Урок-исследование по физике Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. Архимедова сила


Цели:

  • Образовательные:
    • ознакомить учащихся с новым физическим
      явлением – действием жидкости и газа на
      погруженное тело;
    • установить от каких факторов зависит
      Архимедова сила, и от каких не зависит;
    • вывести формулу для вычисления архимедовой
      силы;
  • Развивающие:
    • развивать умение ставить физические
      эксперименты, вести наблюдение, анализировать;
    • уметь сравнивать и систематизировать знания;
    • самостоятельно делать выводы;
    • применять полученные знания при решении задач.
  • Воспитательные:
    • способствовать формированию у учащихся чувства
      ответственности, бережного отношения к приборам;
    • продолжить формирование познавательного
      интереса к предмету.

Оборудование: мультимедийный
проектор; набор грузов; динамометр; ведерко
Архимеда; отливной стакан; штатив.

Литература:

1. А.В. Перышкин Физика 7 класс Учебник
для общеобразовательных учебных заведений 2004 г.
Издательство «Дрофа»
2. Р.Д. Минькова Е.Н. Панаиоти Тематическое
поурочное планирование по физике: 7 класс: К
учебнику А.В. Перышкина «Физика. 7 класс»
Издательство «Экзамен», 2004.
3. А.П Чехов «Степь»
4. Классная физика для любознательных 7 класс
5. Интернет-ресурсы

ХОД УРОКА

1. Вступительное слово учителя

Гуляя в тенистой роще, греческий философ
беседовал со своим учеником. «скажи мне, –
спросил юноша, – почему тебя часто одолевают
сомнения? Ты прожил долгую жизнь, умудрен опытом
и учился у великих эллинов. Как же так, что для
тебя осталось столь много неясных вопросов?»
В раздумье философ очертил посохом перед собой
два круга: маленький и большой. «Твои знания –
это маленький круг, а мои – большой. Но все, что
осталось вне этих кругов, – неизвестность.
Маленький круг мало соприкасается с
неизвестностью. Чем шире круг твоих знаний, тем
больше его граница с неизвестностью. И впредь,
чем больше ты станешь узнавать нового, тем больше
будет возникать у тебя неясных вопросов».
Греческий мудрец дал исчерпывающий ответ.

Учитель: И вот сегодня мы с вами
попытаемся отгадать ещё одну тайну природы.
Ребята, пусть вас это не удивляет, но свой урок я
хочу начать с отрывка из повести А.П. Чехова
«Степь».



«Егорушка тоже разделся, но не спускался
вниз, а разбежался с полуторасаженной вышки.
Описав в воздухе дуги, он упал в воду, глубоко
погрузился ,но дна не достал, какая-то сила,
холодная и приятная на ощупь, подхватила его и
понесла обратно наверх. Он вынырнул…»

Учитель: Какая сила подняла
Егорушку наверх?

2. Сообщение темы цели урока

Тема нашего урока: «Действие жидкости и газа на
погруженное в них тело» Мы познакомимся с новым
явлением, установим от чего зависит эта сила.
Докажем существование этой силы с помощью
опытов, также установим от чего она зависит.

Учитель: Вспомним лето. Вы у
водоема. Входите в воду и учите плавать своих
друзей.

Вопросы:

1. Легко ли поддерживать на воде тело своего
друга?
2. Можете ли вы удержать его не в воде, а воздухе?

– Как можно объяснить эти явления?

Учитель: Мы знаем, что жидкость давит
на дно и стенки сосуда, а если внутрь поместить
какое-нибудь твёрдое тело, то оно тоже ,будет
подвергаться давлению.
Рассмотрим силы, которые действуют со стороны
жидкости на погруженное в неё тело. Чтобы легче
было рассуждать, выберем тело, которое имеет
форму параллелепипеда. Силы, действующие на
боковые грани тела, попарно равны и
уравновешивают друг друга. Под действием этих
сил тело только сжимается. А вот силы,
действующие на верхнюю и нижнюю грани тела,
неодинаковы. На верхнюю грань давит сверху с
силой F1 столб жидкости высотой h1.
На уровне нижней грани тела давление производит
столб жидкости высотой h2. Это давление
передается внутри жидкости во все стороны.
Следовательно, на нижнюю грань тела снизу
вверх с силой F2 давит столб жидкости
высотой h2. Но h2 больше h1,
следовательно, и модуль силы больше модуля
силы. Поэтому тело выталкивается из жидкости с
силой F, равной разности сил F1 – F2
т.е F = F1 – F2, значит существует
сила, выталкивающая тело из жидкости.
Cуществование силы, выталкивающей тело из
жидкости, можно обнаружить на опыте.

Демонстрация опыта по рис.137, стр.116.

Вывод: Следовательно опыт
подтверждает, что на тело, находящееся в
жидкости, действует сила, выталкивающая это тело
из жидкости.

Учитель: (Определение… ) И эта сила
называется – силой Архимеда. (Обозначение.)
Такое название она получила в честь
древнегреческого учёного Архимеда, который
впервые узнал о её существовании.

Учитель: Существование силы,
выталкивающей тело из газа, можно наблюдать на
опыте. Открыли учебник на стр. 116 и нашли описание
опыта. Объяснить у доски. Вывод: На колбу, …

Учитель: Стр. 117 вопрос №1

Учитель: Какие еще силы кроме
Архимедовой силы на погружённое в жидкость тело (
сила тяжести)

Учитель: А теперь установим
соотношение между этими силами?

Вывод: стр.117

Учитель: Именно этим и объясняется,
что в воде мы достаточно легко поднимаем и
удерживаем тело друга, которое с трудом
удерживаем в воздухе.

Учитель: А сейчас установим от каких
величин зависит Архимедова сила

3. Исследовательская работа

Каждый ученик выполняет задание по карточке и
делает вывод.
Учитель систематизирует выводы в таблицу.

4. Графический диктант

Учитель: Итак, сегодня мы
познакомились силой Архимеда, выяснили от чего
зависит эта сила, а если мы совершим путешествие
в 3 век до н.эры то узнаем , как же была открыта эта
сила.

5. Легенда об Архимеде

По преданию, сиракузский царь Гиерон поручил
ювелиру изготовить золотую корону. Когда корона
была изготовлена, у царя возникло подозрение, что
часть золота заменили равной по массе частью
серебра. Как Архимеду удалось разоблачить
ювелира:

Взял корону Гиерон,
оглядел со всех сторон…
Чистым золотом сверкает…
Но ведь всякое бывает,
и добавить серебро
можно к золоту хитро,
а того и хуже – медь
(если совесть не иметь)…
Не желал терпеть урон
Наш известный Гиерон.
И позвал он Архимеда…
Началась у них беседа.
Вот корона, Архимед.
Золотая или нет?
Чистым золотом сверкает,
Но ведь, знаешь, все бывает,
и добавить серебро
можно к золоту хитро,
а того и хуже – медь
если совесть не иметь…
Честно ль сделана работа?
Золота? Иль позолота?
Нужно все определить,
Но корону – не пилить!
И задумался ученый:
Что известно? Вес короны.
Ну, а как найти объем?
Думал ночью, думал днем,
И, однажды, в ванне моясь,
Погрузил себя по пояс:
На пол вылилась вода…
Догадался он тогда,
Как найти объем короны!
И помчался к Гиерону –
Не обут, и не одет,
Знаменитый Архимед.
Эврика, раскрыл секрет!
Наш воскликнул Архимед…

– Как вышел из этой ситуации ученый?

Учитель: Докажем эту гипотезу с
помощью опыта:

1. Рассказать о приборе, который носит название
«ведерко Архимеда», (пружина с указателем, шкала,
ведерко, цилиндр того же объема, отливной сосуд
высотой 25 см, стакан.)++
2. Ведерко подвешивается к пружине, а к нему-
цилиндр, замечается растяжение пружины по
указателю.
3. Цилиндр погружается в отливной сосуд,
вытесненная вода собирается в стакан, пружина
сжимается до новой отметки.
4. Значит, со стороны жидкости действует сила,
направленная вверх,- сила Архимеда. Чему она
равна? Как вернуть пружину в прежнее состояние?
5. Вытесненная вода понемногу выливается в
ведерко. Пружина возвращается в исходное
состояние, если перелита вся вода (ведерко
полное).
6. Указывается, что объем воды в ведерке равен
объему цилиндра.

Вывод: Сила Архимеда равна весу
жидкости, вытесненной телом.

Формулируется закон Архимеда: на тело,
погруженное в жидкость, действует выталкивающая
сила, равна по величине весу жидкости,
вытесненной телом.

Учитель: «Опять та же сила, не давая
ему коснуться дна и побыть в прохладе, понесла
его наверх, он снова вынырнул…

6. Итог урока



Учитель:

1. Как называется сила, выталкивающая Егорушку
из воды?
2. Кто открыл ?
3. Как подсчитать архимедову силу? Вывод на
слайде.

– Открыли учебник и нашли эту формулу на стр 116.
от каких величин она зависит?

7. Домашнее задание

Учитель: Записали домашнее задание
:п 48, 49, вопросы на стр 117. Задание №14 (1)



Презентация (Приложение 1).




Следующий: