Условия плавания тел

Тема урока: «Условия плавания тел».

Цель урока:

Усвоить условия плавания тел на основе изученного понятия об архимедовой силе.

Развивать творческую активность, творческие способности учащихся.

Выполнить элементы исследовательской работы, с учетом уровня обучаемости учащихся.

Сформировать у учащихся умение опытным путем определить архимедову силу.

Учитывая индивидуальные способности учащихся, проверить уровень усвоения материала по 5 балльной системе.

Ход урока.

Сегодня урок у нас с вами немного необычен. Сегодня вы будете на уроке не просто учениками, а моими коллегами – экспериментаторами. А в остальном же, урок как всегда - урок получения новых знаний. Но для того, чтобы настроиться на урок начнем с психологического упражнения «Здравствуйте». Давайте улыбнемся друг другу и пожелаем мысленно себе удачи.

- Мы продолжаем изучение темы «Сила Архимеда» и сейчас я предлагаю немного вспомнить пройденное.

Повторение:

Вашему вниманию тест «Я утверждаю…», а вы, как всегда, соглашаетесь со мной или нет. Перед вами на столах лежат листочки. Подпишите их. И если соглашаетесь с моим утверждением, то против номера вопроса ставите «Да», если не соглашаетесь – ставите «Нет». Итак, ВНИМАНИЕ!

Я утверждаю что, давление, производимое на жидкость, передается по всем направлениям без изменения. ( Да)

Я утверждаю что, давление жидкости, на которую действует сила тяжести, зависит от высоты столба жидкости и ее плотности. (Да)

Я утверждаю что, уровень в чайнике ниже уровня воды в его носике. (Нет)

Я утверждаю что, на тело, погруженное в жидкость, действует только одна сила, это сила тяжести. (Нет)

Я утверждаю что, силу, выталкивающую погруженное в жидкость тело, называют архимедовой силой. (Да)

Я утверждаю, что сила Архимеда направлена вверх (Да)

Я утверждаю, что сила Архимеда зависит от объема и плотности тела (Нет)

Я утверждаю, что на три тела, погруженные в одну и ту же жидкость, имеющих одинаковые объемы действует разная сила Архимеда (нет)

Проверим… Да, Да, Нет, Нет, Да, Да, Нет, Нет

(Проверка ответов по слайду).

Нет ошибок – «5», 1 ошибка – «4», 2-3 ошибки – «3»

Основная часть.

Теперь перейдем к основной части нашего урока, но сначала я покажу опыт. У меня на столе сосуд с водой, в нем плавает лодка из пластилина. А если ее смять в шарик - он тонет. Как вы думаете почему? Что происходит?

Посмотрите на экран, что можно сказать о телах, которые изображены здесь? (Плавают). Тогда сформулируйте тему нашего урока.

Как вы думаете, что мы должны выяснить в течение урока? (Почему одни тела плавают, другие тонут, а третьи плавают внутри жидкости)

Попробуйте угадать, о каком плавающем теле пойдёт сейчас речь.

Сегодня над морем
Большая жара;
А в море плывёт
Ледяная гора.
Плывёт и, наверно,
Считает:
Она и в жару не растает.

Учитель показывает и обращает внимание на подводную часть айсберга.

А изменилось бы что-нибудь, если бы воду в океане мы мгновенно поменяли бы на керосин?

(Учащиеся путаются в ответах.)

Вы не можете точно ответить на этот вопрос. Но у  вас уже появляются идеи, гипотезы.

А вы хотите всегда правильно отвечать на вопрос: будет плавать или тонуть тело в той или иной жидкости?

Давайте сегодня на уроке вместе решим проблему.

Сегодня мы экспериментаторы, но не первооткрыватели, потому что изучение плавание тел связано с именем этого ученого.

А вы знаете, какой учёный изучал плавание тел?

С какой силой связано это имя?

Как найти архимедову силу?

Назовите, какие силы действуют на тело, плавающее внутри  жидкости.

Вопрос о плавании тел очень важная практическая  задача. В природе плавание тел можно наблюдать повсеместно. Плавают животные и птицы, растения и насекомые, плавают суда, сконструированные человеком. Сегодня постараемся сформулировать условия плавания тел в наиболее простой форме.

Проблема.Выяснить: Каковы условия плавания тел в жидкости.

Задание 1:

Пронаблюдайте, какие из предложенных тел тонут, и какие плавают в воде. Найдите в таблице плотности, соответствующих веществ и сравните с плотностью воды. Результаты оформите в виде таблицы. Сделайте вывод.

Оборудование: сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, сосновый брусок, кусочки алюминия, пенопласт, пробка, парафин, стекло.

Задание 2 Сравните глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров. 2.Выясните, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности (вода, подсолнечное масло). Результат опыта представить на рисунке. Сделайте вывод.

Оборудование: два сосуда (с водой и с маслом), деревянный и пенопластовый кубики (сравнить глубину погружения)

Задание 3 «Сравнение силы тяжести и силы Архимеда»
Цель работы:на опыте измерить и сравнить силу тяжести и силу Архимеда для различных случаев плавания тел. Сделайте вывод.

Оборудование:металлический грузик, деревянный кубик, стакан с водой, динамометр.

ход работы:

Задание группе 4:

Добейтесь, чтобы кусок пластилина плавал в воде.

Добейтесь, чтобы кусок фольги плавал в воде.

Поясните результаты опыта. Сделайте вывод.

Оборудование: сосуд с водой; кусок пластилина и кусочек фольги.

Задание группе 5: выяснить, изменится ли глубина погружения пробирки в воду, если а) пластилин положить внутрь пробирки; б) прикрепить его ко дну пробирки снаружи. Сделайте вывод.

Оборудование: При выполнении задания используются сосуд с водой, 2 пробирки, кусок пла­стилина.

Задание группе 6:

Цель: проверить плавучесть вещества.

Задание группе 7: Сравните архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, с силой тяжести, каждой пробирки. Сделайте выводы на основании результатов опытов.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, три пробирки с песком (пробирки с песком должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).

Задание группе 8:

Проведем следующий эксперимент: Наблюдение всплытия масляного пятна, под действием выталкивающей силы воды.

Оборудование: сосуды с маслом, водой, пипетка.

Последовательность проведения опыта: Возьмите с помощью пипетки несколько капель масла. Опустите пипетку на глубину 3 – 4 см в стакан с водой. Выпустите масло и пронаблюдайте, образование масляного пятна на поверхности воды. На основе проделанного опыта сделайте вывод.

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

Одновременно будем заполнять таблицу:

Условия плавания тел

(Группа 1)

Учащиеся: 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.

Выводы:

Если плотность вещества, из которого изготовлено тело больше плотности жидкости, то тело тонет.

Если плотность вещества меньше плотности жидкости, то тело плавает.

(Выводы записываются в тетрадях.)

Посмотрим, как ведут себя тела, плавающие на поверхности жидкости. Ребята группы 2 рассматривали, как ведут себя тела, изготовленные из дерева и пенопласта в одной и той же жидкости. Что они заметили?

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

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

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

Вывод: Таким образом, глубина погружения тела в жидкость зависит от плотности жидкости и самого тела.

Запишем этот вывод.

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

Третья группа сравнивала между силу Архимеда и силу тяжести и сделала определенные выводы:

Если тело тонет – сила тяжести больше, чем сила Архимеда, если тело плавает на поверхности жидкости, то сила Архимеда больше, чем сила тяжести, а если сила Архимеда равна силе тяжести, то тело плавает внутри жидкости.

Четвертая группа заставила плавать кусок пластилина и листочек фольги за счет увеличения объема тела, а следовательно увеличивая силу Архимеда.

5 группа : выяснила, как изменится глубина погружения пробирки в воду, если а) пластилин положить внутрь пробирки; б) прикрепить его ко дну пробирки снаружи

6 группа выяснила как зависит глубина погружения пробирки от силы тяжести.

7 группа выяснила как зависит глубина погружения мандарина в воду

8 группа объяснит почему капля масла всплывает.

У нас остался открытым один вопрос. Что произойдет с телом, если плотности жидкости и вещества будут равны?

Учащиеся: дают ответ.

Учитель: Чтобы правильно ответить на этот вопрос, выполним следующий опыт с картофелем. Положить картофелину в стакан с водой, что произошло? Какой вывод можно сделать? Доливайте в стакан соленой воды, что происходит? Теперь картофелина плавает внутри жидкости, почему? Каково соотношение плотности картофеля и жидкости, доливайте в стакан соленой воды, картофелина всплыла, почему? Правильно.

А теперь предлагаю вам следующий вопрос: Если в сосуд налить три жидкости разных плотностей, как они расположатся в сосуде? Демонстрация опыта

Теперь вы можете ответить на вопрос? Как изменяется погружение судов при переходе из реки в море, где вода соленая? Демонстрация презентации «Плавание судов»

Но не всегда есть возможность изменить плотность жидкости, но у ребят, выполнявших задание с пластилином, соли не было, а им удалось добиться, чтобы пластилин плавал в воде?

Поэтому железный гвоздь тонет, а железный корабль плавает, за счет увеличения объема тела, увеличивается сила Архимеда

Например, рыбы всплывают и погружаются на глубину за счет увеличения или уменьшения воздушного пузыря. А как вы думаете как погружается на дно и всплывает подводная лодка у нее нет воздушного пузыря?

Демонстрация видеофрагмента «Подводная лодка».

Закрепление

 Мы вместе прошли трудный путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и «переоткрыли» уже известный и открытый закон Архимеда. Все цели нашего исследования достигнуты. В организации нашего исследования мы использовали все этапы научного творчества, показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование.
А теперь попробуем ответить на веселые вопросы Григория Остера из его книги «Физика»:

1) Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой. Даже стоя по пояс в воде, он легко поднимал одной левой рукой массу в 1000 кг. Правда, только до пояса, выше поднимать отказывался. Могут ли быть правдой эти россказни?
2) Почему в недосоленном супе, ощипанная курица тонет, а в пересоленном спасается вплавь?
3) Где больший вес имеют солидные караси, в родном озере или на чужой сковородке?

5) Почему нельзя тушить горящий бензин водой?(Заливая бензин, плотность которого меньше плотности воды, он всплывает на поверхность воды и продолжает гореть. )

Решение расчетных задач:

1.Какая выталкивающая сила действует на тело, если его вес в воздухе равен 170 Н, а в воде 150 Н.

2. Определите выталкивающую силу, действующую на камень объемом 0,5 м³, находящийся в воде.

3.С какой силой выталкивается медный брусок массой 890 г при полном погружении в воду? Плотность меди 8900 кг/м3

4. Будет ли плавать в воде сосуд внешним объемом 0,5 литра, если его масса 300 граммов?

5. Тетя Люба, масса которой 95кг, каталась на катере по реке Оке и, любуясь прекрасными видами, от восхищения выпала за борт. Капитан не пожалел свой любимый пробковый спасательный круг объемом 0,15 м³ и метко кинул его в тетю Любу. Пойдет ли, схватившаяся за круг, тетя Люба на дно вместе с любимым кругом капитана? (Плотность пробки 240 кг/м³.)

6. Вес фарфорового изделия в воздухе равен 23 Н, а в воде 13 Н. Определите плотность фарфора. (Отв.2300 кг/м³ )
7. Какой силой можно удерживать в воде стальной рельс объемом 0,7м ³? (ρ_ст.= 7800 кг/м³) ( Отв. 47600 Н)
8. С какой силой выталкивается кусок дерева массой 800г, при его полном погружении в воду? (ρ_дер.=800 кг/м³) (4 балла). (Отв. 80 Н)
9. Вес фарфорового изделия в воздухе равен 23 Н, а в воде13Н. Определить плотность фарфора?

Проверка понимания:

Задание.

Установите, как будет вести себя тело в жидкости в следующих ситуациях.

1.     В банку, где оставались капельки воды (ρ = 1000кг/м³), налили керосин (ρ = 800кг/м³) .

У - тонет

О – плавает внутри жидкости

Д - всплывает

2.     Для уничтожения болезнетворных бактерий,картофель(ρ = 1020кг/м³), перед посадкой выдерживают в растворе медного купороса (ρ = 1020кг/м³). 

Д - тонет

С – плавает внутри жидкости

Л - всплывает

3.     Сливочное масло, которое состоит в основном из хорошо перемешанных воды (ρ = 1000кг/м³) и жиров

(ρ = 945кг/м³), растопили. 

А - тонет

Л – плавает внутри жидкости

П - всплывает

4.    Градина(ρ = 900кг/м³), попала в канистру с машинным маслом

(ρ = 900кг/м³).

Н - тонет

Е – плавает внутри жидкости

Ч - всплывает

5.     Если айсберг (плотность льда 900кг/м3) приплывает в море керосина

(ρ = 800 кг/м3 ), то он

Х - тонет

А – плавает внутри жидкости

П - всплывает

«Успех» - оценка «5»

Задание на дом.

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

Откройте дневники и запишите задание на дом: § 55,56. Прочитайте дополнительно материал из истории развития водного транспорта. Желающие, подготовьте доклады.

Итоги урока.

Мы вместе прошли трудный путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и «переоткрыли» уже известный и открытый закон Архимеда. Все цели нашего исследования достигнуты. В организации нашего исследования мы использовали все этапы научного творчества, показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование.
Мои достижения на уроке…

Сегодня на уроке я научился…

Мне было интересно..

Мне было трудно…

Я почувствовал, что…

Больше всего мне понравилось…

Урок навёл меня на размышления...(заставил задуматься)

Своей работой на уроке я доволен (не совсем, не доволен), потому что…Мне было интересно…

Мы сегодня разобрались….

Я сегодня понял, что…

Завтра я хочу на уроке…

Таблица плотности веществ

Плотность — физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объему:

Плотности некоторых твердых тел
(при норм. атм. давл., t = 20ºC)

Плотности некоторых жидкостей
(при норм. атм. давл., t = 20ºC)

Задание 1. Пронаблюдайте, какие из предложенных тел тонут, и какие плавают в воде. Найдите в таблице плотности, соответствующих веществ и сравните с плотностью воды. Результаты оформите в виде таблицы. Сделайте вывод.

Оборудование: сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, сосновый брусок, кусочки алюминия, пенопласт, пробка, парафин, стекло.

Задание 2. Сравните глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров. 2.Выясните, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности (вода, подсолнечное масло). Результат опыта представить на рисунке. Сделайте вывод.

Оборудование: два сосуда (с водой и с маслом), деревянный и пенопластовый кубики (сравнить глубину погружения)

Задание группе 7: Сравните архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, с силой тяжести, каждой пробирки. Сделайте выводы на основании результатов опытов.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, три пробирки с песком (пробирки с песком должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).

Задание 3 «Сравнение силы тяжести и силы Архимеда»
Цель работы:на опыте измерить и сравнить силу тяжести и силу Архимеда для различных случаев плавания тел. Сделайте вывод.

Оборудование:металлический грузик, деревянный кубик, стакан с водой, динамометр.

ход работы:

Задание группе 4:

Добейтесь, чтобы кусок пластилина плавал в воде.

Добейтесь, чтобы кусок фольги плавал в воде.

Поясните результаты опыта. Сделайте вывод.

Оборудование: сосуд с водой; кусок пластилина и кусочек фольги.

Задание группе 5: выяснить, изменится ли глубина погружения пробирки в воду, если а) пластилин положить внутрь пробирки; б) прикрепить его ко дну пробирки снаружи. Сделайте вывод.

Оборудование: При выполнении задания используются сосуд с водой, 2 пробирки, кусок пла­стилина.

Задание группе 6:

Цель: проверить плавучесть вещества.

Задание группе 8:

Проведем следующий эксперимент: Наблюдение всплытия масляного пятна, под действием выталкивающей силы воды.

Оборудование: сосуды с маслом, водой, пипетка.

Последовательность проведения опыта: Возьмите с помощью пипетки несколько капель масла. Опустите пипетку на глубину 3 – 4 см в стакан с водой. Выпустите масло и пронаблюдайте, образование масляного пятна на поверхности воды. На основе проделанного опыта сделайте вывод.

Плотности некоторых твердых тел
(при норм. атм. давл., t = 20ºC)

Плотности некоторых жидкостей
(при норм. атм. давл., t = 20ºC)

Условия плавания тел

Условия плавания тел

Условия плавания тел

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/119826-uslovija-plavanija-tel