Урок на тему Закон Архімеда

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКУ

Тема програми: МЕХАНІКА

Тема уроку: Закон Архімеда

Мета (формувати компетентності): ввести закон Архімеда, пояснити учням його фізичну сутність та практичне застосування; розвивати вміння аналізувати фізичні явища та пояснювати їх.

Формування ключових компетентностей:

• основні компетентності у природничих науках і технологіях;

• інформаційно-цифрова компетентність;

• математична компетентність;

• уміння вчитися впродовж життя.

Тип уроку:   комбінований.

Форма проведення:  урок-дослідження.

Методи і прийоми:    

- словесний: евристична бесіда, пояснення, «Творчий пошук», «Мікрофон»;

- практичний: робота з роздавальним матеріалом, розв’язування творчих та інтерактивних завдань,  робота з підручником;

- наочний:  ілюстрація (портрет Архімеда, опорні конспекти та схеми); демонстрація (демонстрування виштовхувальної сили в різних рідинах, досліди зі спостереження умов плавання тіл, «картезіанський водолаз», презентація).

Комплексно-методичне забезпечення уроку: 

• обладнання: комп’ютер, підключений до мережі Інтернет, мультимедійний проектор, екран, індивідуальні робочі зошити;
• засоби навчання: портрет Архімеда, підручник «Фізика» 10 клас; Інтернет – ресурси, електронні презентації, ілюстративний та роздавальний матеріал; демонстрування виштовхувальної сили в різних рідинах, досліди зі спостереження умов плавання тіл.

Ключові поняття:  виштовхувальна сила, закон Архімеда, плавання тіл.

Міжпредметні зв’язки: математика, історія, українська література.

План проведення уроку:

1. Причини виникнення сили Архімеда.
2. Досліди, які показують, від чого залежить сила Архімеда.
3. Закон Архімеда. Формула для обчислення сили Архімеда.
4. Умови плавання тіл.

Структура уроку

ХІД УРОКУ.

І. Організаційний момент

Привітання, налаштування учнів на роботу на уроці.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів. Перевірка домашнього завдання

1. Фізичний диктант «Сила тяжіння. Вага і невагомість» (за матеріалом попереднього уроку)   ДОДАТОК 1.

2. Проведення завдання Творчий пошук ( участь учнів в обговоренні питань).   ДОДАТОК 2.   Слово викладача:

Поясніть з точки зору фізики, наступні прислів’я:

•                   Плаває, як сокира.
•                   Такий гладкий, що і в воді не тоне.

•                   Ціле яблуко у воді не потоне.

•                   Колос повний до землі гнеться, а пустий догори стирчить.

•                   Порожня бочка гучить, а повна мовчить.

•                   Повний шар із води випірне.

Орієнтована відповідь: на тіла діє виштовхувальна сила. Тіла різні і сила, що на них діє також різна. Цю силу називають силою Архімеда.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Слово викладача: Однією із найвідоміших легенд - це легенда про дослід із короною Гієрона. От що говориться в ній: одного разу цар Гієрон дав обітницю пожертвувати до храму золоту корону. Корона мала бути справжнім витвором мистецтва. Гієрон звернувся до майстра, видав йому необхідну кількість золота й пообіцяв щедро винагородити за працю. У домовлений день майстер приніс корону цареві. Гієрон залишився задоволений: корона виглядала неперевершено. Коли її зважили, виявилося, що вона точно відповідає вазі золота, що було видано майстрові. Гієрон звелів видати ювелірові винагороду.

     За кілька днів до царя дійшов слух, що майстер обдурив його: він привласнив частину золота, а замість нього домішав таку ж кількість срібла.

У той час не було надійних хімічних методів, які допомогли б викрити ошуканя. Але в Гієрона був Архімед, котрий уже не раз брався за найскладніші завдання.

Архімед поринув у роздуми. Якби корона була простої форми, можна було б розрахувати її точний об’єм. А знаючи об’єм, порівняти його з об’ємом золотого зливка тієї ж маси. Але корона простотою форми не відрізнялася, а точно обчислити розміри кожного з її елементів було не під силу навіть Архімеду.

 Міркуючи, Архімед прийшов у лазню. Коли він роздягнувся й заліз у воду, частина води вилилась на підлогу. Іншим разом Архімед можливо, не звернув би на це уваги. Але тут до нього прийшло осяяння. Він вискочив із ванни і стрімголов помчав додому з вигуками: «Евріка!» Грецькою мовою це означає «знайшов».

