Закон Архімеда. Умови плавання тіл. Розробила вчитель математики та фізики нвк "Дивосвіт" Євтушенко А. А



Скачати 130.81 Kb.
Дата конвертації30.04.2016
Розмір130.81 Kb.
#27740
ТипЗакон

Жовтоводський міський відділ освіти


Методичний кабінет комунального закладу освіти навчально – виховного комплексу

“Дивосвіт” із санаторними групами і класами




Закон Архімеда. Умови плавання тіл.

Розробила


вчитель математики та фізики

НВК “Дивосвіт”

Євтушенко А. А.

м. Жовті Води


2010 р.
Мета:Вивчити умови плавання тіл на основі поняття про архімедову силу, формувати інтерес до експерименту; розвивати вміння спостерігати, глибоко аналізувати, зіставляти, порівнювати, пояснювати явища; сприяти активізації творчого мислення учнів, пробуджувати в них пізнавальний інтерес; розкрити практичне використання умов плавання тіл у житті людини; виховувати почуття відповідальності та самостійність в мисленні.

Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.

Обладнання: Посудини з водою, олією, солоною водою, гасом; дерев’яний і пінопластовий бруски однакових розмірів, 3 дерев’яних бруски однакового розміру, парафінова кулька, важільні терези, набори тіл різної густини, картопля, мензурка з сіллю, пластилін, пробірки з піском, прямокутний паралелепіпед з пінопласту («пліт»), вимірювальний циліндр, гирі, сіль, саморобний кубик, грані якого позначені кольорами кожної команди.
Хід уроку.

Учні на початку уроку сидять по групам, в залежності від рівня знань фізики. На столі кожної групи знаходиться обладнання, що необхідне для виконання роботи. Кожна група позначена своїм кольором.



І. Актуалізація опорних знань учнів. Вчитель.

Доброго дня вам діти. Я рада вас всіх бачити та працювати разом з вами. Сідайте будь ласка. Для роботи на цьому уроці вам потрібен підручник, робочі зошити калькулятори, та неодмінно ваші знання та кмітливість. Щоб отримати гарну оцінку на уроці, сьогодні ви повинні показати свої вміння працювати із знайомими приладами, правильно відповідати на питання, грамотно робити розрахунки. На попередніх уроках ми познайомилися з дією рідини на занурені в неї тіла. А тепер перевіримо, як ви засвоїли цей матеріал. (Трьом учням з червоного столу надаються експериментальні завдання на визначення архімедової сили трьома різними способами:)




  1. Експеримент.


1. Визначити виштовхувальну силу, яка діє на дерев’яний брусок при його повному зануренні у воду, використовуючи лише лінійку. (Спосіб визначення архімедової сили за знайденим об’ємом тіла і густиною рідини)
2. Визначити виштовхувальну силу, яка діє на дерев’яний брусок, занурений у воду.

Обладнання: динамометр, посудина з водою, дерев’яний брусок. (Спосіб визначення архімедової сили за різницею показів динамометра при зважуванні тіла у повітрі та у рідині.)
3. Яка виштовхувальна сила діє на дерев’яний брусок, що знаходиться у воді?

Обладнання: Дерев’яний брусок, відливна посудина з водою, пусте відерце, терези та важки, динамометр. (Архімедова сила дорівнює вазі рідини, витісненої тілом.)

Учні повинні отримати однакові результати.
2. Гра «Кубик».

Вчитель. Я буду підкидати кубик. Яким кольором грань буде вгорі після зупинки кубика, то хтось з членів даної групи і повинен дати відповідь на запитання. Якщо ваша відповідь неправильна, або ви не знаєте, то відповідає інша група.

(Учні підкидають кубик і дають відповіді на запитання, написані на його гранях):


- Де легше тримати камінь: у воді чи у повітрі? (У воді)
- Яка сила виникає при зануренні тіла в рідину? (Архімедова)
- Як напрямлена архімедова сила? (Вона напрямлена вертикально вгору)
- Від чого залежить виштовхувальна сила? (Архімедова сила залежить від об’єму тіла та густини рідини)
- Якщо тіло не повністю занурене у рідину, то як знайти виштовхувальну силу?

