Структура урока
- Разминка - решение качественных и экспериментальных задач.Cпособ проверки знаний - фронтальный опрос.
- Конкурс команд – самостоятельная работа учащихся по решению расчётных задач. Способ проверки знаний – ответы у доски и проверка собранных листиков у учащихся членами жюри.
- Конкурс капитанов – решение экспериментальных задач. Способ проверки знаний – ответы учащихся у доски.
- Задания, определяющие развитие учащихся:
а) составление задач по рисунку
б) составление текста из фраз А и В
в) конкурс на лучший вопрос по объяснению явлений, сюжетов. - Конкурс команд – решение познавательных задач. Способ проверки знаний – фронтальный опрос.
Конспект урока
Учитель: Ребята, сегодня мы проводим урок решения задач по теме “Архимедова сила” в виде соревнования между командами:“Сила”, “Архимеды” и “Ньютоны”. Помогать, мне, судить соревнования будут учитель физики и лаборанты. Сегодня на уроке мы должны научиться решать задачи, используя формулы расчёта архимедовой силы, научиться объяснять различные явления, используя знания об архимедовой силе.
Итак, начнём с разминки.
Вопрос 1 команде (на листе бумаги рисунок): на какое из тел равного объёма действует большая сила?
Ученик: на первое, т. к. оно полностью погружено в воду, а второе только на половину
Вопрос 2 команде: два одинаковых тела плавают в разных жидкостях так, как показано на рисунке. Плотность, какой жидкости больше?
Ученик: чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила, так как по рисунку видно, что большая сила действует на 2-ое тело, значит плотность жидкости во 2-ом сосуде больше.
Вопрос 3 команде (по рисунку)
Изменится ли равновесие весов в опыте, если тела опустить в воду? В какую сторону, почему? Масса тел одинакова.
Ученик: равновесие весов нарушится, так как фарфоровое тело имеет больший объём, при одинаковых массах, а значит, на него действует большая выталкивающая сила.
А теперь, ребята, внимательно посмотрите предложенные вам опыты и ответьте на вопросы.
Для первой команды: на коромысле весов подвешены два шарика одинакового объёма. Весы уравновешенны. Затем шарики опускают в 2 стакана с жидкостями.
Вопрос: что можно сказать о жидкостях, налитых в сосуды?зависит ли выталкивающая сила от плотности жидкости?
Ученик: так как равновесие весов нарушено, то жидкости имеют различные плотности. Чем больше плотность жидкости, тем больше архимедова сила.
Для второй команды: опыт. На весах уравновешены два тела одинаковой массы, но разного объёма. Тела одновременно опускают в стаканы с водой.
Вопрос: объясните результаты опыта. Зависит ли выталкивающая сила от объёма тел?
Ученик: так как объёмы тел разные, то на тело, имеющее больший объём, действует большая выталкивающая сила, равновесие весов нарушается.
Для третьей команды:Вопрос: кусок металла опущен на дно сосуда и постепенно залит жидкостью. Сначала так, что жидкость только закрывала его, затем много выше верхней поверхности металла. В третий раз жидкость налили доверху. Что вы скажете о величине выталкивающей силы, действующей на этот кусок металла во всех 3-х случаях?
Ученик: во всех 3-х случаях выталкивающая сила будет одинакова, т. к. она не зависит от количества жидкости, а только от плотности жидкости и объёма тела.
Итак, подведём итоги: Архимедова сила зависит от плотности жидкости и объёма тела.
Следующий наш конкурс – конкурс команд.
К доске вызываются по одному человеку от команды для решения задачи.
1 команда. Гранитная глыба массой 1300 кг и объёмом 0,5 м3 погружена в воду. Чему равна действующая на него сила?
2 команда. Объём куска железа 0,1 дм3. Какая выталкивающая сила будет действовать на него в керосине?
3 команда. Железная плита размером 4 x 0,3 x 0,25 м3 погружена в воду на половину своего объёма. Какова архимедова сила, действующая на неё?
Решение задачи:
Пока у доски ребята решают задачи, все остальные решают самостоятельно задачу на листах, представленную им через проектор: стальная балка массой 1,56 т удерживается на канате в пресной воде. Вычислить архимедову силу, действующую на балку.
Решение задачи:
( На этот конкурс отводится 8 минут. По истечении времени листики сдаются в жюри. К доске вызывается один ученик для обсуждения задачи после чего у доски так же проверяются задачи. Команды исправляют ошибки, делают замечания ).
Учитель: а теперь внимание! Конкурс капитанов.(капитаны выходят к доске)
Капитанам команд предлагается выполнить экспериментальное задание, а затем защитить его. Время – 10 минут.
А пока капитаны выполняют задания, проводим ещё один конкурс команд. Он состоит из 3-х заданий.
1. Составьте тексты из фраз А и Б
А). К коромыслу весов подвешены два цилиндра одинакового веса
- из одного и того же материала
- из разного материала
Б). Если оба цилиндра одновременно погрузить в воду, то…
- равновесие весов нарушится
- равновесие весов не нарушится
2. Составьте задачу по рисунку
Примерное условие задачи: на поверхности воды плавают бруски из дерева пробки и льда. Укажите, где какой брусок?
3. Конкурс на лучший вопрос по объяснению явления сюжета.
Сюжет: “Рыбы. Плотность живых организмов, населяющих водную среду, очень малоотличаются от плотности воды, поэтому их вес почти полностью уравновешивается архимедовой силой. Благодаря этому водные животные не нуждаются в столь массивных скелетах, как наземные. Интересна роль плавательного пузыря у рыб. Это единственная часть тела рыбы, обладающая заметной сжимаемостью. Сжимая пузырь усилиями грудных и брюшных мышц, рыба меняет объём своего тела и тем самым среднюю плотность, благодаря чему она может в определённых пределах регулировать глубину своего погружения”.
( Примерно такой вопрос можно задать: “Почему рыба имеет более слабый скелет, чем существа, живущие на суше”).
(После этого конкурса проверяется, как справились со своим заданием капитаны команд).
Учитель: последний конкурс для команд – умение применять свои знания об архимедовой силе для объяснения явлений и ситуаций, встречающихся в жизни.
Вопросы:
- Почему в реке с илистым дном мы вязнем больше на
мелком месте, чем на глубоком?
Ответ: погружаясь на большую глубину, мы вытесняем больший объём воды. По закону Архимеда на нас в этом случае будет действовать большая выталкивающая сила. - Почему человек может лежать на воде, положив
руки под голову?
Ответ: масса человеческого тела, если полости лёгких заполнены воздухом, хотя и не на много, но всё же меньше вытесненной им воды, поэтому человек может свободно лежать на воде, положив руки под голову. - Для чего ботинки водолаза делают с тяжёлыми
свинцовыми подошвами
Ответ: тяжёлые свинцовые ботинки помогают водолазу преодолевать выталкивающую силу воды. - Почему держаться на поверхности воды в море
значительно легче, чем в реке?
Ответ: Плотность морской воды больше пресной, поэтому в море на человека действует большая выталкивающая сила. - Какое заключение можно сделать о величине
архимедовой силы, проводя соответствующие опыты
на Луне, где сила тяжести в 6 раз меньше, чем на
Земле?
Ответ: Такое же, как и на Земле: архимедова сила равна весу жидкости, вытесненной погруженным в неё телом. - Действует ли архимедова сила на ИСЗ?
Ответ: архимедова сила в условиях невесомости отсутствует.
Учитель: ну вот, ребята, конкурсы у нас закончены. Сейчас жюри подведёт итоги.
(Пока жюри подводит итоги, ребятам предлагается составить кроссворд со словом “Архимед”).
Жюри объявляет итоги, самые активные участники награждаются медалью “Юный Архимед”.