Архімед взявся до роботи. Він виготовив два зливки: один із срібла, другий – із золота. Кожний зливок був такої ж ваги, що й корона. Потім учений по вінця наповнив водою посудину й занурив у неї корону. Вода в посудині піднялася й вилилася через край. Архімед вийняв корону й спеціальною міркою знову долив воду в посудину. Потім опустив золотий зливок. Вода знову вилилася з посудини, але цього разу знадобилося менше мірок води, щоб наповнити її знову. Третім у воду потрапив срібний зливок. Цього разу води виявилось найбільше, адже срібло легше за золото, тому займає більший об’єм.

Архімед пішов до Гієрона й пояснив йому суть експерименту. Провину жадібного майстра було доведено. А Архімеда історія з короною налаштувала на дослідження тіл, занурених у рідину, та написання праці «Про плаваючі тіла», в якій він  описав основний закон гідростатики – закон Архімеда.

ІV. Повідомлення теми і мети уроку.

Повідомлення теми уроку, визначення мети і завдань уроку. Учні записують тему уроку, усвідомлюють мету і завдання уроку.

Слово викладача.

Працювати ми з вами будемо за планом.

V. Сприйняття й засвоєння учнями навчального матеріалу

1. Причини виникнення сили Архімеда.

Слово викладача: Для того, щоб вияснити причини виникнення сили Архімеда, ми з вами проведемо дослід, а ви спробуєте зробити висновки, на основі вивченого матеріалу минулих уроків.

Демонстрація 1: Викладач зануряє тенісний м’яч у воду і швидко виймає руку. М’яч «вистрибує» з води.

Слово викладача: Чому м’яч всплив?

Орієнтована відповідь: На м’яч подіяла сила зі сторони води.

Демонстрація 2: Викладач зануряє монету  у воду і швидко виймає руку. Монета затонула.

Слово викладача: Чи діє виштовхувальна сила в цьому випадку?

Орієнтована відповідь: Діє, але вона менша за силу тяжіння.

Слово викладача: Аналізуючи проведені досліди, ви можете зробити висновок.

Орієнтована відповідь:На любе тіло, занурене в рідину, діє сила, що виштовхує це тіло із рідини.

Слово викладача: з нашого життєвого досвіді ми знаємо, що у воді важкий камінь підняти набагато легше, чим у повітрі. Це означає, що рідини виштовхують не тільки легкі тіла, але і важкі предмети також.

Причиною виштовшувальної сили на занурене в рідину або газ тіло є різний тиск, з якою діє рідина або газ на тіло зверху і знизу. Архімедова сила вмникає за рахунок гідростатичного тиску:

Закон Архімеда справедливий тільки при наявності сили тяжіння. В умовах невагомості він не виконується.

2. Досліди, які показують, від чого залежить сила Архімеда.

Демонстрація 3: Обладнання: посудина з водою та олією, динамометр, алюмінієвий і мідний циліндри однакового та різного об’єму, нитка.

Слово викладача: поочереді проводимо три досліди і визначаємо:

1. Чи залежить сила Архімеда від густини тіла?

2.  Чи залежить сила Архімеда від об’єму  тіла?

3.  Чи залежить сила Архімеда від густини рідини?

4. Чи залежить сила Архімеда від форми тіла?

5. Чи залежить сила Архімеда від об’єму зануреної частини тіла?

Орієнтовні висновки: Сила Архімеда не залежить від густини речовини з якої виготовлено тіло, а залежить від об’єму тіла: чим більше об’єм тіла, зануреного в рідину, тим більша архімедова сила.

Сила Архімеда залежить від густини рідини, чим більша густина рідини, тим більша архімедова сила.

Сила Архімеда не залежить від форми тіла.

Сила Архімеда залежить від об’єму зануреної частини тіла, чим більший об’єм зануреної частини, тим більша архімедова сила. ДОДАТОК 3.

Вправа «Я -ДОСЛІДНИК». Колективна робота. ДОДАТОК 4.

ЗАДАЧА 1. На терезах урівноважено алюмінієве та сталеве тіла. Чи порушиться рівновага, якщо тіла занурити у воду?  (НІ)

ЗАДАЧА 2. На терезах урівноважено два однакових тіла. Чи порушиться рівновага, якщо перше тіло занурити у воду, а друге — у гас? (ТАК)

ЗАДАЧА 3. На вагах дві однакові гирі. Чи порушиться рівновага ваг, якщо одну з гир опустити у воду? (ТАК) Обидві гирі опустити у воду? (НІ)

Одну опустити у воду, а іншу в гас? (ТАК)

3. Закон Архімеда. Формула для обчислення сили Архімеда..

Слово викладача: Отже, з дослідів ми побачили, що вага тіла, яке занурюють у рідину, зменшується на значення , яке дорівнює силі Архімеда: Р₁ = Р – F_А.

Закон Архімеда формулюється так: на будь-яке тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витисненої даним тілом рідини (газу) і за напрямом протилежна їй і прикладена у центрі мас витісненого об’єму рідини (газу).

Формула для обчислення сили Архімеда:   Fa = ρ_р∙q∙V_т.

ЗАДАЧА 1. Об’єм шматка заліза дорівнює 0,2 м³. Визначте виштовхувальну силу, що діє на нього при повному зануренні у воду; у гас. ().

ЗАДАЧА 2. Визначте, чому дорівнює об’єм шматка міді, що виштовхується з гасу силою 240 Н.

Слайд 11. Пропрацювавши усе літо над удосконаленням конструкції брати Монгольфье 19 вересня 1783 року відправили у політ перших тварин: вівцю, півня і качку.

VI. Закріплення матеріалу. 

  VII. Підсумки уроку. Вправа «Мікрофон» .    (Додаток 7) 

- Сьогоднішній урок був для мене корисним, тому що ….

- Я дізнався …

- Я навчився …

- Мені сподобалось …

- Мені не сподобалось …

VIII. Оцінювання учнів.  Оцінювання навчальних досягнень учнів

(з обґрунтуванням кожного виставленого балу відповідно до Критеріїв оцінювання).

IX. Домашнє завдання. Інструктаж до д/з.  (Додаток 8) 

Обов’язкове:        

ДОДАТОК 1

Закінчіть речення так, щоб отримати правильне твердження. (0,5 б)

1. Сила, з якою Земля притягує до себе тіла; векторна фізична величина, яка чисельно визначається добутком маси тіла і прискорення вільного падіння, - сила ….. (тяжіння).
2. Сила тяжіння визначається ……. (за допомогою динамометра та формул).
3. Сила, з якою тіло внаслідок його притягання до Землі діє на опору чи підвіс, називається …….. (вагою).
4. Збільшення ваги внаслідок рівноприскореного руху тіла вгору  називається ……. (перевантаження).
5. Під час перевантаження вага людини ….. (збільшується).
6. Зникнення ваги тіла під час його руху тільки під дією сили тяжіння називається …… (невагомістю).
7. Сила тяжіння обчислюється за формулою ….. (F_т = m*g).
8. Вага тіла, що перебуває в спокою, дорівнює …. (силі тяжіння).
9. Вага нерухомого тіла обчислюється за формулою ….. (Р = m*g).
10. Вага тіла під час рівноприскореного руху вгору обчислюється за формулою ……(Р = m (а + g).
11. Вага тіла під час рівноприскореного руху вниз обчислюється за формулою ……(Р = m (g - а).
12. Прискорення вільного падіння з масою та радіусом Землі пов’язує  формула ….. (g = G  ).

ДОДАТОК 2.  

Поясніть з точки зору фізики, наступні прислів’я:

•                   Плаває, як сокира.
•                   Такий гладкий, що і в воді не тоне.

•                   Ціле яблуко у воді не потоне.

•                   Колос повний до землі гнеться, а пустий догори стирчить.

•                   Порожня бочка гучить, а повна мовчить.

•                   Повний шар із води випірне.

ДОДАТОК 3

ДОДАТОК 4.

ЗАДАЧА 1. На терезах урівноважено алюмінієве та сталеве тіла. Чи порушиться рівновага, якщо тіла занурити у воду?

ЗАДАЧА 2. На терезах урівноважено два однакових тіла. Чи порушиться рівновага, якщо перше тіло занурити у воду, а друге — у гас?

ЗАДАЧА 3. На вагах дві однакові гирі. Чи порушиться рівновага ваг, якщо одну з гир опустити у воду? Обидві гирі опустити у воду? Одну опустити у воду, а іншу в гас?

ДОДАТОК 5.

ЗАДАЧА 1. Об’єм шматка заліза дорівнює 0,2 м³. Визначте виштовхувальну силу, що діє на нього при повному зануренні у воду; у гас. ().

ЗАДАЧА 2. Визначте, чому дорівнює об’єм шматка міді, що виштовхується з гасу силою 240 Н.

ДОДАТОК 6.

ДОДАТОК 7.

- Сьогоднішній урок був для мене корисним, тому що ….

- Я дізнався …

- Я навчився …

- Мені сподобалось …

- Мені не сподобалось …

ДОДАТОК 8.

Домашнє завдання.

Обов’язкове: