатися. Всі результати записуйте у зошит. Якщо в когось  виникнуть питання, піднімайте руку.             

Кожна група отримує завдання розрахувати для свого досліду силу Архімеда та вагу.
Заповнимо таблицю за результатами досліду

Висновки:1.  Яке співвідношення між силами, що діють на кульку, під час занурення кожної з них у воду?

2.  Яка умова плавання тіл? Сформулювати, зробити висновок.

3. Коли тіло, занурене в рідину, тоне, плаває, спливає?

 Висновки, які ви зро­били про плавання твердих тіл у рідинах, стверджують­ся не лише для твердих тіл, а й для рідин і газів. Перед вами є дві посудини: одна з водою, друга з олією. Влийте воду в олію. Що ви спостерігаєте?

Учень. Олія розмістилася на поверхні води. Густина олії менша, ніж густина води, тому олія спливає на по­верхню води: р_олії = 900 кг/м³, а р_води = 1000 кг/м³.

Творче завдання.

 У вас на столах є стакани та назви трьох рідин ( вода, гас, ртуть ). Розмістіть їх так, як вони б розмістились в природі.

Так само ведуть себе легші за повітря гази. Користуючись таблицею густини газів, скажіть, які гази не збираються біля поверхні Землі, а піднімаються у верхні шари атмосфери? (У верхні шари атмосфери будуть підніматися такі гази: метан, водень, гелій, азот.)

Збереження життя і діяльності людини.

• А як будуть вести себе чадний газ і природ­ний газ, яким наповнюють газові балони? Ці гази підніма­ються в атмосферу чи «стеляться» біля поверхні Землі? ( Ці гази «стеляться» біля поверхні Землі, бо їх густина більша за густину повітря. Густина повітря ƿ_пов⁼ 1.29 кг/м³, густина чадного газу р_чг = 2,2 кг/м³; густина зрідженого пропан-бутану р_{п г} = (2,4 - 2,7) кг/м³.)
• Чи створюють ці гази загрозу життю лю­дини? Якщо так, то чому?                       ( Ці гази отруйні, крім того природний газ, на­громадившись у приміщенні, вибухає од відкритого вог­ню чи електричної іскри. Чадний газ виділяється з печі, нагромаджуючись у приміщенні. Вдихаючи його люди­на може отруїтись, якщо вчасно не надати допомоги.)

VІ. Узагальнення та систематизація нових знань та вмінь.                                                                                                 

1.(Робота з довідниками)   

- Користуючись таблицею густин, назвіть метали, які можуть плавати у ртуті.                                          - Користуючись таблицею густин, назвіть метали, які потонуть у ртуті.                                               – На важільних терезах зрівноважили сталеву та алюмінієву кулю. Чи порушиться рівновага під час занурення їх в воду?                                                                        - Чи можна гасити палаючий гас, заливаючи його водою?                                                                            - Відгадайте загадку: «У воді не тоне, у вогні не горить. Що це?» (Лід.)Учні порівнюють густину льоду і води.

Вчитель. А де в техніці застосовується умови плавання тіл?                                                                          (При будові кораблів. Раніше робили дерев’яні кораблі і човни. Густина дерева менша густини води, і кораблі плавали у воді.)                                                                                                                 

Вчитель. Металеві кораблі теж плавають, а куски сталі тонуть у воді.                                                            (З ними роблять так: збільшують об’єм, архімедова сила становиться більше, і тому вони плавають.)                                                                                                 

Вчитель. А чи враховується яка-небудь залежність умов плавання тіл із зміною густини рідини? А як плавають підводні човни та атомні ледоколи. Вони самі потужні в світі та можуть плавати, не заходячи в порти, більше року. Це все ми розглянемо з вами на слідуючому уроці.

 VІІ. Підведення підсумків.      

1.Поясніть фізичний зміст прислів’їв: «Як камінь у воду», «Плаває, як сокира».                                        

 2.У посудині з водою плаває тіло, частково занурившись у воду. Що відбудеться з тілом, якщо воду в посудині нагріти? Охолодити? (Змінення об’єму самого тіла не враховувати)                                         

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

Запитання. У який спосіб суддя зловив злодія? Для підказки використовується експеримент. Пропонується учневі у посудину з олією влити воду. Олія спливає вгору. Учні пояснюють це явище і на основі експерименту відповідають на запитання. Для підтвердження правильності відповіді, учні слухають пропущені слова з байки: «…По воді поплили жирні плями. »

Вправа «Вузлик на пам'ять»

Учитель пропонує учням підбити підсумки уроку, використовуючи стрічку (можна блакитного кольору, як колір неба та моря): учні підсумовують урок і зав’язують вузлик на стрічці, потім цю стрічку вчитель зав'язує на краю дошки.

VIII. Домашнє завдання

1.               Опрацювати відповідний параграф підруч­ника
2.               Намалювати плакат, що підсумовує тему
3.               Розв'язати задачі.