Цель урока:
- Ознакомить учащихся с явлением плавания тел в жидкости, изучить условия плавания тел, наблюдать и анализировать явления.
- Умение логически мыслить, развивать творческую активность.
- Воспитывать добросовестное отношение к учебе, стремление к познанию нового.
ТСО: программа лабораторное оборудование указано в каждой карточке.
План урока:
- Организационный момент.
- Повторение темы: "Архимедова сила" – 5 минут.
- Изучение нового материала, экспериментальная работа – 30 минут.
- Задание на дом – 3 минуты.
Ход урока
I. Организационный момент.
- Приветствие учащихся.
- Сообщение темы и целей урока.
II. Повторение темы: "Архимедова сила".
Учитель: На предыдущих уроках мы познакомились с действием жидкости на тела, погруженные в нее. Какая сила возникает при погружении тела жидкость?
Ученик: Архимедова сила.
Учитель: Как направлена эта сила?
Ученик: Она направлена вертикально вверх.
Учитель: От чего зависит Архимедова сила?
Ученик: Архимедова сила зависит от объема тела и от плотности жидкости.
Учитель: А если тело не полностью погружено в жидкость, то как определяется Архимедова сила?
Ученик: Тогда для подсчета Архимедовой силы надо использовать формулу Рарх = Рж х § х V, V – объем той жидкости тела, которая погружена в жидкость.
Учитель: Какими способами можно на опыте определить Архимедову силу?
Ученик: Можно взвесить жидкость, вытесненную телом, ее вес и будет равен Архимедовой силе. Можно найти разность показаний динамометра при взвешивании тела в воздухе и в жидкости, эта разность тоже равна Архимедовой силе. Можно определить объем тела с помощью линейки или мензурки. Зная плотность жидкости, объем тела можно вычислить архимедову силу.
Учитель: И так мы знаем, что на всякое тело, погруженное в жидкость действует архимедова сила. Но одни тела плавают в жидкости, другие тонут, а третьи всплывают на поверхность. Почему? Сегодня мы выясним это.
Запишите в тетради тему урока: "Условия плавания тел".
III. Изучение и закрепление нового материала.
Учитель: Попробуем все сведения об условиях плавания тел получить из опыта.
Сегодня каждая группа получит свое задание. После выполнения заданий мы обсудим полученные результаты и выясним условия плавания тел.
Откройте учебники на стр. 50, где помещены таблицы плотностей различных веществ. Они вам пригодятся во время работы. Внимательно прочитайте свои задания, постарайтесь не отвлекаться. Все результаты записывайте в тетрадь. Если у кого-нибудь возникнут вопросы, поднимите руку.
Первый вариант. Пронаблюдать, какие из предложенных тел тонут и какие плавают в воде, найти в таблице учебника плотности соответствующих веществ и сравнить с плотностью воды. Результаты оформить в виде таблицы 1.
Таблица №1.
| Плотность жидкости | Плотность вещества | Тонет или нет. |
Для выполнения этого задания нужен сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, кусочки свинца, алюминия, органического стекла, пенопласта, пробки парафина.
- Плотность жидкости.
- Плотность вещества.
- Тонет или нет.
Тела находятся в коробке с перегородками, в каждой ячейке указано название вещества.
Второй вариант. 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.
Для проведения опыта нужны 2 сосуда (с водой и с маслом), деревянный и пенопластовый кубики.
Третий вариант. Сравнить архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, с силой тяжести каждой пробирки, сделать вывод на основании результатов опытов.
При выполнении этого опыта используются мензурка, динамометр, 2 пробирки с песком (пробирки с песком должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).
Четвертый вариант. Заставить картофелину плавать в воде. Объяснить результаты опыта. Для выполнения задания используются сосуд с водой, пробирка с поваренной солью, ложка, картофелина средней величины.
Пятый вариант. Добиться, чтобы кусок пластилина плавал в воде. Пояснить результаты опыта.
Для выполнения задания нужны сосуд с водой и кусок пластилина. Пока учащиеся выполняют задания, учитель наблюдает за их работой, оказывает необходимую помощь.
Учитель: Заканчиваем работу, приборы отодвиньте на край стола. Переходим к обсуждению результатов.
Сначала выясним, какие тела плавают в жидкости, а какие тонут. (Отвечают в основном ребята, выполнявшие задания первого варианта. Один из них называет те тела, которые тонут в воде, другой – тела, которые плавают, третий – сравнивает плотности тел каждой группы с плотностью воды.)
После этого все вместе делают вывод: если плотность вещества, из которого изготовлено тело больше плотности жидкости, то тело тонет. А если плотность вещества меньше плотности жидкости, то тело плавает.
Выводы записываются на доске и в тетрадях:
- Рт > Рж – тело тонет.
- Рт < Рж – тело плавает.
Учитель: Что произойдет с телом, если плотности жидкости и вещества будут равны? Этот вопрос мы пока оставим открытым, а несколько позже вернемся к нему.
Посмотрим, как ведут себя тела, плавающие на поверхности жидкости. (Некоторые ребята рассматривали, как ведут себя тела, изготовленные из дерева и пенопласта в одной и той же жидкости.) Что они заметили?
Ученик: Глубина погружения тел разная. Пенопласт плавает почти на поверхности, а дерево немного погрузилось в воду.
Учитель: Что можно сказать о глубине погружения деревянного бруска, плавающего на поверхности воды, масла?
Ученик: Таким образом глубина погружения тела в жидкости зависит от плотности жидкости и самого тела. Запишем этот вывод.
Учитель: Теперь выясним, можно ли заставить плавать тела, которые в обычных условиях тонут в воде, например, картофелину или пластилин. Посмотрим опыт.
Бросим эти тела в воду (проводится демонстрация.) Что вы наблюдаете?
Ученик: Они тонут в воде.
Учитель: А у Леши, картофелина плавает. В чем дело?
Ученик: Что бы заставить картофелину плавать, я насыпал в воду побольше соли.
Учитель: Что же произошло?
Ученик: У соленой воды увеличилась плотность и она стала сильнее выталкивать картофелину. Плотность воды возросла и архимедова сила стала больше.
Учитель: Правильно. А у ребят, выполнявших задание с пластилином, соли не было. Каким образом вам удалось добиться, чтобы пластилин плавал в воде?
Ученик: Я сделал из пластилина лодочку, она имеет больший объем, чем у куска пластилина, поэтому плавает.
Учитель: Итак, чтобы заставить плавать обычно тонущие тела, можно изменить плотность жидкости или объем погруженной части тела. При этом изменяется и архимедова сила, действующая на тело. Как вы думаете есть ли какая-нибудь связь между силой тяжести и Архимедовой силой для плавающих тел?
Ученик: Мы погружали в воду 2 пробирки с песком – одна полегче, другая потяжелее и обе они плавали в воде. Мы определили, что архимедова сила в том и другом случае примерно равна силе тяжести.
Учитель: Молодцы, Значит, если тело плавает, то Ра = Ртяж (записывает на доске). А если тело тонет в жидкости?
Ученик: Тогда сила тяжести больше Архимедовой силы.
Учитель: А если всплывает?
Ученик: Тогда Архимедова сила больше силы тяжести.
Учитель: Дома для каждого из случаев сделайте рисунок.
Итак: получили условие плавания тел, Ра = Ртяж. Но оно связано с плотностью тела и плотностью самой жидкости. Можно ли по другому выразить условие плавания тел? Давайте попробуем. Мы знаем, что если тело плавает, то Рт = Рж. Значит, условия плавания тел можно сформулировать двумя способами: сравнивая архимедову силу и силу тяжести или сравнивая плотности жидкости и находящегося в ней вещества.
Где в технике учитываются эти условия? Это мы обсудим на следующем уроке.
Оценки за работу на уроке.
VI. Домашнее задание.
- §50.
Литература:
- А.В. Перышкин. "Физика 7 класс". /М., Дрофа, 2001.
- А.А. Пинский, В.Г.Разумовский, Ю.И. Дик и др. "Физика и астрономия". /М., "Просвещение", 1998.
- Р.Д. Минькова, Е.Н. Панаиоти. Тематическое и поурочное планирование. /М., Дрофа, 2001.