Урок "Виштовхувальна сила. Закон Архімеда".

КЗО «Загальноосвітня санаторна школа-інтернат №3»ДОР»

 

 

 

 

 

 

Відкритий урок фізики з теми:

 

Виштовхувальна сила. Закон Архімеда

Підготувала вчитель фізики Кириченко С.А.

 

 

 

Дніпро 2017

Тема уроку : “Виштовхувальна сила. Закон Архімеда.”

 Урок  у 7-Б класі  

Цілі уроку:

навчальні: з’ясувати причини виникнення виштовхувальної сили в рідинах та газах; пояснити причину її походження;

розвивальна: розвивати уявлення учнів про дію різних сил у природі;

виховна: виховувати в учнів прагнення до пошуку під час розв’язування задач, що ставить перед нами життя.

Тип уроку: комбінований.

Технічні засоби: комп`ютер, телевізор, презентація, відео фрагменти.

 Обладнання: м’яч, прозора посудина з водою, динамометри, склянки з простою і солоною водою, важіль, металеві циліндри, картоплини різного розміру, “відерце Архімеда”,мензурка з водою,скляні пробірки, скляна трубка, відливна посудина.

Епіграф: «Розум – це не тільки знання, а й уміння застосовувати ці знання на ділі»                                                                                   

Аристотель

                                   Структура уроку :

І Організаційна частина:

   1.1 Етап мотивації-2 хв.

ІІ Актуалізація опорних знань учнів:

   2.1 Розгадування кросворду-3 хв.           

ІІІ Вивчення нового матеріалу:

   3.1 Створення проблемної ситуації-1 хв.

   3.2 Конкурс дослідників-10 хв. 

   3.3 Причини виникнення виштовхувальної сили (вивод формули)-3 хв.

IV. Фізкультхвилинка – 3 хв.

V.  Закріплення нового матеріалу:

   5.1 Конкурс знавців - 5 хв.

   5.2 Тимчасова самостійна робота з вибором правильної відповіді - 8 хв.  

VI.  Підсумки уроку:

   6.1 Оголошення оцінок - 2 хв.

   6.2 Запис домашнього завдання - 2 хв.

 

                                                    ХІД     УРОКУ.   

        І Організаційна частина.

                  1.1    Етап мотивації

     Шановні колеги! Ні, я не помилилась. Сьогодні ви не учні 7-го класу, а мої колеги-фізики – дослідники дії рідини на занурене тіло, тому що нині цій проблемі присвячена наша наукова робота. Сьогодні ми з вами відкриваємо по новому закон Архімеда.

     Але спочатку повторимо матеріал, необхідний нам для роботи на уроці.

     У вас на парті лежать картки самооцінки. На кожному етапі уроку вам потрібно оцінити свої знання.

Етап уроку	Загальний бал	Бал учня
І. Конкурс теоретиків	4
ІІ. Конкурс дослідників	4
ІІІ. Причини виникнення виштовхувальної сили (вивод формули)	2
ІV. Конкурс знавців. Винаходи Архімеда.	2
V. Plickers – самостійна робота з вибором правильної відповіді	12
Загальна кількість	24

ІІ Актуалізація опорних знань учнів.

                  2.1  Конкурс теоретиків полягає в розгадуванні кросворду.                                                                    

                                                                                          

 

 

 

 

 

 

1 Ім’я якого вченого носить закон, який говорить «Тиск рідин передається у всі боки однаково?»(Паскаль)

2 Прилад для вимірювання сили.(Динамометр)

3 Явище зміни з плином часу положення тіла в просторі відносно інших тіл.(Рух)

4 Тверде тіло,яке може обертатися навколо нерухомої осі.(Важіль)

5 Математична величина,яка характеризується добутком довжини,ширини і висоти.(Об’єм)

6 Прилад для вимірювання атмосферного тиску.(Барометр)

7 Агрегатний стан,в якому перебуває вода.(Рідина)

Слово,яке можна прочитати по вертикалі кросворду вказує на автора, закон якого ми вивчимо. Відкрили зошити і записали тему уроку: “Виштовхувальна сила. Закон Архімеда.”

ІІІ Вивчення нового матеріалу.

                  3.1 Створення проблемної ситуації

Чому м'яч, який занурили у воду й відпустили, вискакує над поверхнею води? Чому важкий камінь, який на суходолі не можна зрушити з місця, легко підняти під водою? Чи правда, що людина у воді перебуває в стані невагомості? Відповіді на всі ці запитання ви отримаєте через декілька хвилин.

Дослід1 (демонструє вчитель). Якщо занурити у воду м` яч і випустити там його з рук,він спливає. Чому? Зануримо тепер у цю ж рідину циліндр. Тіло потонуло. Чи діє сила в цьому разі? Підвісимо тепер цей же циліндр до пружини, спостерігаємо її  розтяг. Потім зануримо його у воду, виявляємо скорочення пружини.(Забираємо воду і показуємо,що таке саме скорочення пружини можна дістати, діючи на це тіло знизу вгору.) Чому? Подіяла сила,яка виштовхнула м` яч з рідини. У фізиці її так і називають виштовхувальною силою Fв.

 

 

 3.2  Конкурс дослідників

А тепер з’ясуємо від чого залежить виштовхувальна сила.

 Не забувайте дотримуватися правил техніки безпеки при роботі з динамометром, скляним посудом, рідинами. Будьте охайними та уважними.

 Фронтальний експеримент №1

Мета:на досліді виявити виштовхувальну силу,що діє на занурений в рідину циліндр,визначити цю силу та з’ясувати, як вона залежить від густини рідини.

 1 Визначити вагу тіла в повітрі Р₁.

 2 Визначити вагу тіла у воді Р₂.

 3 Обчислити значення  сили, користуючись виразом:  F_в=Р₁-Р₂.

                                   4  Визначити вагу тіла в солоній воді Р₃.

 5 Обчислити значення  сили,користуючись виразом:  F_в = Р₁-Р₃

                                  6 Порівняйте значення виштовхувальних сил та зробіть висновок.

Висновок (записати в зошит): виштовхувальна сила залежить від густини рідини, в яку занурюють тіло. Чим більша ця густина,тим більша виштовхувальна сила. Якщо ρ₁>ρ₂, то F_в1> F_в2

 Виконуючи наступний дослід встановимо ще одну залежність.

                                   Фронтальний експеримент №2

Мета:на досліді виявити виштовхувальну силу,що діє на занурене в рідину тіло,визначити цю силу та з’ясувати,як вона залежить від об’єму зануреного тіла (тіла різного розміру).

 1 Визначити вагу меншого тіла в повітрі Р₁.

 2 Визначити вагу меншого тіла в рідині Р₂.

 3 Обчислити значення F_в=Р₁-Р₂.

 4 Визначте вагу більшого тіла в повітрі Р₃.

 5 Визначте вагу більшого тіла в рідині  Р₄.

 6 Обчислити значення: F_в=Р₃-Р₄.

 7 Порівняйте значення виштовхувальних сил  та зробіть висновок.

Висновок (записати в зошит): виштовхувальна сила залежить від об`єму зануреної частини тіла. Чим більший об` єм, тим більша виштовхувальна сила.

Виштовхувальну силу ще будемо називати архімедовою, на честь давньогрецького  вченого Архімеда,що жив в ІІІ ст.. до н. е. і вперше розрахував величину цієї сили.

Перегляд мультиплікаційного фільму про Архімеда.

              3.3  Причини виникнення виштовхувальної сили.

На всі тіла,занурені в рідину діє Fв,і на ті що плавають і на ті,що тонуть. З’ясуємо причину виникнення цієї сили. Обчислимо значення Fв для кубика,зануреного в рідину. Сили,з якими вода діє на бічні грані бруска,будуть рівні й зрівноважують одна одну. Під дією цих сил тіло тільки стискається. А сили, що діють на верхню і на нижню грані,неоднакові. На верхню грань тисне зверху із силою F1 стовп рідини висотою h1.На рівні нижньої грані тіла тиск створює стовп рідини висотою h₂. Але  h₂ > h₁,слідує  F₂ > F₁. Тому тіло виштовхується з рідини із силою:

Fв= F₂-F₁= P₂S₂-P₁S₁ = pgh₂s₂-pgh₁s₁=pgs(h₂-h₁);

h=h₂-h₁; s=s₁=s₂; sh=v, де pv-маса рідини в об’ємі кубика. Тому, виштовхувальна сила виникає внаслідок того, що тиск рідини на різні ділянки поверхні неоднаковий.

  F_a=ρ _рідини gv _{зануреного тіла} 

                Закон Архімеда: на тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, що напрямлена вертикально вгору і дорівнює вазі рідини або газу в об’ємі зануреної частини тіла.

У невагомості ваговий тиск рідини відсутній, тиск рідини в усіх точках однаковий. Тому в умовах невагомості ця сила не діє.

 

     Дослід 4 (демонструє вчитель). Взяти спеціальний прилад-відерце Архімеда. До пружини підвішують відерце,а до нього - циліндр. Стрілку-покажчик на пружині встановлюють проти самого покажчика на штативі. Увагу учнів фіксують на таких моментах:

    ємкість відерця дорівнює об’єму циліндра;

    при зануренні тіла в рідину пружина скорочується,стрілка-покажчик на пружині піднімається вгору;

    занурене тіло витісняє у відливну посудину деякий об’єм рідини. Цей об’єм води дорівнює об’єму тіла. Потім витіснену тілом воду виливають з відливної посудини у відерце. Відерце заповнюється водою,при цьому пружина розтягується до початкової довжини; стрілки-покажчики на пружині і штативі знову збігаються.

ІV. Фізкультхвилинка.

V.  Закріплення нового матеріалу.

         5.1  Конкурс знавців. Винаходи Архімеда.

 Учні по черзі з кожної команди називають винаходи та наукові відкриття,які зробив Архімед.

Наприклад, винайшов машини для зрошення полів, гвинта, важелів, блоків і гвинтів для підняття великих вантажів, військових кидальних машин.

Архімед запропонував поняття центра ваги,визначив положення центра ваги багатьох тіл і фігур, математично вивів закони важеля, заклав основи гідростатики.

Учні розповідають про судноплавство та повітроплавання.

           5.2 Plickers – самостійна робота з вибором правильної відповіді.

 Учні відповідають  на 12 питань,вибираючи лише одну правильну відповідь. Додаток 1.

             VІ.    Підсумки уроку

             6.1 Оголошення оцінок.

             6.2 Запис домашнього завдання:

 Параграф  27,вивчити; виконати вправу № 27(3,4)

 Виконати експериментальну задачу: обчислити густину картоплини, використовуючи закон  Архімеда.

 

 

      Додаток 1.                             

              Тимчасова самостійна робота з вибором  правильної  відповіді.                                                                                   

                                                                          А                             Б                            В                                                                                              

 

1	Формула сили Архімеда...	F = mg	F = рgv	P =  рgh
2	Виштовхувальна сила більша в рідині…	з більшою густиною	з меншою густиною	не зале- жить від густини
3	Більша виштовхувальна сила діє на тіло, в якого…	об` єм менший	об` єм більший	не зале- жить від об`єму
4	Закон Архімеда в умовах невагомості…	не залежить від умов	діє	не діє
5	Виштовхувальна сила Архімеда  напрямлена…	вниз	вгору	по колу
6	Сила Архімеда дорівнює..	вазі витісненої рідини	вазі тіла	силі тяжіння
7	У якій воді легше плавати:у морській чи річковій?	у річковій,бо менша густина	однаково	у морсь- кій, бо біль- ша густина
8	Собака легко рухає потопаючого у воді,однак на березі не може його зрушити з місця. Чому?	потопаючий допомагає собаці у воді	у воді вага людини зменшується	у воді вага людини збільшується
9	Що важче утримати у воді: цеглину чи шматок заліза, якщо вони однакової маси?	шматок заліза важче утримати	цеглину важче утримати	однаково
10	Чи однакова  архімедова сила діє на одне і те ж тіло,занурене у воду, на Землі і на Місяці?	не однакова	однакова	на Місяці архімедова сила не діє
11	Першокласник пірнув на глибину 3 м.,а десятикласник на 1м.Кого сильніше виштовхує вода?	десятикласника	однаково	першокласника
12	Чому неможливо погасити палаючий гас водою?	Густина гасу більша за густину води	Гас буде спливати на поверхню води і горіти	Велика температура  гасу.

Додаток 2. 

Картка самооцінки

Учня (учениці)___________________________________________________________________________

 

Етап уроку	Загальний бал	Бал учня
І. Конкурс теоретиків	4
ІІ. Конкурс дослідників	4
ІІІ. Причини виникнення виштовхувальної сили (вивод формули)	2
ІV. Конкурс знавців. Винаходи Архімеда.	2
V. Plickers – самостійна робота з вибором правильної відповіді	12
Загальна кількість	24

Додаток 2. 

Картка самооцінки

Учня (учениці)___________________________________________________________________________

 

Етап уроку	Загальний бал	Бал учня
І. Конкурс теоретиків	4
ІІ. Конкурс дослідників	4
ІІІ. Причини виникнення виштовхувальної сили (вивод формули)	2
ІV. Конкурс знавців. Винаходи Архімеда.	2
V. Plickers – самостійна робота з вибором правильної відповіді	12
Загальна кількість	24

 

Додаток 2. 

Картка самооцінки

Учня (учениці)___________________________________________________________________________

 

Етап уроку	Загальний бал	Бал учня
І. Конкурс теоретиків	4
ІІ. Конкурс дослідників	4
ІІІ. Причини виникнення виштовхувальної сили (вивод формули)	2
ІV. Конкурс знавців. Винаходи Архімеда.	2
V. Plickers – самостійна робота з вибором правильної відповіді	12
Загальна кількість	24