Урок "Виштовхувальна сила. Закон Архімеда. Умови плавання тіл"

Урок. Виштовхувальна сила. Закон Архімеда. Умови плавання тіл.

Мета уроку: сформувати поняття про Архімедову силу, ознайомити учнів з законом  Архімеда, формувати вміння застосовувати закон Архімеда під час розв’язування типових задач; з'ясувати умови, за яких можливе плавання тіл; показати практичне застосування  закону Архімеда;

розвивати логічне мислення, пам'ять, навики виконання та осмислення експерименту;

виховувати вміння висловлювати свої думки в усній та письмовій формі, впроваджувати екологічне виховання.

Обладнання: відерце Архімеда,склянка з водою, терези, важки однакового об’єму і різного, динамометри;

                        комп’ютер, мультимедійний проектор,екран;

                        смайлики.

Тип уроку:    вивчення нового матеріалу.

Форма уроку: урок – дослідження.

                                                Хід уроку.

І. Етап орієнтації.

Учитель. Добрий день. Я рада бачити всіх присутніх. Чи доводилось вам, дорогі учні, бачити радісні обличчя ваших друзів, які досягли якогось успіху?

Учні.  Звичайно, так!

Учитель.  Але для того щоб досягти  успіху, треба багато і наполегливо працювати. Попрацюємо і ми під девізом: « Не соромно не знати, соромно не вчитися». Так говорить народна мудрість.

ІІ. Покладання мети.

     Сьогодні я вас запрошую  уявно перенестися до міста Сиракузи. Ви познайомитеся : з життям та працями відомого вченого Давньої Греції – Архімедом.

    Існує легенда, що ідея відкриття  з яким сьогодні ознайомимося, прийшла до Архімеда, коли він приймав ванну. З вигуком « Еврика» він вискочив з ванни  і побіг записувати наукову істину. А в чому суть її нам сьогодні необхідно вияснити.

Записуємо тему уроку: « Виштовхувальна сила. Закон Архімеда. Умови плавання тіл.» 

Виходячи з теми уроку, що б ви хотіли сьогодні вивчити, про що дізнатися?

( учні висловлюють думки)

Сьогодні ми:

• Сформуємо поняття про виштовхувальну силу;
• Ознайомимось із законом  Архімеда та  практичним його застосуванням;
• З’ясуємо умови плавання тіл;

А працювати будемо за планом ( план на дошці).

     Але перш ніж мандрувати необхідно підготуватися до походу. Вияснимо чи знаєте ви…?

Мозковий штурм.

• Що називається силою? ( фізична величина, яка є мірою взаємодії тіл і є причиною зміни швидкостей тіл або їх частин)
• Позначення сили та її одиниці вимірювання?
• Які ви знаєте види сил?
• Позначення, одиниці вимірювання ваги?
• Напрям дії сили тяжіння?
• Формула для обчислення сили тяжіння, ваги?
• Що називається густиною? Формула густини.
• Позначення густини та її одиниці вимірювання?
• Позначення та одиниці вимірювання об’єму.

ІІІ. Етап проектування.

1. Ознайомлення  із життєвим шляхом та досягненнями Архімеда.
2. Формування  поняття про виштовхувальну силу.
3. Ознайомлення із законом Архімеда.
4. Вивчення умов плавання тіл.
5. Практичне застосування закону.

ІV. Організація виконання плану.

Бачу, що можна вас взяти в дорогу. Отож мандруємо  далі.

    Хто ж такий Архімед, який залишив такий яскравий слід в науці? ( фото) Народився Архімед в 287 році до н. е. в місті Сиракузи на острові Сицилія. Архімед одержав гарну освіту від свого батька – астронома. В юнацтві провів декілька років в Александрії. Це послужило розвитку його надзвичайних здібностей. В Сицилію повернувся зрілим вченим. Він прославився багаточисленними науковими працями в області фізики і геометрії.

   Останні роки життя Архімед був у м. Сиракузи, обложеним римським флотом і військом. Він побудував багато дивовижних бойових машин, які топили ворожий флот, розносячи їх на друзки, знищували ворожих солдат, наводячи на них панічний страх. Існує легенда, що за допомогою дзеркал Архімед підпалив кораблі римлян. Однак дуже малим було військо захисників міста і в 212 р. до н. е. Сиракузи були взяті. Дуже прикро, що загинув Архімед.

   Фото, звучить музика

     Діти, ви скучили за літом? … Уявіть себе на березі рідного Інгульця. Тепло, сонячно, пташки співають, вода хлюпочеться, і ви купаєтесь. На мілині ви обіперлися на руки. Ноги витягнули вперед підняли і хлюпочитеся у воді. А чи змогли ви б цю вправу зробити на березі?

…   … ….

Дослід 1.

    Киньте корковий кубик у склянку з водою і спробуйте його занурити у воду. Що відбувається, чому? … … …

Те ж саме ви спостерігали граючись з м’ячем у воді.

Висновок: на тіло з боку води діє сила, яка його виштовхує з води. Цю силу називають виштовхувальною силою.

Сила напрямлена вгору. Вперше виштовхувальну силу розрахував Архімед. Тому цю силу називають Архімедовою силою.

Демонстрація 1.

     Зробимо дослід , для цього візьмемо: відерце Архімеда, пружину із стрілкою підвішеною до штативу, відливну посудину, склянку.

 

1. Підвішуємо відерце за дужку до пружини, а до відерця – вантаж. Пружина розтягнулася. Відмітимо положення краю пружини крейдою.
2. Зануримо вантаж в склянку з водою.

 

Питання до класу: Що ми спостерігаємо? ( пружина скоротилася, вантаж виштовхується з води)

   Так, на вантаж, окрім сили тяжіння,  діє сила, яка називається виштовхувальна  або архімедова. Унаслідок дії сили Архімеда пружина стискається і стрілка підніметься вище мітки( відмітимо крейдою її положення), а вода, яка витісниться вантажем зіллється в посудину.

3. Почнемо заповнювати водою відерце, адже об’єми важка і відерця рівні. Пружина поступово  буде розпрямлятися. Коли відерце заповниться повністю водою, пружина повернеться в початковий стан точно на першу мітку.

Висновок: отже виштовхувальна сила, що діє на тіло, дорівнює вазі рідини в об’ємі цього тіла.

 

Дослід 2. (учні виконують дослід за партами в парах, один учень робить записи біля дошки.)

                   Визначити силу Архімеда.

1. Підвісити тіло до динамометра.

2. Записати покази динамометра.

3. Зануримо тіло в рідину. Запишемо покази динамометра.

4. Визначимо різницю показань динамометра. Одержане значення і буде силою Архімеда.

F₁ = …                                             F_А = F₁- F₂

F ₂ =…

 

 

  Ті ж самі процеси будуть відбуватися і в газах.

 

Розв’язування завдань паралельно.

 

1.   А зараз сформулюємо самостійно закон Архімеда. Для цього вам необхідно заповнити відповідні пропуски.

 

 

На тіло, _занурене__________ в рідину  або газ, діє_виштовхувальна___________ сила, яка дорівнює_вазі___________ рідини або газу,   . витісненої……………. цим тілом.

(Діти звіряють правильну відповідь з підручником.)
 

2. Дослідимо від чого залежить виштовхувальна сила?

( учні одержують картки із завданнями)

 

Перша ініціативна група дослідників ( 2 учня)

Дослід 3.

Два тіла різного об’єму і однакової маси зануримо у одну і ту ж рідину. Спостерігаємо.…( діти розповідають про побачене)

Друга ініціативна група дослідників( 2 учня)

Дослід 4

Зануримо два тіла однакового об’єму в різні речовини. Спостерігаємо…

Висновок: виштовхувальна сила залежить від густини рідини та об’єму цього  тіла.

Запишемо формулу для обчислення виштовхувальної сили.

F = gρ_рV_т

Розв’яжемо задачу на обчислення виштовхувальної сили.

Задача. Визначте виштовхувальну силу, яка діє на камінь об’ємом 1,6 м³ у морській воді.

Проблемне запитання.

    Чи задумувались ви над тим: чому маленький цвях тоне у воді. А велике судно ні?

Дослідимо дане питання. Вияснимо умови плавання тіл.

А) співвідношення між силою тяжіння та силою Архімеда.

       F_А > F_Т                               F_А= F_Т                               F_А < F_Т                                                                                                                                     

 

 

Б) співвідношення між густиною рідини та густиною  тіла.

  ρ_р  >  ρ_т                                    ρ_р =  ρ_т                                 ρ_р  <  ρ_т

плаває на поверхні           плаває в середині рідини          тоне

Цікавий  дослід 5.

Кинемо яйце у чисту воду, а потім у солону. Поясніть побачене.

Бліц - турнір

Вчитель. А зараз запрошую вас взяти участь у бліц турнірі. Працювати будемо трьома командами. За кожну правильну відповідь ваша команда одержить смайлик.

Помічниками у мене будуть:

• Коментатори – літератори;
• Коментатори – біологи.

Фото – задача 1.                        

 

Учитель. Якось я переглядала фотоальбом і мені зустрілося ось це фото. Дайте відповідь: де відбуваються події?

… … …

     Письменник Марк Твен, який відвідав це море, кумедно описує ті відчуття, які він і його супутники пережили.

Марк Твен ( коментатор – літератор)

     «Це було кумедне купання! Ми не могли потонути. Тут можна простягнутися на воді на всю свою довжину, лежачи на спині і склавши руки на грудях, до того ж, більша частина тіла буде над водою. Можна зовсім підвести голову… Ви можете лежати зручно на спині, підвести коліна до підборіддя й охопити їх руками. Кінь не може плавати і навіть стояти у Мертвому морі, він відразу лягає на бік…».  

 

Фото - задача 2                                            

Коментатор – біолог

 

                                     Обростання морських суден

      У Чорному морі біля причалу стояла баржа, дуже довго стояла. А потім раптом потонула. Вирішили що в старої баржі була пробоїна. Але виявилося, що її потопили… мідії, водорості, морські жолуді, вусоногі рачки. Їх стільки налипло на днище й борти, що баржа стала масивнішою на кілька тонн. Обростання морських суден завдає великої шкоди: судна втрачають швидкість, використовують зайве пальне, гірше слухаються керма. І щоб цього не відбулося, днища кораблів фарбують особливою фарбою.

•  Що відбувалося з виштовхувальною силою, коли баржа тонула?

 

Фото 3                ( Коментатор – біолог)

Перейти на сайт с картинкой

Загрузка картинки... Открыть на сайте

Посиделки с осьминогомПерейти на сайт с картинкой

Загрузка картинки... Открыть на сайте

Посиделки с осьминогомПерейти на сайт с картинкой

Загрузка картинки... Открыть на сайте

Посиделки с осьминогом             Перейти на сайт с картинкой

Загрузка картинки... Открыть на сайте

Посиделки с осьминогомПерейти на сайт с картинкой

Загрузка картинки... Открыть на сайте

Перейти на сайт с картинкой

Загрузка картинки... Открыть на сайте

                                           Місто восьминогів.

      На плоскому дні Атлантичного океану аквалангісти знайшли… місто восьминогів.

       У цьому надзвичайному місті безліч будинків. І побудували їх восьминоги. Дахом слугував плоский камінь масою 1 пуд ( пуд=16 кг). Бічні стінки теж із каменів і уламків цегли. Під дахом – заглибина, у якій сидить господар будинку. Перед ним вал із черепків, панцирів крабів і раковин. Восьминіг сидить нерухомо й стежить за людьми сонними очима. Коли людина наближається, восьминіг рукою – щупальцем присуває весь мотлох до себе і закриває вхід – « замикає двері будинку». Для зведення своїх будинків восьминоги приносять камені в 20 разів важчі від їхньої ваги.

• Чому основним будівельним матеріалом у восьминога є камінь? 
•         Фото 4      

 Учитель. Чому горіхи кокосових пальм не тонуть у воді, а з течіями досягають далеких материків?

 

Фото 5            

Вчитель. Чому великі листки вікторії не тонуть у воді?

Коментатор – біолог. Вантажопідйомність та міцність латаття забезпечують не лише його розміри, а й міцні ребра, розташовані на його нижнтому боці. Ці ребра наповнені повітрям, як поплавки підтримують його на поверхні.

 

Практичне застосування сили Архімеда.

Вчитель. Де ж на практиці людина використокує знання про виштовхувальну силу та умови плавання сил?

А) - Піднімаєте воду з колодязя, вам допомагає сила Архімеда;

           В повітрі діє теж сила Архімеда. Різниця в тому, що густина повітря менша ніж густина води; отже і виштовхувальна сила у повітрі менша ніж у воді.

          Б) Робота з підручником.

Опрацювавши матеріал §31, ст.. 114, виясніть які прилади використовують для дослідження верхніх шарів атмосфери, принцип їх дії.

          В) Екологічне повідомлення.

Учень - еколог

     Останнім часом набуває катастрофічних розмірів забруднення Світового океану нафтопродуктами та іншими шкідливими домішками. Це призводить до загибелі знаної кількості птахів та ссавців. Тому очищенню стічних вод приділяється багато уваги. На умовах плавання тіл ґрунтується дія очисних обладнань – нафтопасток. Густина нафти менша за густину водо. Тому вона спливає на поверхню води. Нафтові плями за допомогою спеціального обладнання відгороджують від чистої води, стягують у менші площі і посипають спеціальним порошком, який вступає з нафтою в реакцію, знешкоджуючи її.

V. Усвідомлення досягнення мети.

Підходить урок до закінчення, всі добре попрацювали.

І зараз давайте пограємо в гру « Який я молодець.»

Пропоную почати з мене.

• Яка я молодець, що попрацювала  сьогодні з такими гарними, розумними дітьми.

Мандруючи містом Сиракузи, чи досягли ви успіху? Чи справдилися ваші сподівання?

(Учні висловлюють думки… … …)

- ми ознайомилися з силою Архімеда,

- …дізналися як вона виникає;

- … чому вона дорівнює, куди направлена і як її можна розрахувати;

-  …від яких чинників залежить, від яких не залежить;

-  …як її можна визначити експериментально;

- вияснили практичне її застосування;

- пов’язали матеріал з екологією.

Робота з підручником. Знайти головні визначення, закон Архімеда.

Які трудощі виникли у вас?

Що вам сподобалось на уроці?

 

Домашня робота. Опрацювати: § Виштовхувальна сила. Закон Архімеда. Умови плавання тіл.Творче завдання: упорядкувати збірочку якісних задач на виштовхувальну силу.

VІ. Оцінювання учнів.