Урок физики в 7-м классе Условия плавания тел

Задачи урока:

Добиться усвоения учащимися условий плавания
тел на основе изученного понятия об архимедовой
силе. Развивать умения учащихся определять
архимедову силу с помощью динамометра и мерного
стакана, делать выводы по результатам
экспериментальных заданий.

Показать использование условий плавания тел в
технике, в народном хозяйстве.

Развивать творческую активность, творческие
способности учащихся.

Я буду умным,

Я буду знающим,

Я буду стараться

И все получится!

Ход урока

1. Учит.:

- Ребята, нам известно о действии жидкости и
газа на погруженное в них тело, мы изучили
условия плавания тел. Тему сегодняшнего урока мы
узнаем, решив кроссворд.

По горизонтали:

1. Единица деления. 2. Единица массы. 3. Кратная
единица массы. 4. Единица площади. 5. Единица
времени. 6. Единица силы. 7. Единица объема. 8.
Единица длины.

Ответы:

1. Паскаль. 2. Килограмм. 3. Тонна. 4. Квадратный
метр. 5. Час. 6. Ньютон.

7. Литр. 8. Метр.

2. Учит.:

- На предыдущих уроках мы познакомились с
действием жидкости на тела, погруженные в неё.
Какая сила возникает при погружении тела в
жидкость?

Уч: Архимедова сила.

Учит: Куда направлена эта сила?

Уч: Она направлена вертикально вверх.

Учит: От чего зависит архимедова сила?

Уч: Архимедова сила зависит от объёма тела и от
плотности жидкости.

Учит: А если тело не полностью погружено в
жидкость, то как определяется архимедова сила?

Уч: Тогда для подсчета архимедовой силы надо
использовать формулу FA = ж g V, где V – объем той
части тела, которая погружена в жидкость.

Учит: Какими способами можно на опыте
определить архимедову силу?

Уч: можно взвесить жидкость, вытесненную телом,
её вес и будет равен архимедовой силе. Можно
найти разность показаний динамометра при
взвешивании тела в воздухе и в жидкости, эта
разность тоже равна архимедовой силе. Можно
определить объем тела с помощью линейки или
мензурки. Зная плотность жидкости, объем тела,
можно вычислить архимедову силу.

Учит: Итак, мы знаем, что на всякое тело,
погруженное в жидкость, действует архимедова
сила. Но одни тела плавают в жидкости, другие
тонут, а третьи всплывают на поверхность. Почему?
Сегодня мы выясним это.

Запишите в тетради тему урока — “ Условия
плавания тел”.

Попробуем все сведения об условиях плавания
тел получить из опыта. Мы с вами уже так поступали
при изучении силы трения. Только тогда все
выполняли одинаковые опыты – одни и те же
задания, а сегодня каждая группа получит своё
задание. После выполнения заданий мы обсудим
полученные результаты и выясним условия
плавания тел. Внимательно прочитайте задания в
учебнике, постарайтесь не отвлекаться, на
выполнение задания вам даётся 15 минут. Все
результаты записывайте в тетрадь. Если возникнут
вопросы, поднимите руку.

(Ребята получают карточки с заданиями и
оборудование для их выполнения — 7 вариантов.
Варианты заданий не одинаковы по уровню
трудности: первое – наиболее простое, 6 и 7 –
сложнее. Они даются соответственно уровню
подготовки.)

Первый вариант

: понаблюдать, какие из
предложенных тел тонут и какие плавают в воде;
найти в таблице учебника плотности,
соответствующих веществ и сравнить с плотностью
воды. Результаты оформить в виде таблицы.


Плотность жидкости Плотность вещества Тонет или нет

Для выполнения этого задания нужен сосуд с
водой и набор тел: стальной гвоздь, фарфоровый
ролик, кусочки свинца, алюминия, органического
стекла, пенопласта, пробки, парафина. Тела
находятся в коробке с перегородками, в каждой
ячейке указано название вещества.

Второй вариант:

сравнить глубину погружения
в воде деревянного и пенопластового кубиков
одинаковых размеров; выяснить, отличается ли
глубина погружения деревянного кубика в
жидкости разной плотности. Результат опыта
представить на рисунке.

Для проведения опыта нужны два сосуда (с водой и
с маслом), деревянный и пенопластовый кубики.

Третий вариант:

сравнить архимедову силу,
действующую на каждую из пробирок, с силой
тяжести каждой пробирки; сделать вывод на
основании результатов опытов.

При выполнении этого задания используются
мензурка, динамометр, две пробирки с песком
(пробирки с песком должны плавать в воде,
погрузившись на разную глубину).

Четвертый вариант:

заставить картофелину
плавать в воде. Объяснить результаты опыта. Для
выполнения задания используется сосуд с водой,
пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина
средней величины.

Пятый вариант:

добиться, чтобы кусок
пластилина плавал в воде. Пояснить результаты
опыта.

Для выполнения задания потребуются сосуд с
водой и кусок пластилина.

Шестой вариант:

выяснить, изменится ли
глубина погружения пробирки в воду, если: а)
пластилин положить внутрь пробирки; б)
прикрепить его ко дну пробирки снаружи.

При выполнении задания используются сосуд с
водой, пробирка, кусок пластилина.

Седьмой вариант:

выяснить, какой груз может
поднять плот (кусок пенопласта) в воде.

Для проведения опыта из пенопласта заранее
вырезают небольшой прямоугольный
параллелепипед и подбирают несколько тел разной
массы.

Пока учащиеся выполняют задания, наблюдаю за их
работой, оказываю необходимую помощь. Поскольку
ответы ребят будут использоваться при изложении
нового материала, намечаю, в какой
последовательности они будут отчитываться.

Учит: Заканчиваем работу, приборы отодвиньте на
край стола. Переходим к обсуждению результатов.
Сначала выясним, какие тела плавают в жидкости, а
какие – тонут.

(Отвечают в основном ребята, выполнявшие
задания первого варианта. Один из них называет те
тела, который тонут в воде, другой – тела, которые
плавают, третий сравнивает плотности тел каждой
группы с плотностью воды. После этого все вместе
делают вывод.)



Если плотность вещества, из которого
изготовлено тело больше плотности жидкости, то
тело тонет. А если плотность вещества меньше
плотности жидкости, то тело плавает.

(Выводы записываются на доске и в тетрадях.)

Что произойдет с телом, если плотности жидкости
и вещества будут равны? Этот вопрос мы пока мы
пока оставим открытым, а несколько позже
вернемся к нему.

Посмотрим, как ведут себя тела, плавающие на
поверхности жидкости. Некоторые ребята
рассматривали, как ведут себя тела,
изготовленные из дерева и пенопласта в одной и
той же жидкости. Что они заметили?

Уч: Глубина погружений тел разная. Пенопласт
плавает почти на поверхности, а дерево немного
погрузилось в воду.

Учит: Что можно сказать о глубине погружения
деревянного бруска, плавающего на поверхности
воды, масла?

Уч: В масле брусок погружался глубже, чем в воде.

Учит: Таким образом, глубина погружения тела в
жидкость зависит от плотности жидкости и самого
тела. Запишем этот вывод.

Теперь выясним, можно ли заставить плавать
тела, которые в обычных условиях тонут в воде,
например картофелину или пластилин. Посмотрим
опыт. Бросим эти тела в воду (проводится
демонстрация). Что вы наблюдаете?

Уч: Они тонут в воде.

Учит: А у Леши картофелина в воде плавает. В чем
же дело?

Уч: Чтобы заставить картофелину плавать, я
насыпал в воду больше соли.

Учит: Что же произошло?

Уч: У соленой воды увеличилась плотность и она
стала сильнее выталкивать картофелину.
Плотность воды возросла и архимедова сила стала
больше.

Учит: Правильно. А у ребят, выполнявших задание
с пластилином, соли не было. Каким образом вам
удалось добиться, чтобы пластилин плавал в воде?

Уч: Я сделал из пластилина лодочку. Она имеет
большой объем и поэтому плавает.

