Урок № 16/47 Действие жидкости и газа на погруженное в них тело.Выталкивающая сила. I. Цели урока (планируемые результаты обучения): Предметные: доказывать, основываясь на законе Паскаля, существование выталкивающей силы, действующей на тело; опытным путем обнаруживать выталкивающее действие жидкости на погруженное в нее тело; приводить примеры из жизни, подтверждающие существование выталкивающей силы; выяснить причины ее возникновения; указывать величины, от которых зависит сила Архимеда; способ ее измерения. Метапредметные: развитие у учащихся умений: формулировать гипотезы и оценивать их верность с точки зрения полученной в ходе исследования информации; проводить экспериментальное исследование по предложенному плану; представлять результаты исследования; на основании результатов эксперимента формулировать вывод; работать с текстом, обобщать и делать выводы; применять полученные знания в конкретных ситуациях при решении задач; анализировать предложенные задания; развивать коммуникативные навыки при организации работы в группах; проводить само – и взаимоконтроль деятельности на уроке Личностные: развитие у учащихся самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений; формирование умения ясно, точно, грамотно излагать свои мысли; формирование познавательного интереса II. III. Материалы: учебник физики 7 кл.; вопросы для проверки домашнего задания; оценочные листы; листы с заданиями для исследовательской работы в группах; качественные задачи для групп; вопросы к индивидуальному закреплению «Верю – не верю»; компьютерная презентация «Выталкивающая сила»; Оборудование: штатив, демонстрационный динамометр, мячик, груз, сосуд с водой, картофелина; сосуды с чистой и соленой водой; динамометры; IV. набор тел разного объема; набор тел одинакового объема, разной плотности; пластилин; компьютер, проектор. Подготовка учащихся к активному усвоению нового материала Кто из вас не учил в детстве стишок: Наша Таня громко плачет, Уронила в речку мячик. Тише, Танечка, не плачь, Не утонет в речке мяч! А действительно, почему он не тонет? Почему взлетают воздушные шары, не идут ко дну тяжелые корабли, почему подводная лодка может опускаться вглубь и подниматься на поверхность? Почему обыкновенная картофелина всплывает в одном сосуде с жидкостью и тонет в другом? И много еще почему можно задать на эту тему. Смогли бы вы мне сейчас дать на них ответы? Да, пока для этого у нас не хватает знаний, но мы с вами это исправим, и уже сегодня на часть этих «почему» вы сможете ответить. V. Проверка домашнего задания Но прежде, чем мы приступим к поиску ответов, повторим из уже пройденного то, что нам сегодня потребуется. Закончите начатые предложения ( приложение 1) Ф.И.ученика______________________________ Ф.И.ученика_____________________________ 1 вариант 2 вариант 1. Сила тяжести – это__________________ ________________________________________ ________________________________________ 1. Сила тяжести направлена ____________ ________________________________________ 2. Сила давления рассчитывается по формуле ________________________________ 2. Сила тяжести рассчитывается по формуле ________________________________ 3. Давление жидкости зависит от ________ 3. Давление жидкости рассчитывается по _________________________________________ формуле ________________________________ 4. Прибор для измерения сил называется ________________________________________ 4. Перечислите известные вам силы _____ ________________________________________ ________________________________________ 5. Сформулируйте закон Паскаля ________ 5. Как измерить вес тела _______________ _________________________________________ ________________________________________ _________________________________________ ________________________________________ Провести самопроверку (слайд 2), посчитать количество верных ответов и занести в оценочный лист. VI. Изучение нового материала А теперь вернемся к вопросу «Почему не тонет мяч?» Проследим, что с ним происходит при погружении в воду (опыт по погружению теннисного шарика в сосуд с водой). Почему же шарик выскакивает из воды? Действует ли на него сила тяжести? Куда направлена? Что должно произойти с шариком под действием этой силы? Проверим. Шарик падает вниз. А в воде выскакивает вверх. Чем же это можно объяснить? Кроме силы тяжести на шарик действует еще одна сила, направленная вверх. Эта сила больше или меньше силы тяжести? Почему вы так решили? Что делает эта сила с шариком? Вот об этой силе у нас и пойдет сегодня речь. А если мы будем знакомиться с новой силой, то что мы про нее должны узнать? как называется? как обозначается? определение силы в чем измеряется? куда направлена? на что действует? от чего и как зависит? почему возникает? как измерить? (слайд 3) Как называется эта сила, вы узнаете, разгадав ребус (приложение 2), разгадывают по группам. У нас получилось два названия для одной и той же силы. Название «выталкивающая» понятно, т.к. эта сила выталкивает тело из жидкости. А силой Архимеда она называется потому, что впервые ее величина была вычислена древнегреческим ученым Архимедом (слайд 4). Об этом существует целая легенда, и группа ребят из нашего класса под руководством учителя информатики Дорониной Т.Г. подготовили по этой легенде мультфильм. Давайте, посмотрим (слайд 5). К сожалению, царь Гиерон не дал Архимеду рассказать, в чем суть открытого им закона, но мы с вами обязательно узнаем это на следующем уроке. А пока вернемся к силе, выталкивающей тело из жидкости. Какую же силу мы будем изучать на уроке? Запишем тему урока «Сила Архимеда» (слайд 6). А как вы думаете, только ли из жидкости выталкиваются тела? А из газа? Наблюдали полет воздушных шариков? Значит,жидкость и газ действуют на погруженные в них тела с силой, которая называется выталкивающей или силой Архимеда. Попробуйте сформулировать определение силы Архимеда. А как она будет обозначаться? Давайте запишем определение в тетрадь (слайд 7). Как любая сила, сила Архимеда – векторная величина. Каково же ее направление? Действие этой силы описано в рассказе А.П.Чехова «Степь»: «Егорушка разбежался и полетел с полутора саженой высоты, описав в воздухе дугу, он упал в воду, глубоко погрузился,но дна не достал. Какая-то сила, холодная и приятная на ощупь, подхватила его и понесла обратно наверх». Какая сила подняла Егорушку? А можете ли вы привести мне примеры действия выталкивающей силы? А действует ли выталкивающая сила на этот мячик? (опыт по погружению в воду тяжелого мячика, который тонет). Если ответят «нет»: Значит, она действует не на все тела, а выборочно? Если ответят «да»: А как проверить наши предположения? Если затрудняются, задать вопрос: «Собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу не может сдвинуть его с места. Почему?» Следовательно, вес тел в воде меньше, чем в воздухе. Проверим это. Взвесим мячик в воздухе. Какой прибор нам для этого потребуется? Чему равен вес мячика в воздухе? (1,5 Н). А теперь погрузим его в воду. Что видим? Вес мячика стал меньше (0,5 Н). Почему это произошло? Жидкость выталкивает мячик. А как вычислить силу, с которой тело выталкивается? FA = Рввозд. – Рвжидк. (записать формулу в тетради) (слайд 7) Мы выяснили, что такое сила Архимеда, почему она возникает, куда она направлена и как можно практически ее определить. А как вы думаете, если погружать в разные жидкости разные тела, то одинаковыми или разными будут действующие на них выталкивающие силы? От чего может зависеть сила Архимеда? (выдвигают предположения, которые фиксируются в презентации) (слайд 8) М.В. Ломоносов говорил: «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением» (слайд 9). Поэтому подвергнем экспериментальной проверке наши гипотезы (слайд 10). Каждая из 6-ти групп будет исследовать одну из зависимостей. Руководители групп, подойдите и возьмите любой набор приборов. Задание для вас находится в наборе. Постарайтесь выполнить исследование. Его результаты занесите в таблицу и сделайте вывод (приложение 3). В вашем распоряжении 10 минут. Затем мы заслушает результаты ваших исследований. Экспериментальная работа: Проверка зависимости выталкивающей силы от объема тела. Проверка зависимости выталкивающей силы от объема погруженной части тела. Проверка зависимости выталкивающей силы от плотности (или массы) тела. Проверка зависимости выталкивающей силы от глубины погружения тела в жидкость. Проверка зависимости выталкивающей силы от формы тела. Проверка зависимости выталкивающей силы от плотности жидкости. Учитель выполняет функцию консультанта. Отчеты групп о проведенных исследованиях по плану (слайд 12), заполнение таблицы на слайде 13, а затем в тетради (слайд 14): Архимедова сила зависит от не зависит от 1.объема погруженной 1.плотности тела части тела 2. формы тела 2.плотности жидкости 3. глубины погружения А теперь выясним причину возникновения силы Архимеда (слайд 15). Почему жидкость выталкивает погруженное в нее тело? Я предлагаю вам сделать это самостоятельно, опираясь на изученный материал и стр.144 учебника. В помощь вам составлен план работы (приложение 4): 1. Запишите формулу для расчета давления жидкости. 2. Запишите формулу для расчета силы давления и подставьте в нее выражение для давления жидкости. 3. Опираясь на формулу, скажите, от чего зависит сила давления на грани куба? 4. Что можно сказать о силе давления на боковые грани? 5. Что можно сказать о силе давления жидкости на верхнюю и нижнюю грани? 6. Какой вывод из этого следует? Почему жидкость выталкивает погруженное в нее тело? (если времени недостаточно, показать видеофрагмент о происхождении выталкивающей силы из ЭФУ «Физика 7» или электронного приложения к учебнику «Физика 7», чтобы учащиеся сами сделали вывод о причине возникновения силы Архимеда) VII. Закрепление изученного материала Мы выяснили: (слайд 16) как называется? как обозначается? определение силы в чем измеряется? куда направлена? на что действует? от чего и как зависит? почему возникает? как измерить? Сегодня мы узнали, как практически определить выталкивающую силу, а как вычислить ее теоретически, мы узнаем на следующем уроке. А пока проверим, как вы сумеете применить полученные знания при решении качественных задач. В каждой группе есть 2 вопроса, ответы на которые вы представите после небольшого обсуждения в группах. Работа в группах: обсудить задание, выбрать верный вариант решения и представить классу (приложение 5, слайды 17 – 28). Поставить в оценочный лист баллы за верные ответы на вопросы. Каждый из вас во время урока находился в составе той или иной рабочей группы, и лучше вас никто не знает, какой вклад внес каждый в общее дело. Поэтому, я предлагаю вам оценить работу своих товарищей по группе. Оцениваем работу всех членов группы и записываем в оценочный лист. А теперь поработаем индивидуально. Проверка усвоения нового материала «Верю – не верю» (приложение 6). 1 вариант. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Действие выталкивающей силы приводит к изменению веса тела. Выталкивающая сила зависит от объема погруженной в жидкость части тела. Выталкивающая сила не возникает в газах. Выталкивающая сила зависит от формы тела. Выталкивающая сила действует на любое тело, погруженное в жидкость. Выталкивающая сила всегда меньше силы тяжести. Выталкивающая сила зависит от плотности тела. Выталкивающая сила направлена вверх. 2 вариант. 1. Выталкивающая сила действует только на целиком погруженные тела. 2. Выталкивающая сила зависит от глубины погружения тела внутри жидкости. 3. Выталкивающая сила по-другому называется силой Архимеда. 4. 5. 6. 7. 8. Выталкивающая сила измеряется в ньютонах. Выталкивающая сила зависит от объема тела. Выталкивающая сила зависит от плотности окружающей жидкости. Действие выталкивающей силы приводит к изменению массы тела. Выталкивающая сила не действует на тяжелые тела. Если вы согласны с утверждением, то ставите «+» , если не согласны «-». Проводим взаимопроверку (слайд 29), считаем и проставляем количество баллов за закрепление материала. А теперь, давайте, оценим вашу работу на сегодняшнем уроке. Считаем общий балл за урок: 18-20 баллов –«5», 15-17 баллов – «4», 10-14 баллов – «3». Подводим итог. VIII. IX. Д/з: Приложение 7 (слайд 30) Рефлексия (заполняем графу рефлексии в оценочных листах) слайд 31