Урок в 7 класі на тему: "Плавання тіл."

             Мета: сформувати знання про плавання тіл у рідинах; розвивати вміння працювати з приладами, аналізувати результати експериментів, робити висновки з отриманих експериментальних даних, користуватися таблицями. Виховувати прагнення до пізнання природи, формувати вміння оцінювати стан навколишнього середовища, передбачати можливі наслідки господарської діяльності людини для живої природи; виховувати дбайливе ставлення до навколишнього світу.

             Тип уроку: урок засвоєння нових знань

Хід уроку

І. Організація класу

ІІ. Активізація навчальної діяльності

Демонстрація на поверхню води опускають блюдце. Блюдце плаває. Якщо ж блюдце опустити ребром у воду – воно тоне. (дослід має викликати первісний інтерес в учнів, пояснення буде пізніше)

Вчитель: давайте пригадаємо матеріал минулого уроку, це допоможе нам дати відповідь на питання, яке у вас виникло, а також  теми, яку ми будемо вивчати сьогодні. Повторення проведемо у вигляді гри «Хрестики - нулики» (клас ділиться на дві групи).

1.Як рідина діє на занурене в неї тіло?

2.Що таке архімедова сила?

3.Як формулюється закон Архімеда?

4.Виразити закон Архімеда математично.

5.Від яких фізичних величин залежить значення архімедової сили?

6.Який напрям дії сили Архімеда?

7.Чому дорівнює сила тяжіння, яка діє на тіло?

8.Куди прикладена сила тяжіння, і як вона напрямлена?

9.Що таке рівнодійна двох сил, і куди вона буде напрямлена?

ІІІ. Постановка навчальної проблеми

Вчитель: що ж ми встановили на попередніх уроках? Давайте озвучимо ще раз.  Учень: ми встановили, що на будь-яке тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, встановили закон, за яким можна обчислити значення даної сили. Ознайомилися з біографією відомого грецького ученого філософа Архімеда, який дослідив дію рідини на занурене в неї тіло. Виконуючи лабораторну роботу, ми встановили залежність архімедової сили від об’єму тіла і густини рідини, в яку занурене тіло. Із власних спостережень дійшли висновку, що незважаючи на те, що на всі тіла, занурені в рідину або газ, діє архімедова сила, поведінка цих тіл буде різною. Одні тіла плавають на поверхні рідини, інші тонуть.

Вчитель: так, все вірно. Тому нашим завданням буде встановити, чому ж одні тіла плавають, інші ж тонуть, дізнаємося багато цікавих фактів, які відбуваються в природі, світі. (тема уроку, мета). (слайд 1) Девізом нашого уроку можуть бути слова відомого англійського вченого М. Фарадея: «Усі явища природи керуються дією сил». (слайд 2)

ІV. Вивчення нового матеріалу

Пояснення нового матеріалу ґрунтується на проведенні демонстрацій, з яких учні разом з вчителем зроблять відповідні висновки.

Демонстрація 1. Беруть дві посудини з водою. В одній чиста вода, у другій – солона. Опускають варене яйце в посудину із чистою водою – яйце тоне; у посудину із солоною водою – спливає.(зробити порівняння із Мертвим морем, в якому ніхто ніколи не потоне)

Питання до класу:

- що можна сказати про силу тяжіння, що діє на яйце в першому і в другому випадках? (вони однакові)

- що можна сказати про значення архімедової сили, яке діє на яйце в першому й у другому випадках? (F₂> F₁)

Демонстрація2. До невеликої свічки знизу прикріплюють тягарець так, щоб свічка плавала у посудині з водою. Верхній кінець свічки при цьому ледь виступає над водою. Свічку запалюють. Як довго горітиме свічка?

Учні зазвичай відповідають, що вона дуже скоро згасне. Однак спостерігаємо, що свічка горить фактично до кінця. При горінні зменшується маса свічки, архімедова сила стає більшою порівняно із силою тяжіння і виштовхує свічку на поверхню (до нової рівноваги між F_т і  F_а). повернемося до демонстрації з блюдцем. Учні пропонують свої варіанти пояснення цього досліду. Зупиняємося на правильному: при опусканні блюдця дном на поверхню води об’єм зануреної частини більший, ніж у випадку опускання ребром, тому архімедова сила більша в першому випадку. (з цього досліду пояснюється, як плавають кораблі, чому вони не тонуть)

Демонстрація 4. На столі є посудина з водою і дві кульки однакового об’єму.  Одна кулька дерев’яна, друга стальна. Зануримо обидві кульки у посудину з водою. Що ви спостерігаєте? (дерев’яна кулька спливає, а металева - тоне). Давайте з’ясуємо причину різної поведінки кульок. (учень біля дошки виконує малюнок і пояснює:  на дерев’яну кульку  дві сили: F_а=ρ_рgv_т, вона напрямлена вгору і сила тяжіння F_т=ρ_тgv_т , вона напрямлена перпендикулярно до поверхні Землі. Густина тіла менша, ніж густина води, отже сила тяжіння, що діє на кульку, буде меншою за силу Архімеда. Рівнодійна двох сил напрямлена в бік більшої сили. Виходить, що рівнодійна сил, які діють на дерев’яну кульку, напрямлена вгору, під дією цієї сили  тіло спливає. З металевою кулькою буде все навпаки. Густина води менша, ніж густина сталі, а тому архімедова сила менша  за силу тяжіння, рівнодійна цих сил напрямлена вниз. Під дією її тіло  тоне. Якщо архімедова сила менша за силу тяжіння, то тіло тоне). Вчитель:потрібно записати висновок (учні записують в зошитах):

- якщо архімедова сила більша за силу тяжіння F_т <  F_а , то тіло спливає; (слайд3)

- якщо архімедова сила менша за силу тяжіння F_т >  F_а , то тіло тоне. (слайд 4)

Вчитель: повернемося до формул архімедової сили і сили тяжіння. Проаналізуємо їх і дамо відповідь на запитання: від якої фізичної величини залежать числові значення сили тяжіння і сили Архімеда для одного і того самого тіла. З формул  F_а=ρ_рgv_т і F_т=ρ_тgv_т видно, що дані сили залежать лише від густини рідини і густини зануреного тіла в цю рідину. Давайте запишемо  отриманий висновок:

- якщо густина рідини більша за густину тіла, зануреного в цю рідину, то архімедова сила більша за силу тяжіння, тобто тіло спливає; (слайд 5)

- якщо густина рідини менша за густину тіла, зануреного в цю рідину, то архімедова сила менша за силу тяжіння, тобто тіло тоне. (слайд 6) Але постає ще одне запитання: як поводитиме себе тіло, густина якого дорівнює густині рідини в яку його занурюють? Проведемо ще один дослід.

Демонстрація 5. Перед учнями посудина з рідиною невідомої густини. Опустимо в цю посудину дубовий брусок. Як поводить себе брусок? (учні відповідають, що брусок опуститься до середини і зупинився. Це означає, що виштовхувальна сила і сила тяжіння рівні між собою.) користуючись таблицею густини деяких речовин, давайте вияснимо, яка рідина міститься в посудині? (густина дуба 800 кг/м³, брусок плаває в середині рідини, а це означає, що густина рідини і густина деревини однакові. Отже, густина рідини становить 800 кг/м³, таку густину має гас. ).

Висновки, які ви зробили про плавання твердих тіл у рідинах, справджуються не лише для твердих тіл, а й для рідин і газів. Перед вами є дві посудини: одна з водою, а друга з олією. Вливаємо воду в олію, що ми при цьому побачили? (учні відповідають, що олія розмістилася на поверхні води., бо густина олії менша, ніж густина води, тому олія спливає на поверхню води). 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? (учні відповідають, що у верхні шари атмосфери будуть підніматися такі гази: метан, водень, гелій, азот.)

V. Закріплення вивченого матеріалу

Учні опрацьовують матеріал в підручнику. Закріплення проводиться у вигляді гри «морський  бій». Клас можна поділити не на дві групи, а на чотири, в групі менше учнів, краще спілкуватися. Учні по черзі називають клітини, якщо вони не попали в фігуру, то черга переходить до іншої групи. Якщо група відповіла на запитання, в них є можливість ще раз «стріляти». Виграла та група, яка  більше відповіла.

- які метали можуть плавати у ртуті? Потонуть у ртуті? (користуючись таблицею густин);

- чому не можна гасити гас, що горить, заливаючи його водою?

- які тіла тонуть у воді? Які можуть плавати у воді?

- чи потоне сталева гайка в гасі? Воді? Ртуті?

- у посудину налили воду, гас і ртуть. Як розмістяться ці рідини в посудині? Чому?

- більшість водоростей має тонке гнучке стебло. Чому їм не потрібні міцні, тверді стебла?

- як будуть вести себе чадний газ і природний газ, яким наповнюють газові балони? Ці гази піднімаються в атмосферу чи «стеляться» біля поверхні Землі?

- чи створюють чадний і природній гази загрозу життю людини? Якщо так, то чому?

- тіло плаває в прісній воді, повністю занурившись в неї. Як поводитиметься це тіло при зануренні у ртуть?

- у банці, наповненій водою, на дні лежить картоплина. Що слід зробити, щоб картоплина спливла на поверхню?

Вчитель: давайте ще заслухаємо доповіді про шкідливість різних газів, а також про забруднення води Світового океану.

Учень: людина є частинкою природи і саме від неї самої залежить її власне життя, його довкілля. Забруднюючи атмосферу і водний простір атмосфери:  забруднення дрібними крапельками сульфатної й азотної кислот, сажею, пилом, радіоактивними речовинами, тютюновим димом. Такої атмосфери, яку створює для себе той, хто палить, немає в жодному суперзабрудненому промисловому центрі. Людина, що палить, вдихає повітря, забруднення якого в 384000 разів перевищує всі допустимі норми. У тютюновому димі, крім слабкого наркотику – нікотину – міститься цілий «букет» (близько 200) особливо отруйних речовин, таких, як чадний газ, бенспрірени  (речовини, що спричинюють рак легень) та багато інших. Учені кажуть, що вдихати тютюновий дим у 4 рази шкідливіше, ніж вихлопні гази безпосередньо з вихлопної труби автомобіля. Щорічно від хвороб, спричинених палінням, помирає 1,5 млн. людей.

Учень: я вам розповім, як забруднюються води Світового океану нафтою і нафтопродуктами, бо вони належать до найшкідливіших забруднювачів Світового океану. У результаті втрат під час добування нафти з морських родовищ, аварій танкерів, берегового стоку їх щорічно потрапляє в океан 5-10млн тонн. Так, внаслідок аварії танкера «Екссон  валдіз», що сталося поблизу Аляски в море вилилося 40000т нафти. Величезні нафтові плями були рознесені морськими течіями і вітром далеко від місця аварії, забруднивши значні ділянки узбережжя і спричинивши загибель тисяч тюленів, морських птахів, риби. Нафтова плівка на поверхні пригнічує життєдіяльність морського фітопланктону, порушує тепло- і вологообмін між океаном і атмосферою, губить мальків риб та інші морські організми. Проблема захисту Світового океану нині стала однією з найактуальніших, вона стосується всіх країн. З огляду на це ООН  розроблено і прийнято кілька важливих угод, що регулюють судноплавство, рибальство, добування корисних копалин із морських глибин. Найвідомішою є угода, підписана більшістю країн світу в 1982р, що дістала назву «Хартія морів». Україна також прийняла ряд законів для правового вирішення проблеми збереження навколишнього середовища.

VІ.  Підсумок уроку

Вчитель: сьогодні ви усвідомили, яке велике значення в життєдіяльності людини має екологія середовища, в якому ми живемо, завдяки вивченню сьогоднішньої теми. Ви дійшли висновку, що однією з основних проблем людства є збереження природи. (вчитель проводить оцінювання).

VІІ. Домашнє завдання

- вивчити: плавання тіл.

- провести спостереження і дати відповідь на запитання: «Чи забруднюється озеро в нашому селі? Що є джерелом забруднення?»