Урок по теме "Исследование архимедовой силы" (7-й класс)

Эпиграф:

“Без сомнения, все наше знание начинается с опыта”.
Кант Иммануил (немецкий философ, 1724–1804 гг.)

Цель урока: исследование зависимости архимедовой силы от различных физических величин.

Задачи:

Образовательные:

1. Обнаружить наличие силы, выталкивающей тело из жидкости.
2. Экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от других физических величин.

Развивающие:

1. Развивать навыки работы с лабораторным оборудованием.
2. Развивать мышление, умения анализировать, делать выводы.
3. Развивать навыки самостоятельной работы и работы в группах.

Воспитательные:

1. Воспитывать интерес к предмету.
2. Воспитывать внимательность, аккуратность.

Оборудование (у каждого ученика) на начало урока: сосуд с водой, динамометр, небольшое тело.

Ход урока

Вступительное слово учителя: “Уважаемые коллеги!

Нет, нет, я не оговорилась. Сегодня вы не учащиеся 7 класса, а мои коллеги – физики-экспериментаторы, исследователи действия жидкости на погруженное в нее тело. Именно этой проблеме посвящена наша научная работа. Процесс работы над исследовательским проектом состоит из следующих этапов. (Написано на доске):

Исходные факты – Гипотеза – Эксперимент – Выводы

Сегодня на уроке мы вместе в таком проекте поучаствуем.

Не секрет, что предмет нашего исследования для науки не нов, он уже подвергался изучению, а исследователем действия жидкости на погруженное тело был древнегреческий математик и физик Архимед, живший в 287 г. До нашей эры. Нам предстоит сегодня “переоткрыть его закон. Итак, в путь! “Сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью”, – советовал нам Аристотель. Прислушаемся к его совету”

1-й этап. Опыт по обнаружению выталкивающей силы.

Учитель: “Ребята, используя выданное оборудование предлагаю провести опыт по плану записанному на доске”.

Каждый ученик приступает к выполнению эксперимента (на доске записан план).

1. Определите вес данного вам тела в воздухе: Р₁.
2. Определите вес этого же тела в воде: Р₂.
3. Сравните результаты измерений и сделайте вывод. (Вес тела в воде меньше веса тела в воздухе Р₁ > Р₂).

Учитель: “Почему вес тела в воде меньше веса тела в воздухе?”

Учащиеся: “Существует сила, действующая на тело в воде и направленная вертикально вверх”.

Учитель: “Действительно, существует такая сила. Она называется выталкивающей, или архимедовой силой в честь древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение.”

Учитель: “А как можно найти величину выталкивающей силы?”.

Учащиеся: “Из веса тела в воздухе надо вычесть вес тела в воде”.

Учитель: “Давайте запишем формулу. F_А = Р₁ – Р₂, и произведем вычисления”.

Учащиеся: выполняют задание.

2-й этап. Учитель: “От чего зависит сила Архимеда?”

Учащиеся выдвигают гипотезы, учитель записывает на доске:

• от плотности жидкости;
• от объема погруженного в жидкость тела;
• от плотности тела;
• от глубины погружения в жидкость;
• от формы тела

3. Этап. Учитель: “Чтобы проверить все гипотезы перейдем к эксперименту.”

Учащиеся делятся на группы по 3–4 человека

Группы получают задание. (Приложение1)

Задание первой группе.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры из набора тел для калориметра, нить.

1. Определите архимедовы силы, действующие на первое и второе тела.
2. Сравните плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.
3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от плотности тела.

Задание второй группе.

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

1. Определите архимедову силу, действующую на каждое из тел.
2. Сравните эти силы.
3. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.

Задание третьей группе

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

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело в простой воде и в соленой воде.
2. Чем отличаются эти жидкости?
3. Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?
4. Установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

Задание четвертой группе.

Оборудование: Мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить, динамометр.

1. Определите архимедовы силы, действующие на тело на глубине h₁ и на глубине h₂, большей, чем h₁.
2. Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от глубины погружения тела.

Задание пятой группе.

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

1. Кусочку пластилина придайте форму шара, куба, цилиндра.
2. Поочередно опуская каждую фигурку с воду, с помощью динамометра определите. архимедову силу, действующую на нее.
3. Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.

Задание шестой группе. (Выдается более сильным учащимся и предлагается им самим подобрать оборудование для проведения эксперимента.)

Жидкости на тело давят
Вверх его все поднимают,
При этом силу создают,
Что Архимедовой зовут!
Ее считать умеем мы:
Надо знать лишь вес воды,
Той, что тело вытесняет –
Все закон нам объясняет.
Открыл его великий грек,
Ему имя – Архимед!

4-й этап. После получения результатов каждая группа устно отчитывается о своей работе и сообщает свои выводы. Выводы записываются учащимися в тетрадях, а учителем на доске в виде таблицы:

Таким образом, достигнута цель урока, мы провели исследование и выяснили, от каких физических величин зависит архимедова сила.

5-й этап. Закрепление.

Просмотр презентации, подготовленной учителем. (Приложение2)

6. Рефлексия.

Учитель: “Поднимите руку тот, кто остался доволен своей работой на уроке? Какое задание на уроке вам понравилось больше всего? Какое задание вызвало у вас затруднение?”

Домашнее задание: § 48, 49,ответить на вопросы: упр. 24 (1, 2)