Эксперимент требует от учащихся умений наблюдать, выделять из наблюдаемого существенные и несущественные признаки, предсказывать результаты опыта. Эксперимент позволяет поднять ученика на более высокий уровень развития познавательной деятельности, так как связывает теорию с практикой, показывает применение теоретических знаний и необходимость их экспериментального подтверждения. Порой результаты эксперимента бывают неожиданны и удивительны для учеников, что способствует возникновению желания разобраться в наблюдаемом явлении. Формирование и развитие навыков самостоятельной экспериментальной деятельности учащихся действительно можно считать одним из способов повышения качества образования.
ТЕМА: “ ДАВЛЕНИЕ. АРХИМЕДОВА СИЛА. ПЛАВАНИЕ ТЕЛ”.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УРОКА.
Обучающие: систематизировать и обобщить знания учащихся по данной теме; проверить усвоение и качество знаний.
Развивающие: способствовать практической направленности знаний физических законов и формирование умений их применения в самостоятельной исследовательской работе и в решении задач; развивать мышление, умение анализировать и делать выводы.
Воспитательные: развивать навыки коллективной работы, умения общаться и тактично относиться друг к другу.
Ход урока
I. Организационный момент. Вступительное слово учителя.
Сегодня у нас необычный урок: урок трудный и интересный. Трудный, потому что вам нужно быть особенно внимательными при выполнении заданий и требовательными к себе; интересный, потому что вы будете опытным путем доказывать справедливость закона Архимеда.
Я надеюсь и верю, что вы будете внимательны и активны.
А назовем мы наш урок уроком сотрудничества и эксперимента.
Я буду умным,
Я буду знающим,
Я буду стараться
И все получится!
(1 слайд)
Проведем мы наш урок в форме устного журнала “Хочу все знать!”.
(2 слайд)
II. Основная часть урока
.Итак, первая страница вернет нас в историю. Рассказ ученицы о фактах из жизни Архимеда.
Архимед, величайший математик и физик древности, родился в 287 году до нашей эры в Сиракузах, на острове Сицилия. Он прославился многочисленными научными трудами, главным образом в области геометрии и механики.
Последние три года жизни Архимеда Сиракузы были осаждены римскими войсками и флотом. По словам историков, Архимед для защиты родного города изобретал удивительные орудия и приспособления, которые губил римлян и наводили на них суеверный страх.
В 212 году до нашей эры Сиракузы были взяты. Римский военачальник приказал не убивать Архимеда. Но Архимед был убит солдатом, не знавшим его в лицо. Рассказывают, что Архимед сидел в то время, задумавшись над чертежом, сделанным на песке, и хотел остановить солдата, крикнув: “ Не наступи на мои круги….”.
После Архимеда осталось мало трудов, но каждый из них имеет огромное практическое значение.
Одним из таких трудов Архимеда является сочинение “О плавающих телах”
Вот основные положения теории плавания в формулировке Архимеда:
“Тела, равнотяжелые с жидкостью, будучи опущены в эту жидкость, погружаются так, что никакая их часть не выступает над поверхностью жидкости”.
“Тело, более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, не погружается целиком, но некоторая часть его остается над поверхностью жидкости”.
“Тело, более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, погружается настолько, чтобы объем жидкости, соответствующий погруженной части тела, имел вес, равный весу этого тела”.
“Тела, более легкие, чем жидкость, опущенные в эту жидкость насильственно, будут выталкиваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объем с телом, будет тяжелее этого тела”.
“Тела, более тяжелые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут погружаться, пока не дойдут до самого низа, и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела”.
“Если какое-нибудь тело, более легкое, чем жидкость, опустить в эту жидкость, то оно по тяжести будет находиться в том же отношении с жидкостью, какое погруженный объем имеет ко всему объему”.
Интересна история о том, как сочинение “О плавающих телах” дошло до нас. Очень долго оно было известным только в латинском переводе. Рукопись этого перевода была обнаружена в 1884 г. В Ватиканской библиотеке. Греческий же текст был открыт только в 1905 г. При этом сохранилось примерно около трех четвертей текста рукописи Архимеда; утраченный текст восполнялся по латинскому переводу.
(3 слайд)
Не только Архимед, но я заметила и вы тоже очень любознательны. Так у вашего одноклассника появились вопросы.
- Плавающий подсвечник
- Водолазные колокола, кессоны
Ученик проводит опыты и задает вопросы классу.
(4 слайд)
На следующей странице нас ждут качественные задачи. Ребята! У вас на столах имеются файлы с заданиями. Внимательно прочитайте задачу-вопрос и дайте полные ответы с обоснованием.
Задача 1.
Глядят на мутный ток реки,
Склонясь на копья боевые.
Ах! Как желал бы там он быть;
Но цепь мешала переплыть…
М.Ю. Лермонтов “Кавказский пленник”
Почему с тяжелой цепью реки невозможно переплыть?
Задача 2.
“…..Наш кок отпросился искупаться, но залив его не принял. Он высоко вскидывал ноги, и при всем желании так погрузиться в воду и не смог”. Почему?
К. Паустовский “Кара-Бугаз”
Задача 3.
И слышно было, что Рогдая
Тех вод русалка молодая
На хлады персы приняла
И, жадно витязя лобзая,
На дно со смехом увлекла…
А.С. Пушкин “Руслан и Людмила”
Какое условие необходимо, чтобы тело Рогдая опустилось на дно?
Задача 4. Найдите ошибки в тексте. Ответ обоснуйте.
“Благодаря тому, что Блез Паскаль открыл в 12 веке действие толкающей силы на тела, погруженные в жидкость, стало понятным, почему некоторые тела всплывают в воде, а некоторые тонут: те на которые действует толкающая сила, всплывают, а те на которые она не действует, тонут. Оказалось, что у всплывающих тел плотность вещества больше плотности жидкости”.
Ответ обоснуйте.
Задача 5. Почему яйцо со стола падает быстро, а в кастрюле с водой опускается на дно медленно?
(5 слайд)
Дальше у нас страница с экспериментальными задачами.
Опыт ценнее тысячи мнений, рожденных воображением.
М.В.Ломоносов
Задача 1. Проверь на опыте и объясни.
В банке, наполненной водой, на дне лежит картофелина. Как следует изменить состав воды, чтобы картофелина всплыла?
Дано: сосуд с водой, на дне которого лежит картофелина, соль, сода.
Задача 2. Проверь на опыте и объясни.
Опыт “Слоеная жидкость”. Как расположатся жидкости в одном сосуде, почему?
Оборудование: вода, растительное масло, горох (перец горошком)
Задача 3. Проверь на опыте и объясни.
Добиться, чтобы кусок пластилина плавал на воде. Пояснить результаты опыта.
Дано: сосуд с водой, кусок пластилина.
Задача 4. Проверь на опыте и объясни.
Сравнить глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров. Выяснить, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности. Результаты опыта представить на рисунке.
Дано: два сосуда (с водой и маслом), деревянный и пенопластовый кубики.
Задача 5. Проверь на опыте и объясни.
Как погружается и поднимается модель подводной лодки?
Оборудование: сосуд с водой, модель подводной лодки.
Рассказ учащегося о подъеме затонувших судов.
Это случилось 20 июня 1916 г.
Недавно построенный, свежеокрашенный ледокол “Садко” шел по Кандалакшскому заливу Белого моря.
И вдруг раздался страшный удар.
На полном ходу “Садко” ударился о подводный камень, пропорол днище и вскоре пошел ко дну.
Людям с трудом удалось спастись на шлюпках…
Целых семнадцать лет пролежал “Садко” на дне холодного Белого моря.
В 1933 г. На место гибели ледокола прибыли инженеры и водолазы. Одна за другой опускались на дно водолазные партии, чтобы обследовать затонувший на 25– метровой глубине ледокол.
Исследовали пробоину, установили ее расположение и размеры, а потом тщательно ее заделали. Инженеры составили план подъема ледокола.
Под корпусом ледокола водолазы промыли в грунте 12 туннелей. В них протянули “полотенца” – толстые стальные полосы, охватившие дно корабля. Для подъема решено было использовать 12 огромных цистерн, объемом 250 м3 каждая. Вес каждой пустой цистерны – 500 кН. Такие цистерны, служащие для подъема затонувших кораблей, называются понтонами.
Все понтоны заполнили водой и утопили рядышком с корпусом ледокола. Когда они легли на дно, их привязали стальными тросами к полотенцам, концы которых высовывались из-под днища ледокола.
Когда с этим было покончено, за подъем ледокола взялся сжатый воздух. Компрессоры погнали его по шлангам в цистерны. Под натиском сжатого воздуха вода стала покидать цистерны.
Отвлечемся на минуту и займемся расчетами, чтобы понять, как легкий воздух мог поднять со дна моря ледокол, весивший почти 20000 кН.
Нам известно, что объем понтона 250 м3. На каждый понтон действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх и равная весу 250 м3 воды. Несложно подсчитать, что вес такого объема воды равен 2500 кН. Если учесть, что вес самого понтона 500 кН, то подъемная сила одного понтона
Fпод = 2500 кН – 500 кН = 2000 кН.
Всего понтонов 12. Их общая подъемная сила:
Fпод = 2000 кН * 12 = 24000 кН,
т.е. понтоны могли поднять корабль весом около 24000 кН (массой 2400 т).
Освобожденные от воды понтоны всплывали наверх и увлекали за собой судно.
Победа далась нелегко. Вот что писал в своих воспоминаниях участник спасательной экспедиции главный инженер Т.И.Бобрицкий: “Четыре аварии терпела на подъеме спасательная партия, пока не добилась успеха. Три раза, напряженно ожидая судно, мы видели вместо ледокола стихийно вырывающиеся наверх в хаосе волн и пены понтоны и разорванные, змеями извивающиеся шланги. Три раза показывался и снова исчезал в пучине моря ледокол, прежде чем всплыл и окончательно удержался на поверхности”.
(7 слайд)
А сейчас будем искать истину. Нас ждут исследования. Приступаем к выполнению работы. Необходимо сделать устный отчет и сообщить вывод.
Опыт – верховный судья теории.
Л.Д.Ландау.
Исследование 1. Сделать устный отчет и сообщить вывод.
Архимедова сила в пресной воде, действующая на тела одинакового объема, но разной плотности.
Оборудование: динамометр, алюминиевый и стальной цилиндры, сосуд с водой.
№ |
Цилиндр |
Вес тела в воздухе Р1, Н |
Вес тела в воде Р2, Н |
ААрхимедова сила |
1. |
алюминий |
|||
2. |
сталь |
Вывод:
Исследование 2. Сделать устный отчет и сообщить вывод.
Архимедова сила в пресной воде, действующая на тела разного объема, но одинаковой плотности.
Оборудование: динамометр, тела из пластилина (кубик, шарик), сосуд с водой.
№ |
Тела из пластилина |
Вес тела в воздухе Р1, Н |
Вес тела в воде Р2,Н |
ААрхимедова сила |
1. |
кубик |
|||
2. |
шарик |
Вывод:
Исследование 3. Сделать устный отчет и сообщить вывод.
Архимедова сила в пресной и соленой воде, действующая на одно и тоже тело.
Оборудование: динамометр, сосуд с пресной водой, сосуд с соленой водой, исследуемое тело.
№ |
Жидкость |
Вес тела в воздухе Р1,Н |
Вес тела в жидкости |
Архимедова сила Fа=Р1 – Р2,Н |
1. |
вода |
|||
2. |
соленая вода |
Вывод:
Исследование 4. Сделать устный отчет и сообщить вывод.
Архимедова сила в пресной воде, действующая на тела одинаковой плотности, но разной формы.
Оборудование: динамометр, тела (кубик, шарик), сосуд с водой.
№ |
Тело |
Вес тела в воздухе Р1,Н |
Вес тела в воде Р2,Н |
Архимедова сила |
1. |
кубик |
|||
2. |
шарик |
Вывод:
Исследование 5. Сделай устный отчет и сообщи вывод.
Архимедова сила в зависимости от глубины погружения.
Оборудование: сосуд с водой, динамометр, исследуемое тело.
№ |
Глубина погружения |
Вес тела в воздухе Р1,Н |
Вес тела в воде Р2 ,Н |
Архимедова сила |
1. |
h1 |
|||
2. |
h2 |
Вывод:
Учащиеся формулируют вывод по проведенным исследованиям.
(9 слайд)
III
. Этап проверки знаний. Учащимся предлагается тест, состоящий из 7 заданий.(10 слайд)
Взаимопроверка. Открываются ответы к тесту.
(11 слайд)
Ребята! Наш урок заканчивается. А изучение физики – нет, в дальнейшем нас тоже ждет много интересного и полезного.
Будем работать с удовольствием!
(12 слайд)
IV. Рефлексия.
Лист настроения.