Учит: Наверно не просто большой, а больший, чем у
куска пластилина.

Уч: А мы сделали из пластилина коробочку, она
тоже плавает.

Учит: А она почему плавает?

Уч: У нее тоже больше объем, чем у куска
пластилина.

Учит: Итак, чтобы заставить плавать обычно
тонущие тела, можно изменить плотность жидкости
или объем погруженной части тела. При этом
изменяется и архимедова сила, действующая на
тело. Как вы думаете, есть ли какая – нибудь связь
между силой тяжести и архимедовой силой для
плавающих тел?

Уч: Мы погружали в воду две пробирки с песком –
одна легче, другая тяжелее, — и обе они плавали в
воде. Мы определили, что архимедова сила в том и
другом случае примерно равна силе тяжести.

Учит: Молодцы. Значит, если тело плавает, то FA =
Fтяж. (записываю на доске). А если тело тонет
в жидкости?

Уч: Тогда сила тяжести больше архимедовой силы.

Учит: А если тело всплывает?

Уч: Значит, архимедова сила больше силы тяжести.

Учит: Дома для каждого из этих случаев сделайте
рисунок.

Итак, получили условие плавания тел: то FA =
Fтяж. Но оно не связано с плотностью тела
или с плотностью самой жидкости. Можно ли
по-другому выразить условие плавания тел?
Давайте попробуем. Мы знаем, что если тело
плавает, то FA = Fтяж . (записываю на
доске вывод). Значит, условия тел можно
сформулировать двумя способами: сравнивая
архимедову силу и силу тяжести или сравнивая
плотности жидкости и находящегося в ней
вещества. Где в технике учитываются эти условия?

Уч: При постройке кораблей. Раньше делали
деревянные корабли и лодки. Плотность дерева
меньше плотности воды, и корабли плавали в воде.

Учит: Металлические корабли тоже плавают, а
ведь куски стали тонут в воде.

Уч: С ними поступают так, как мы поступили с
пластилином: увеличивают объем, архимедова сила
становится больше, и они плавают. Еще делают
понтоны и подводные лодки.

Учит: Итак, в судостроении используется тот
факт, что путем изменения объема можно придать
плавучесть практически любому телу. А
учитывается ли как-нибудь связь условий плавания
тел с изменением плотности жидкости?

Уч: Да, при переходе из моря в реку меняется
глубина осадки судов.

Учит: Приведите примеры использования условий
плавания тел в технике.

Уч: Для речных переправ применяют понтоны. В
морях и океанах плавают подводные лодки. Для
подводного плавания часть их емкости заполняют
водой, а для надводного – воду выкачивают.

(Демонстрирую с помощью эпидиаскопа рисунки
современных кораблей.)

Учит: Посмотрите внимательно на атомный
ледокол. В нашей стране работают несколько таких
ледоколов. Они самые мощные в мире и могут
плавать, не заходя в порты, более года. Но
подробнее мы поговорим об этом на следующем
уроке.

Откройте дневники и запишите задание на дом: §
48.

Мы не рассматривали сегодня задания шестого и
седьмого вариантов. Ребята, выполнявшие их,
сдадут свои тетради, а итоги этой работы мы
обсудим на следующем уроке.

Оформление доски:

Задание на дом § 48

Тема урока: Условия плавания тел.

1. Если вещества > жидкости, то тела тонут.

2.
Если
вещества < жидкости, то тела всплывают на поверхность жидкости.

3. Если
вещества = жидкости, то …?

Глубина погружения тела зависит от жидкости и вещества тела.

1. Если Fтяж > FА, то тело
тонет.

2. Если Fтяж < FА, то тело
всплывает.

3. Если Fтяж = FА, то тело плавает
внутри жидкости.

Пусть FА = Fтяж — тело плавает.

FА = жgVт
, Fтяж = mg, m = gвVт

Следовательно,

тогда Fтяж = вgVт,

или жgVт
= вgVт
,

жидкости = вещества.

Если
вещества =
жидкости, то тело плавает.




Следующий: