Урок "Умови плавання тіл"

Плавання тіл. Умови плавання тіл. Ареометр.

 

Тип: комбінований.

Мета: сформувати на основі дослідів знання про умови плавання тіл у рідині, з’ясувати динаміку явища. Сформувати знання про співвідношення густин суцільного тіла і рідини для встановлення умов плавання. Формування світогляду учнів на основі показу ролі експерименту для пізнання істини і знаходження причинно-наслідкових зв’язків. Розвиток інтересу до в вивчення фізики шляхом повідомлення цікавого історичного і наукового матеріалу.

Обладнання: учні приносять з дому по картоплині, сіль, олію; склянки пластилін, пінопласт, дерев’яні кусочки, блюдце, посудина з водою, свічка, склянка, цвях, картонна коробка, динамометри.

 

На кожній парті стоять склянки з водою, олією; лежать шматки пластиліну, невеликі картоплинки, шматочки пінопласту, деревини, мензурки (маленькі пляшечки з під ліків) з різною кількістю піску, динамометри.

 

План проведення уроку:

І.  Організаційна частина.

ІІ.  Вступ

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

     1.   Досліджувальна частина (виконується учнями).

2.   Узагальнення та формування висновків про умови плавання тіл.
3. Додатковий матеріал:
4. Ареометри.
5. Закріплення нового матеріалу. (Якісні запитання)

 

6. ІV. Закріплення нового матеріалу

Якісні запитання

V. Домашнє завдання.

 

Пояснення нового матеріалу починається з показу слайд – шоу на DVD програвачі або комп’ютері (CD – диск надається до розробки уроку), який вчитель супроводжує текстом:

 

Нас з вами, в нашому житті постійно оточують два океани: водний та повітряний.

Уявіть собі могутні хвилі морського океану, які в шторми і бурі піднімаються на висоту в декілька десятків метрів і такі лагідні у тиху погоду, в яких заблукали останні промені сонця і місяця. З давніх давен люди навчились плавати на плотах, човнах, тай без них по цим нескінченим просторам.

                                                  Белеет парус одинокий

                                                  В тумане моря голубом

   Что ищет он в стране далекой?

Что кинул он в краю родном?

 

А до яких хитрощів тільки не вдавались казкові герої, які корили повітряні простори.

До їх послуг були килими – літаки, ступи з мітлами. Давня грецька легенда говорить про Екара, як про першу людину, що змогла піднятись у повітря. Дедал і Екар (батько і син) тікаючи з полону зробили крила із пір’я і склеїли їх воском. Батько заборонив синові підійматись високо над землею, бо Сонце могло своїм теплом розплавити віск. Але Екар був захоплений видовищем, яке повстало перед ним і необачно піднявся надто високо і Сонце зробило свою «погану» справу. Нерозважливий Екар упав і загинув у морських глибинах, але як бачимо історія не забула їхні імена.

В наш час зовсім не треба звертатись до послуг різних див, достатньо купити квиток на пароплав, човен, літак і на власні очі побачити красу просторів Землі.

Але-ж яким чином такі тяжкі споруди, як кораблі, літаки плавають, або літають, адже їх вага іноді виміряється десятками і сотнями тисяч тон?

Виявленням умов, за яких це можливо ми з вами й займемось на цьому уроці.

 

Спочатку, давайте згадаємо:

• Які закони, що характеризують властивості газів і рідин ми останнім часом вивчили?

(Закон Паскаля та закон Архімеда).

• Сформулюйте ці закони.
• За якою формулою можна розрахувати силу Архімеда? (F_А = ρ_рgV).
• Від чого залежить виштовхувальна сила?

( від густини рідини в якій знаходиться тіло; від об’єму тіла)

• Що означає у формулі закону Архімеда літера g? (сила, з якою Земля притягує до себе тіла).

• Які сили діють на тіло, коли воно занурено у рідину? Як вони напрямлені?

[Архімедова сила, що напрямлена вгору; сила тяжіння, що напрямлена вниз]

• Як визначаються ці сили? (F_т = mg ,  F_А = ρ_рgV).

 

1. Вчитель звертає увагу учнів на розташовані на партах прилади і ставить перед учнями проблемні запитання та завдання, на які вони після проведення певних досліджень повинні відповісти і зробити висновки.

 

 1 завдання: Змусити плавати у воді пластилін (збільшити об’єм фігурки з пластиліну: зробити з нього човник, коробочку…)

 

2 завдання: Змусити плавати у воді картоплину (добавити у воду сіль).

 

3 завдання: шматочки пінопласту і дерева занурити спочатку у воду, потім в олію. Зробити висновки (у олії занурення менше, так як в_ол < ρ_Н2О)

 

4 завдання: Де більше важать мензурки з піском: у повітрі чи у воді, якщо в них насипана різна кількість піску? Зробити висновки (покази динамометра у повітрі різні, а у воді однакові; значить F_А не залежить від сили тяжіння)

 

5 завдання: Пластилін спочатку прикріпити до дна пробірки і занурити у воду, а потім покласти його всередину і знову занурити у воду. В якому випадку сильніше зануриться пробірка? Які висновки ви можете зробити? (якщо с ззовні пластилін, то пробірка сильніше спливе, так як збільшився об’єм).

 

6 завдання: визначте шляхом досліду, більша чи менша за густину води є густина учнівської гумки?

 

А тепер давайте узагальнимо ті висновки, які ви зробили під час своїх досліджень.  

 

2.  Висновки учнів

1. Чим більший об’єм тіла, тим сильніше воно випливає.
2. Чим більша густина рідини, тим більше спливає  тіло.
3. Архімедова сила не залежить від сили тяжіння.

 

Вчитель демонструє дослід з акваріумом і декількома гумовими (пластмасовими) кульками в яких насипана різна кількість піску і вони відповідно плавають на різних глибинах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- Поясніть явища, що ви зараз спостерігаєте. Чому кульки плавають на різній глибині, адже їх об’єми однакові і плавають вони в одній і тій самій воді?? (Вони мають різну густину)

 

  Вчитель показує учням малюнки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Які сили діють на тіло в кожному випадку (F_т, F_А )
• Дайте їм кількісну характеристику.
• Які висновки  про плавання тіла ви можете зробити?

 

Учні записують в зошити

 

 

 

Вчитель пропонує учням заповнити таблицю (3 рядки під час уроку і ще 3 вдома)

 

Запишіть у таблицю рідини, а також ті речовини, які можуть в них плавати.

 

Назва рідини	Густина рідини	Назва речовини	Густина речовини

 

 3. А чи знаєте ви, що існує таке море, в якому не можна потонути? (Пригадайте ваш дослід з плаванням картоплини у солоній воді).Таке море відомо людству з давніх давен. (Демонстрація фотографії за допомогою DVD програвача).  Це всесвітньо відоме Мертве море. Води цього моря солоні, настільки, що в них не може жити ні одна живи істота. Спекотний без дощів клімат Західної Азії викликає сильне випаровування води з поверхні моря. Але випаровується тільки чиста вода, солі які розчинені у морі залишаються в ньому і збільшують солоність води. От чому вода Мертвого моря містить не 2-3% солі (по масі),як більшість морів і океанів, а 27% і більше; з глибиною солоність зростає. Отже, четверту частину місткості моря складають солі, які розчинені у його воді. Загальна кількість солей в ньому оцінюється в 40 млн.тон.

Висока солоність Мертвого моря обумовлює його особливість: вода цього моря значно важча за морську воду. Потонути в такій тяжкій рідині неможливо: людське тіло легше її.

Гуморист Марк Твен, відвідавши це море, з комічністю описує незвичайні відчуття, які він і його супутники пережили, купаючись в тяжких водах Мертвого моря:

„Це було забавне купання! Ми не могли потонути. Тут можна витягнувшись на воді в усю довжину лежати на спині склавши руки на грудях, при цьому більша частина тіла буде залишатись над водою. Також можна зовсім підняти голову. Ви можете лежати дуже зручно на спині, підтягнувши коліна до підборіддя і  обхопивши їх руками, але скоро перевернетесь, так як голова перетягує. Ви можете встати на голову – і від середини грудей до кінця ніг будете залишатись поза водою, але ви не зможете довго зберігати такий стан. Ви не зможете пливти на спині, просуваючись як не будь помітно, так як ваши ноги стирчатимуть з води і вам доводиться відштовхуватись тільки п’ятками. Кінь також не може ні пливти, ні стояти в Мертвому морі, - він одразу лягає на бік”.

Такі ж незвичайні властивості мають води Кара-Богаз-Гола (затока Каспійського моря) і не менш солона вода озера Ельтон, які містять 27% солі.

 

       4. Існують прилади, які допомагають людині в домашніх умовах визначити густину певних речовин. (Вчитель демонструє ареометр). Такі прилади називають  ареометрами. Є ареометри, які призначені для вимірювання густин речовин менших або більших за густину води. В обох випадках точкою опори слугуватиме густина води.

        Часто поділки на шкалі позначають не густину рідини, а величину, яка залежить від густини. Так є ареометри, які показують міцність спирту – спиртометри, процент вмісту цукру в розчині – цукрометри, жирність молока – лактометри.

Ви вже багато узнали за цей урок і гадаю зможете дати вірні відповіді на мої запитання:

 

• Чому латунний виливок плаває у ртуті?
• Спливе чи потоне виливок свинцю у ртуті, дубовий брусок у бензині, кусок льоду в гасі, олія у воді?
• Чому жир у супі збирається на поверхні?
• Чи потоне у воді сталевий ключ в умовах невагомості, наприклад на борту орбітальної станції, в середині якої підтримується нормальний тиск повітря? (Ні).
• Чому порожня пляшка плаває на поверхні води, а наповнена водою тоне?
• Чи однакова сила знадобиться для того, щоб втримати порожнє відро в повітрі, або те саме відро, - у воді?
• Чому не тонуть айсберги? (демонструється або малюнок або кадр за допомогою DVD програвача).
• Які прилади зображені на малюнку? (демонструється або малюнок або кадр за допомогою DVD програвача). Для чого вони призначені? Чому шкали в цих приладів неоднакові?

Якісні запитання на основі казок

• І от човник закружляв на місті, зачерпнув воду правим бортом, потім лівим і дуже швидко наповнився водою до самих країв.

От солдатик вже по пояс у воді; от вже по горло...

І врешті вода накрила його з головою.

              Занурюючись на дно, він зі смутком подумав про свою красуню: Не бачити йому     більше            милої танцівниці!

                                                              ( Стійкий олов’яний солдатик.   Г.Х.Андерсен)

Чому човник після того, як зачерпнув воду пішов на дно?

• В синем море звезды блещут,

В синем море волны хлещут;

Туча по небу идет,

Бочка по морю плывет.

Словно горькая вдовица,

            Плачет, бьется в ней царица;

И кастет ребенок там

Не по дням, а по часам.

                                                  (А.С.Пушкин.Сказка царе Салтане)

Чому бочка не потонула?

 

Підведення підсумків уроку. Виставлення оцінок.

Домашнє завдання: до заповнити таблицю, що наведена в робочих зошитах.

                                    § 39, стр.120 – прочитати.  Впр до § 39 (1,2,3,4) – усно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 завдання: Змусити плавати у воді пластилін (збільшити об’єм фігурки з пластиліну: зробити з нього човник, коробочку…)

2 завдання: Змусити плавати у воді картоплину (добавити у воду сіль).

3 завдання: шматочки пінопласту і дерева занурити спочатку у воду, потім в олію. Зробити висновки (у олії занурення менше, так як в_ол < ρ_Н2О)

4 завдання: Де більше важать мензурки з піском: у повітрі чи у воді, якщо в них насипана різна кількість піску? Зробити висновки (покази динамометра у повітрі різні, а у воді однакові; значить F_А не залежить від сили тяжіння)

5 завдання: Пластилін спочатку прикріпити до дна пробірки і занурити у воду, а потім покласти його всередину і знову занурити у воду. В якому випадку сильніше зануриться пробірка? Які висновки ви можете зробити? (якщо с ззовні пластилін, то пробірка сильніше спливе, так як збільшився об’єм).

6 завдання: визначте шляхом досліду, більша чи менша за густину води є густина учнівської гумки?

 

„Це було забавне купання! Ми не могли потонути. Тут можна витягнувшись на воді в усю довжину лежати на спині склавши руки на грудях, при цьому більша частина тіла буде залишатись над водою. Також можна зовсім підняти голову. Ви можете лежати дуже зручно на спині, підтягнувши коліна до підборіддя і  обхопивши їх руками, але скоро перевернетесь, так як голова перетягує. Ви можете встати на голову – і від середини грудей до кінця ніг будете залишатись поза водою, але ви не зможете довго зберігати такий стан. Ви не зможете пливти на спині, просуваючись як не будь помітно, так як ваши ноги стирчатимуть з води і вам доводиться відштовхуватись тільки п’ятками. Кінь також не може ні пливти, ні стояти в Мертвому морі, - він одразу лягає на бік”.

 

 

 

1. Чому латунний виливок плаває у ртуті?
2. Спливе чи потоне виливок свинцю у ртуті, дубовий брусок у бензині, кусок льоду в гасі, олія у воді?
3. Чому жир у супі збирається на поверхні?
4. Чи потоне у воді сталевий ключ в умовах невагомості, наприклад на борту орбітальної станції, в середині якої підтримується нормальний тиск повітря? (Ні).
5. Чому порожня пляшка плаває на поверхні води, а наповнена водою тоне?
6. Чи однакова сила знадобиться для того, щоб втримати порожнє відро в повітрі, або те саме відро, - у воді?
7. Чому не тонуть айсберги?
8. Які прилади зображені на малюнку? Для чого вони призначені? Чому шкали в цих приладів неоднакові?
9. І от човник закружляв на місті, зачерпнув воду правим бортом, потім лівим і дуже швидко наповнився водою до самих країв.

От солдатик вже по пояс у воді; от вже по горло...

І врешті вода накрила його з головою.

              Занурюючись на дно, він зі смутком подумав про свою красуню: Не бачити йому     більше            милої танцівниці!

                                                              ( Стійкий олов’яний солдатик.   Г.Х.Андерсен)

Чому човник після того, як зачерпнув воду пішов на дно?

10. В синем море звезды блещут,

В синем море волны хлещут;

Туча по небу идет,

Бочка по морю плывет.

Словно горькая вдовица,

            Плачет, бьется в ней царица;

И кастет ребенок там

Не по дням, а по часам.

                                                  (А.С.Пушкин.Сказка царе Салтане)

Чому бочка не потонула?