Конспект урока Сила Архимеда

Автор : Соловьева Марина Александровна , МАОУ «СОШ № 5» г. Северодвинск

Тема урока «Закон Архимеда»

Цель урока: сформировать знания учащихся при изучении закона Архимеда, умение добывать и применять знания, формирование навыков самообразования при решении проблемных и экспериментальных задач.

Планируемые результаты:

Предметные:

Понимать смысл понятия выталкивающая сила, физической величины сила Архимеда,  ее единиц измерения, делать выводы на основе экспериментальных данных, приводить примеры практического применения выталкивающей силы, способов его уменьшения и увеличения, решать задачи на применение силы Архимеда, использовать приобретенные знания в повседневной деятельности.

Метапредметные:

Коммуникативные: Организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками.

Познавательные: Выделять существенную информацию, формировать исследовательские действия, применять и преобразовывать знаково - символические средства для решения задач.

Регулятивные: Самостоятельно планировать пути достижения целей, осознано выбирать эффективные способы решения задач.

Личностные: Способствовать саморазвитию и самообразованию учащихся на основе мотивации к обучению и познанию, формировать целостную картину мира,

осознанное, уважительное и доброжелательное отношение к другому человеку, его мнению, умение контролировать процесс и результат деятельности 

Оборудование: учебник Пёрышкин А.В. «Физика 7» Издательство «Дрофа», Москва, 2018, компьютер, проектор, презентация к уроку, раздаточный материал.

Лабораторное оборудование для проведения опытов на парте учащихся: динамометр, ведёрко Архимеда металлический цилиндры равной массы и объема, равной массы и разного объема, стакан с водой и растительным маслом.

Ход урока

1.Организационный момент.

Учитель: Какой вывод был нами сделан на прошлом уроке?

Ученики: На любое тело со стороны жидкости действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх.

2. Повторение изученного материала.

Актуализация знаний и повторение пройденного материала путем фронтального опроса.

Вопросы к кроссворду:

1) Имя, какого ученого носит закон, который утверждает: “Давление, производимое на жидкость или газ, передается без изменения в каждую точку жидкости или газа”. (Паскаль.)

2) Прибор для измерения силы. (Динамометр.)

3) Куда направлена выталкивающая сила? (Вверх.)

4) С погружением тела в жидкость давление увеличивается. Какая величина характеризует увеличение давления в жидкости? (Глубина.)

5) Математическая величина, которая характеризуется произведением длины, ширины и высоты. (Объем)

Допишем формулу на доске, она нам пригодится.

6) Сила, действующая на опру или подвес. (Вес.)

7) А ну-ка, быстро посмотри, И разреши сомненья скажи нам, как узнать внутри у жидкости... (Давление.) Формулу дописать на доске.

Скажите, какой великий человек прославил свой далекий, древний век тем, что открыл для жидкости закон, тем, что навек был в физику влюблен. (Архимед.)

Учитель:

Вы знаете, что такое выталкивающая сила и как ее вычислять для тел правильной формы. Вычисление выталкивающей силы для тел неправильной, сложной формы способом, описанной на прошлом уроке, будет чрезмерно сложным.

Сценка «Легенда об Архимеде» исполняют два ученика :

Царь Гиерон, живший 250 лет до н.э. поручил Архимеду проверить честность мастера, изготовившего золотую корону.
Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на неё золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими, более дешёвыми металлами. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь.
Достоверно неизвестно, каким методом пользовался Архимед, но существует такая легенда.

 Сначала Архимед определил, что кусок чистого золота в 19,3 раза тяжелее такого же объёма воды. Получается, что плотность золота в 19,3 раза больше плотности воды. Архимеду надо было найти плотность вещества короны. Если эта плотность оказалась бы больше плотности воды не в 19,3 раза, а в меньшее число раз, значит, корона была изготовлена не из чистого золота.

Взвесить корону было легко, но как найти её объём, ведь корона была очень сложной формы. Много дней мучила Архимеда эта задача. И вот однажды, находясь в бане, он погрузился в наполненную водой ванну, и его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи.

 Ликующий и возбуждённый своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика! Эврика!», что значит: «Нашёл! Нашёл!»

Учитель:

Как по - другому называют эту силу?

Ученики: Сила Архимеда или Архимедова сила.

Учитель: Правильно.

Это тема нашего урока.

Процессуально-содержательный этап

3. Изучение нового материала.

Определим цели урока:

Ученики:

• познакомиться с силой Архимеда,

• вывести формулу для расчёта силы Архимеда,

• познакомиться с формулировкой закона Архимеда

• узнать характеристики и от чего зависит сила Архимеда

• выяснить область применения закона на практике.

Выведем формулу для расчета F_А

А теперь давайте вернёмся в те времена и станем немного Архимедами и попробуем повторить его опыт.

Оборудование: ведерко Архимеда, цилиндр, динамометр, нить, стакан для отлива воды.

Проделаем следующий опыт: пустое ведерко (ведёрко Архимеда) и сплошной цилиндр, имеющий объем, равный вместимости ведерка, подвесим к пружине динамометра. Показания динамометра зафиксируем. Затем опустим цилиндр в отливной сосуд, наполненной водой до уровня отливной трубки. Когда цилиндр полностью погрузится в воду, растяжение пружины уменьшится, а часть воды, объем которой равен объему цилиндра, выльется из отливного сосуда в стакан. Если теперь перелить воду из стакана в ведерко, то пружина динамометра снова растянется до прежней длины. Это означает, что потеря в весе цилиндра в точности равна весу воды в объеме цилиндра. 

Итак, опыт подтвердил, что архимедова сила равна весу жидкости в объеме этого тела, т.е.  

F_А= P_ж= mg = _жgV_т

Из описанного опыта видно, что вес тела, погруженного в жидкость, уменьшается на значение, равное архимедовой силе: Р₁ = Р – F_А = mg  – m₁g, где m  – масса тела, а m₁   –  масса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела.
Если подобный опыт провести с газом, то он показал бы, что сила, выталкивающая тело из газа, также равна весу газа, взятого в объеме этого тела.

Физкультминутка.

Читает ученик:

Очень физику мы любим!

Шеей влево, вправо крутим.

Воздух – это атмосфера, если, правда, топай смело.

В атмосфере есть азот, делай вправо поворот.

Так же есть и кислород, делай влево поворот,

Воздух обладает массой, мы попрыгаем по классу.

К учителю повернёмся и дружно улыбнёмся!

Учитель: Отчего зависит сила Архимеда?

Учащиеся выдвигают предположения (от массы тела, от плотности тела, от объема тела и т.д).

Учитель: Как это можно узнать?

Ученики: С помощью опыта

Работа в группах.

Каждой из пяти групп дается экспериментальное задание.

Инструктаж по технике безопасности.

Задание группе 1:

Оборудование:кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.

1. кусочку пластилина придайте форму шара, куба,

2. поочередно опуская каждую фигурку в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на неё;

3. сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

(не зависит)

Задание группе 2.

Оборудование:сосуды с водой маслом, динамометр, нить, алюминиевый цилиндр.

1. определить архимедову силу, действующую на тело в воде и в масле;

2. чем отличаются эти жидкости?;

3. что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях;

установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости. (зависит)

Задание группе 3.

Оборудование:сосуд с водой, тела разного объёма из пластилина, динамометр, нить.

1. определить архимедову силу, действующую на каждое тело;

2. сравнить эти силы;

3. сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объёма тела, (зависит)

Задание группе 4:

Оборудование:сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и k цилиндры, нить.

1. определить архимедову силу, действующую на первое и второе тела;

2. сравнить плотности тел и архимедовы силы;

3. сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела, (не зависит)

Задание группе 5:

Оборудование: мензурка с водой, динамометр, алюминиевый цилиндр из набора тел для калориметра, нить.

1. Определите Архимедову силу, действующую на тело на глубине h₁ 

2. Определите Архимедову силу, действующую на тело на глубине h₂, большей, чем h₁.

3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от глубины погружения тела, (не зависит)

Вывод:

сила Архимеда

Решение задач.

1. Вес кирпича в воздухе 30 Н, а в воде – 10Н. Чему равна, действующая на кирпич архимедова сила? (20Н)

2. На погруженный в воду кирпич действует выталкивающая сила, равная 20Н. Чему равен объем этого кирпича? (0,001м³)

3. Железобетонная плита размером 3,5х 1,5х 0,2 м³. полностью погружена в воду. Вычислите архимедову силу, действующую на плиту.(10500Н=10,5кН)

Проверка решения.

4. Закрепление изученного материала

Подумай и ответь:

1. С какой силой мы сегодня познакомились на уроке? (Архимедовой)

2. Какова формула для расчёта этой силы? (F_А = _ж g V_Т)

3. От каких величин она зависит? (плотности жидкости, объёма тела)

4. Одинакового объема тела (стальное и стеклянное) опущены в воду. Одинаковые ли выталкивающие силы действуют на них?

5. Первоклассник и семиклассник нырнули в воду. Кого вода выталкивает сильнее?

6. Один раз мальчик нырнул на глубину 2м, а в другой – на 3м. В каком случае его вода выталкивает сильнее?

7. Причина действия силы Архимеда на тело, погружённое в жидкость или газ?

8. Объясните опыт: если положить шарик от настольного тенниса в воронку и затем налить туда воду (вода медленно выливается через отверстие) – шарик находиться на дне воронки под водой. Как только закрыть отверстие пальцем, чтобы вода не выливалась, то шарик мгновенно всплывёт, даже может выпрыгнуть из воронки. Почему? Сначала, когда вода выливается из воронки, на шарик не действует выталкивающая сила, т.к. разность уровней жидкости (давления) в воронке равна нулю. Во втором случае вода на дне воронки есть, т. е. разность уровней жидкости (давления) в воронке не равна нулю, т. е. на шарик действует выталкивающая сила.

Домашнее задание

§51стр.147-152 читать. Решать упр.26 №2-4,6

Оценочно-рефлексивный этап

5. Заключение. Подведение итогов.

Учитель:

- Ребята, давайте вернемся к цели урока. Выполнили мы её?

- Что вы узнали нового сегодня на уроке?

- Что впечатлило вас сегодня на уроке?

Капитаны групп выставите оценки своим участникам. Сегодня на уроке мы познакомились с Архимедовой силой. Мне очень интересно было работать с вами. Вы показали хороший уровень подготовки к уроку, решали самостоятельно поставленные перед вами проблемы. Делали правильные выводы. Теперь вы знаете, что на любое тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, которая определяется по формуле: F_А = _ж g V_т Я надеюсь, что полученные вами знания об архимедовой силе вы будете использовать не только на уроках по различным предметам, но и будете применять их в повседневной жизни.

Рефлексия.

Вытянутая рука – импровизированная стрелка «прибора для измерения настроения». Опущенная вниз, рука – показывает плохое настроение, а поднятая вверх – хорошее. Между плохим и хорошим настроением мысленно градуируется шкала «прибора». Какое же оно после урока ваше настроение? 

Всем спасибо за работу!

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/478264-konspekt-uroka-sila-arhimeda