(Тоді для підрахунку архімедової сили потрібно використовувати формулу FAрgV, де V – об’єм тої частини тіла, яка занурена в рідину )


- Чи залежить виштовхувальна сила, яка діє на занурене рідину тіло від глибини його занурення? (Ні)
- Що легше тримати у воді: брусок заліза масою 1кг чи шматок дерева такої ж маси? (FAрgV, V= чим більша густина тіла тим менше V, а отже і менша FA. Легше тримати у воді брусок з дерева.)
- Чи однакова сила потрібна, щоб втримати тіло у воді і гасі? (Ні)
- На який циліндр – алюмінієвий чи залізний – діє більша виштовхувальна сила у воді, якщо циліндри однакового об’єму? (Однакова)
- Чи діє архімедова сила в стані невагомості? (Ні)

3.Розв’язування експериментальних задач.
А. На шальці терезів зрівноважено склянку з водою. Чи порушиться рівновага терезів, якщо у воду занурити гирю, підвішену на нитці до штатива.

(Так)


Б. Чи порушиться рівновага терезів, якщо гирю спочатку зрівноважити на терезах разом зі склянкою, наповненою водою, а потім опустити її на нитці у воду? (Рівновага порушиться. Виникає архімедова сила.)
4.Якими експериментальними способами можна визначити архімедову силу?



    • Зважити рідину, що була витіснена тілом, і її вага буде дорівнювати архімедовій силі;




    • Можна знайти різницю показів динамометра при зважуванні тіла в повітрі та рідині. Ця різниця дорівнює архімедовій силі.




    • Можна визначити об’єм тіла за допомогою лінійки чи мензурки. Знаючи густину рідини, об’єм тіла, можна визначити архімедову силу.


Вчитель. Зараз подивимося які результати отримали наші учні, працюючи над експериментальними завданнями. (Діти відповідають).

Чи залежить яким способом ми будемо шукати архімедову силу? (Ні)


ІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Отже, ми знаємо, що на всяке тіло, занурене у рідину, діє виштовхувальна сила. Але чи достатньо ваших знань, щоб пояснити, коли плаває тіло?



(Створюється проблемна ситуація шляхом демонстраційного експерименту.)
Експеримент 1. У склянку з водою опускається залізний циліндр – він тоне, опускається дерев’яний брусок – він спливає.

Експеримент 2. Опускається парафінова кулька у воду – вона спливає, опускається у гас - тоне.
Проблемні запитання:

  1. Чому одні тіла тонуть у рідині, а інші в тій же рідині плавають?

  2. Чому одне й те ж тіло в одній рідині тоне, а в іншій плаває?

А згадайте гарне явище – айсберг, що плаває в океані.

Однак чи знаєте ви, що нашим очам з’являється лише 1/10 частина всього айсберга, а 9/10 – сховані водою.

Але якщо у воді буде плавати колода, то вона буде занурена приблизно до половини – гляньте на рисунок. Чому ж вода приховує від нас тільки половину колоди, а айсберг – майже цілком?
ІІІ. Повідомлення теми, мети і завдань уроку
На сьогоднішньому уроці проведемо дослідницьку роботу і ви всі будете фізиками – експериментаторами. Ми розглянемо умови плавання тіл, тобто з’ясуємо, за яких умов тіла тонуть, спливають, плавають у середині рідини. Відкрийте зошити та запишіть сьогоднішню дату, класну роботу та тему уроку:

«Закон Архімеда. Умови плавання тіл»

ІV. Сприйняття та первинне усвідомлення нового матеріалу

Спробуємо всі відомості про умови плавання тіл отримати з досліду. Кожний з вас повинен сьогодні проявити себе як фізик – експериментатор.

У вас на столах знаходяться фізичні прилади, матеріали – всі вони потрібні вам для розв'язку експериментального завдання вашої групи.

Працюючи над завданням, ви повинні відчути радість першовідкривача.

Після виконання завдань ми обговоримо отриманні результати та з’ясуємо умови плавання тіл. Відкрийте підручники на сторінці 52, або збірники на сторінці 175, де знаходяться таблиці густин різних речовин. Вони вам будуть потрібні під час виконання роботи. На виконання дослідів відводиться 15 хв. Уважно прочитайте завдання, постарайтесь не відволікатися. Всі результати записуйте у зошит. Якщо в кого – не будь виникнуть питання, піднімайте руку.
І група. Визначити, які з запропонованих тіл тонуть, а які плавають у воді. Знайти в таблиці густин відповідні речовини та порівняти з густиною води. Результати подати в вигляді таблиці.


Густина рідини

Густина речовини

Тоне чи ні










Обладнання: посудина з водою та набір різних тіл в коробці (кожне тіло знаходиться окремо та підписане): кусочки свинцю, сталі, алюмінію, скла, міді, латуні, дерева, олова, льоду, парафіну.
ІІ група. Порівняти глибину занурення у воді дерев’яного та пінопластового кубиків однакових розмірів; з’ясувати чи відрізняється глибина занурення дерев’яного кубика в рідину різної густини. Результати досліду представити на рисунку.

Обладнання: дві посудини(з водою і з гасом), дерев’яний та пінопластовий кубики.
ІІІ група. Заставити картоплю плавати у воді. Пояснити результати досліду.

Обладнання: посудина з водою, сіль, ложка, картопля середньої величини.
ІVгрупа. Домогтися, щоб кусок пластиліну плавав у воді. Пояснити результати досліду.

Обладнання: посудина з водою, пластилін.
Vгрупа. З’ясувати чи зміниться глибина занурення пробірки у воду, якщо

а) пластилін положити в середину пробірки;

б) прикріпити його до дна пробірки ззовні.

Обладнання: посудина з водою, пластилін, пробірка.
Вчитель. Переходимо до обговорення результатів. З’ясуємо, які тіла тонуть, а які плавають в рідині.

(Відповідають учні першої групи: 1 учень називає тіла, що тонуть у воді; 2 учень – тіла, які плавають; 3 учень порівнює густини тіл кожної групи з густиною води.)


Учні. Якщо густина речовини більша густини рідини, то тіла тонуть. А якщо густина речовини менша ніж густина рідини, то тіла плавають.

(Висновок записати на дошці та у зошитах.)



ρреч > ρрід – тоне;

ρреч < ρрід – плаває;

ρреч = ρрід - ?

Вчитель. А що ж буде відбуватися з тілом, якщо густина рідини та речовини будуть однакові? Це питання ми поки що залишимо відкритим, а вже потім повернемось до нього.

Вчитель. Розглянемо як ведуть себе тіла, що плавають на поверхні рідини. Деякі учні розглядали, як ведуть себе тіла, виготовлені з дерева та пінопласту в одній рідині. Що ви помітили?

Учень. Глибина занурення тіл різна.

Пінопласт плаває майже на поверхні, а дерево трохи занурилося у воду.



Вчитель. Що можна сказати про глибину занурення дерев’яного бруска плаваючого на поверхні води, гасу?

Учень. В гасі брусок глибше занурювався, ніж у воді.

Вчитель. Таким чином, глибина занурення тіла в рідину залежить від густини рідини і самого тіла. (Запишемо цей висновок).

А зараз з’ясуємо, чи можливо заставити плавати тіла, які в звичайних умовах тонуть у воді, наприклад картоплю чи пластилін.

Розглянемо дослід. Кинемо ці тіла у воду.

(Проводиться демонстрація.)

Що ви спостерігаєте?

Учень. Вони тонуть у воді.

Вчитель. А у …………….картоплина плаває у воді.

У чому ж справа?


Учень. Щоб заставити картоплю плавати у воді, я насипав побільше солі.
Вчитель. Що відбулося?
Учень. У солоній воді збільшилась густина і вона почала більше виштовхувати картоплю. Густина води збільшилась і архімедова сила теж збільшилась. Якщо розглянути формулу FAрgV, то видно, що архімедова сила прямо пропорційно залежить від густини рідини, чим більша густина тим більша сила Архімеда. Отже, збільшуючи густину рідини, збільшуємо виштовхувальну силу.
Вчитель. Вірно. А у учнів, що виконували завдання з пластиліном, солі не було. Як вам вдалося домогтися, щоб пластилін плаває у воді?

Учень. Я зробив із пластиліну човник, (або можна коробочку) він має більший об’єм і тому плаває. З закону Архімеда випливає, що чим більше об’єм тіла, тим більша виштовхувальна сила. Отже, необхідно збільшити об’єм тіла.
Вчитель. Мабуть, не просто великий, а більший ніж у куска пластиліну.
Вчитель. Отже, щоб заставити плавати тіла, що тонуть можна змінити густину рідини або об’єм зануреної частини тіла. При цьому змінюється і архімедова сила, що діє на тіло. Як ви гадаєте, чи є якийсь зв'язок між силою тяжіння і архімедовою силою для плаваючих тіл?

Експеримент, що проводе вчитель.

Обладнання: мензурка, динамометр, пробірка з піском, пісок у посудині, серветки. Зануримо у воду пробірку з піском. Пробірка плаває на поверхні. Добавимо піску і стільки, щоб наша пробірка плавала у воді. Що показує наш динамометр, коли пробірка плаває в середині рідини?

Учні. Стрілка динамометра знаходиться на нулі.
Вчитель. Які сили діють зараз на пробірку?
Учні. Сила Архімеда та сила тяжіння.
Вчитель. Куди вони напрямлені?
Учні. Архімедова сила вгору, а сила тяжіння вниз.
Вчитель. А якщо стрілка динамометра знаходиться на нуль, що можна сказати про значення цих сили?
Учні. Що вони рівні.
Вчитель. Молодці. Отже, якщо тіло плаває, то FA = Fтяж (Записується на дошці). А якщо тіло тоне в рідині?
Учень. Тоді Fтяж > FА.
Вчитель. А коли тіло вспливає?
Учень. Тоді FА > Fтяж.
Вчитель. Вдома для кожного з цих випадків намалюйте малюнок. Отже, ми отримали умову плавання тіл: FA = Fтяж. Але воно не пов’язане з густиною тіла та густиною самої рідини. А чи можливо по іншому виразити умову плавання тіл? Давайте спробуємо. Ми знаємо, що якщо тіло плаває, то

FA = Fтяж FА= ρрgVт,

Fтяж = mg,

m = ρтVт ; Fтяж = ρтgVт, тоді ρрgVт = ρтgVт або ρрідини = ρтіла - тіло плаває



Отже, умову плавання тіл можна сформулювати двома способами: порівнюючи архімедову силу та силу тяжіння або порівнюючи густину рідини і густину тіла, що там знаходиться.

V. Узагальнення та систематизація нових знань та вмінь.
1.(Робота з підручником)

- Користуючись таблицею густин, назвіть метали, які можуть плавати у ртуті. - Користуючись таблицею густин, назвіть метали, які потонуть у ртуті. - Які тіла можуть плавати у воді? - Які тіла тонуть у воді? - Чи потоне сталева гайка в гасі? Воді? Ртуті? - У посудину налили воду, гас і ртуть. Як розмістяться ці рідини в посудині? Чому?

- Чи можна гасити палаючий гас, заливаючи його водою? - Відгадайте загадку: «У воді не тоне, у вогні не горить. Що це?» (Лід.)Учні порівнюють густину льоду і води.
2. (Розв’язування задачі)

Деяке тіло має вагу в повітрі 380Н і об’єм 0,045 м3. Плаває це тіло у воді чи тоне?

Д
Fт = Р = 380Н

FА = ρвgVт

FА = 1000 • 9,8 • 0, 045м3 = 450Н

FА> Fт – тіло спливає у воді; потім воно плаватиме у воді, частково занурившись у воді


ано: Розв’язання Р = 380Н V = 0,045м3 Ρв = 1000 .

Відповідь: тіло спливає у воді, потім плаває, частково занурившись у воду.

Вчитель. А де в техніці застосовується умови плавання тіл?

Учень. При будові кораблів. Раніше робили дерев’яні кораблі і човни. Густина дерева менша густини води, і кораблі плавали у воді.

Вчитель. Металеві кораблі теж плавають, а куски сталі тонуть у воді.

Учень. З ними роблять так, як ми робили з пластиліном: збільшують об’єм, архімедова сила становиться більше, і тому вони плавають.

Вчитель. А чи враховується яка-небудь залежність умов плавання тіл із зміною густини рідини? А як плавають підводні човни та атомні ледоколи. Вони самі потужні в світі та можуть плавати, не заходячи в порти, більше року. Це все ми розглянемо з вами на слідуючому уроці.

Ми сьогодні не розглядали завдання 5 групи. Учні, що виконували його, здасте в кінці уроку свої зошити, а висновки цієї роботи ми обговоримо на слідуючому уроці.



VІ. Підведення підсумків.

Вчитель.

1.Поясніть фізичний зміст прислів’їв: «Як камінь у воду», «Плаває, як сокира».

2.У посудині з водою плаває тіло, частково занурившись у воду. Що відбудеться з тілом, якщо воду в посудині нагріти? Охолодити? (Змінення об’єму самого тіла не враховувати)

3. Рефлексія. Учні прослуховують уривок з китайської байки: «У хлопчика, який торгував жирними пампушками, вкрали монети. Для виявлення злодія суддя Бао - гун попросив принести великий жбан з водою. Сам стоїть поруч і дивиться. Ось підходить якийсь чоловік, опускає монету в жбан. Суддя закричав: «Це ти, злодію, у дитини гроші вкрав?! Зізнавайся!».



Запитання. У який спосіб суддя зловив злодія? Для підказки використовується експеримент. Пропонується учневі у посудину з олією влити воду. Олія спливає вгору. Учні пояснюють це явище і на основі експерименту відповідають на запитання. Для підтвердження правильності відповіді, учні слухають пропущені слова з байки: «…По воді поплили жирні плями».

VІ. Домашнє завдання.

§38 вивчити;§37,5,6 повторити, розв’язати із збірника задачі №21.1 – 21.3 на ст.94



Підготувати коротке повідомлення на теми: «Розвиток водного транспорту в Україні» «Архімедова сила в живій природі» «Титанік» «Від паруса до парової машини» «Народження повітроплавання». «Античні суда.»



Каталог: uploads -> editor -> 1806
1806 -> Закон про зорі; б вчення про планети; в вимірювання неба; г знання про Сонце. Звідки походять власні назви планет? а від давніх греків; в від єгиптян; б від римлян; г з Близького Сходу. Що таке астрологія?
1806 -> Учень факел, який треба запалити
1806 -> Урок 1 2 Електризація тіл. Електричний заряд. Взаємодія заряджених тіл
1806 -> Тема: І. Франко. Короткі відомості про письменника. Історична правда та художній вимисел: постать українського мислителя ХVІІ століття. Художній образ у творі «Іван Вишенський»
1806 -> Методичні рекомендації щодо організації патріотичного виховання дітей та учнівської молоді в умовах загальноосвітніх та позашкільних навчальних закладів
1806 -> Трибуна класного керівника
1806 -> Розробка години спілкування з гендерного виховання. Підготувала
1806 -> Розробка і впровадження моделі управління розвитком життєвої компетентності особистості в умовах школи сприяння здоров’я Виступ на всеукраїнській конференції
1806 -> Виступ вихователя-методиста БілоткачН.І. на Всеукраїнській підсумковій науково-практичній конференції «Розвиток життєвої компетентності вихованця днз через запровадження Портфоліо досягнень дитини»
1806 -> Як покращити та розвинути пам’ять

Скачати 130.81 Kb.

Поділіться з Вашими друзьями:




База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка