Урок физики по теме "Давление твердых тел, жидкостей и газов". 7-й класс

Разделы: Физика

Класс: 7

Цель: обобщить и закрепить знания, умения и навыки учащихся по разделу «Давление твердых тел, жидкостей и газов».

ХОД УРОКА

1. Оргмомент. Сообщение цели урока
– Сегодня мы проведем необычный урок, на котором повторим и закрепим знания по разделу «Давление твердых тел, жидкостей и газов». Урок этот будет посвящен одному ученому: физику, математику, философу, изобретателю. О каком ученом пойдет речь, вы узнаете позже, когда выполните задание №1.

2. Работа по теме

Задание №1

Соотнеси физические величины и формулы, ответ расшифруйте.

А Р Х И М Е Д

Слово об ученом: Архимед родился в 287 г до н.э. Дата его рождения определяется исходя из свидетельства византийского историка 12 века Иоана Цеца, согласно которому «он прожил 75 лет». Первым учителем Архимеда был его отец. Чьё имя вы можете узнать, выполнив задание 2.

Задание 2.

Соотнесите величины и единицы измерения, ответ расшифруйте.

  1. Давление                                                     Н/кг                   И
  2. Ускорение свободного падения                кг/м3                  Д
  3. Плотность                                                    Па                     Ф
  4. Сила                                                             м2                      Й
  5. Площадь поверхности                                Н                       И
Ф И Д И Й

Слово об ученом: Отец Архимеда, астроном и математики, был одним из приближенных царя Гиерона, и это позволило ему дать сыну хорошее образование.
Гиерон правил городом на острове Сицилия, в котором родился и прожил большую часть своей жизни Архимед.
Название этого города вы узнаете, выполнив задание 3.

Задание 3. (Работа в парах)

Каждая пара выполняет две задачи, находит ответ в таблице 1, выбирает нужную букву и заполняет таблицу 2 (на доске). В таблице 2 число в первой строке соответствует номеру задачи. Будьте внимательны.

  1. Туристы, плывущие в лодке, уронили в реку банку с консервами объёмом 0,5 дм3. Определите выталкивающую силу, действующую на банку во время ее погружения. (5 Н)
  2. Выразите давление в паскалях: 5 гПа. (500 Па)
  3. Трактор массой 6 т опирается на гусеницы общей площадью 1,5 м2. Определите давление трактора на землю. (40 000 Па)
  4. Выразите в паскалях давление: 0,4 кПа.  (400 Па)
  5. Колонна массой 8,1 т оказывает на грунт давление, равное 81 кПа. Какова площадь основания колонны? (1 м2)
  6. Выразите в гектопаскалях давление: 6 500 Па.  (65 гПа)
  7. Какое давление на дно канистры оказывает находящееся в ней машинное масло, если высота его слоя равна 50 см? (? = 900 кг/м3)    (4 500 Па)
  8. Выразите в килопаскалях давление: 4 300 Па  (4,3 кПа)

Таблица 1.

40 000 4,3 1 5 65 500 4 500 400
Р Ы К С У И З А

 Таблица 2.

1 2 3 4 5 6 7 8
С И Р А К У З Ы

Слово об ученом: Молодость Архимеда прошла в его родном городе Сиракузы, на средиземноморском острове Сицилия. Уже став известным ученым, Архимед некоторое время жил в тогдашней столице наук – Александрии. Там он познакомился с другими крупнейшими математиками и позднее вернувшись на Сицилию, поддерживал с ними переписку. Одно из писем Архимеда к Эратосфену сохранилось до наших дней.
Архимед вернулся в Сицилию зрелым математиком, однако первые его труды были посвящены механике. Интересно отметить, что Архимед в своих математических работах нередко опирается на механику. Он использует принцип рычага при решении ряда геометрических задач. Вообще говоря, Архимед был представителем математической физики, вернее, физической математики.
Принцип рычага и учение о центре тяжести, а также знаменитый закон Архимеда являются важнейшими научными достижениями Архимеда в области механики.
Сиракузы были портовым и судостроительным городом. Вопросы плавания тел ежедневно решались практически, и выяснить их научные основы, несомненно, казалось Архимеду актуальной задачей. Правда, существует легенда, что Архимед пришел к своему закону, решая задачу, содержит ли золотая корона, заказанная Гиероном мастеру посторонние примеси или нет. Для этого надо было узнать не только вес, но и объем изделия. Архимед решил непростую задачу изящно: опустил корону в воду и определил объем вытесненной жидкости. Говорят, мысль об этом пришла к нему тогда, когда он принимал ванну. Радостный, он выскочил на улицу в чем был (то есть без ничего) с криком: «Эврика!» (нашел, открыл).
С законом Архимеда вы уже знакомы, сейчас мы проверим ваши знания.

Задание №4.

– Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости и газы? (Архимедова)
– Чему она равна? (Весу жидкости в объеме этого тела)
– Как подсчитать архимедову силу? ()
– От каких величин зависит архимедова сила? (От плотности жидкости и объема тела).
– От каких величин она не зависит? (От плотности вещества тела, погруженного в жидкость)
– Какие две силы действуют на тело, находящееся в жидкости? (Сила тяжести, сила Архимеда)
– При каком условии тело, находящееся в жидкости, тонет? Плавает? Всплывает?
(1. Если сила тяжести больше архимедовой силы, то тело будет опускаться на дно, тонуть. 
2. Если сила тяжести равна архимедовой силе, то тело может находиться в равновесии в любом месте жидкости. 
3. Если сила тяжести меньше архимедовой силы, то тело будет подниматься из жидкости, всплывать.)

Слово об ученом: Архимед блестяще сочетал таланты инженера-изобретателя и ученого-теоретика. Он сконструировал планетарий и винт для подъема воды, который до сих пор используют. Написал трактаты: «О спиралях», «О шаре и цилиндре» (эти фигуры изображены на его могильной плите), «О рычагах», «О плавающих телах» и др. Вычислил объем сферы и значение числа «пи». Подсчитал число песчинок в объеме земного шара.

С именем Архимеда связано немало легенд, подлинность которых вряд ли можно подтвердить. Он был одним из крупнейших инженеров своего времени, конструктором машин и механических аппаратов. Особенно успешно он разрабатывал конструкции военных машин. Это был первый ученый, уделявший много внимания и сил военным задачам. К этому его побуждало политическое положение Сиракуз. Архимеду было 23 года, когда началась 1-я Пуническая война между Римом и Карфагеном, и 69 лет, когда началась 2-я Пуническая война, во время которой он и погиб (212 г. до н. э.).

В борьбе между Римом и Карфагеном вопрос об обладании Сицилией занимал важное место. Оба могущественных государства прилагали немало усилий, чтобы склонить на свою сторону Сиракузы. Гиерон и его преемники стремились всячески сохранить независимость, но понимали, что военное столкновение с Римом неизбежно, и готовились к грядущей тяжелой военной схватке. В оборонительных планах Сиракуз военная техника занимала видное место, и инженерный гений Архимеда сыграл при этом огромную роль.
По преданию, римский полководец Марцелл, войско которого осаждало Сиракузы, очень высоко ценил Архимеда, несмотря на то, что изобретенные ученым метательные орудия причиняли большой урон нападавшим. В отличие от других сицилийских городов, Сиракузы держались долго, несколько месяцев. Многопудовые камни, выброшенные из архимедовых катапульт, сметали десятки римлян, крушили их осадные сооружения. Корабли нападавших сожгли, по-видимому, «огненные снаряды» (сосуды с горючей смесью), которые метали те же катапульты, что, кстати, могло послужить поводом для фантазий о «зажигательных зеркалах» Архимеда.

Когда Сиракузы пали под натиском римлян, разъяренные захватчики устроили страшную резню, жертвой которой стал и Архимед. Рассказывали, будто он во время штурма был занят решением геометрической задачи. По одной версии, когда римский солдат занес над ним свой короткий меч, ученый сказал «Не трогай моих чертежей», а по другой версии «Подожди, сейчас я решу задачу».

Узнав о его кончине, Марцелл якобы очень огорчился и велел на могиле мыслителя поставить камень, на котором высечен шар, вписанный в цилиндр (таково было завещание Архимеда). Так ли все это было, сказать трудно. Однако Цицерон, посетивший через полтора столетия Сиракузы, рассказал, что на заброшенном участке кладбища он увидел маленькую колонну, едва возвышавшуюся над кустарником, а на ней изображение шара с цилиндром. Знаменитого оратора сопровождали знатные сиракузцы, по приказу которых был откопан весь памятник, уже наполовину погрузившийся в землю. И тогда открылась стихотворная эпитафия, посвященная Архимеду (она была известна по литературному источнику). С гордостью Цицерон завершил свое повествование «Таким образом, виднейший и некогда столь образованный город Великой Греции не имел бы понятия о могиле своего величайшего мыслителя, если бы иноземец не показал ее его гражданам».

Таким образом, Архимед вошел в историю как один из первых ученых, работавших на войну, и как первая жертва войны среди людей науки.

3. Итог урока

– С биографией какого замечательного ученого вы сегодня познакомились?
– Какие открытия были сделаны Архимедом?
– С каким законом  этого ученого вы познакомились на уроках физики?
– В чем заключается закон Архимеда?

4. Домашнее задание

Дома вам было задано подготовить задачи для своих одноклассников по теме «Давление», обменяйтесь заданиями и выполните их к следующему уроку.