Цели урока:
- Образовательная: выяснить условия плавания тел, закрепить понятие силы Архимеда.
- Развивающая:
- развитие умения наблюдать и выдвигать гипотезы при решении поставленных вопросов;
- развитие способов мыслительной деятельности (анализ, обобщение);
- развитие речи (владение физическими понятиями, терминами), развитие познавательного интереса учащегося;
- развитие умения пользоваться таблицей плотностей вещества (находить плотность конкретного вещества, сравнивать плотности различных веществ);
- способствовать формированию информационной культуры учащихся.
- Воспитательная: воспитание устойчивого интереса к предмету, формирование научного мировоззрения, положительного отношения к знаниям, умение работать в группе и в парах.
Оборудование и ТСО:
- сосуды с водой, спиртом, солью, маслом, свеча парафиновая;
- пробка, железный предмет (замок), яйцо (сырое), ложка;
- сосуды с водой, пластилин, рабочий лист (для каждого учащегося);
- плакат с корабликом, аквариум, ракушки, рыбки, кораблики;
- мультимедийная презентация, проектор, компьютер.
Ход урока
Учитель: Здравствуйте, ребята, меня зовут Наталья Леонидовна. Сегодня я приглашаю вас принять участие в работе научно- исследовательской лаборатории. Для начала посмотрим фильм и определим тему нашего исследования.
(Включается презентация – идут слайды о плавании тел.)
Учитель: И так, какова же тема нашего исследования?
Дети: Плавание тел.
Учитель: Верно! А объектом нашего исследования будет русская народная поговорка «Что в воду упало, то пропало?» Вы согласны с поговоркой?
Дети: Да. Или нет, так как не все в воде тонет.
Учитель: Мы с вами сотрудники лаборатории и наша задача путем экспериментов, опытов и наблюдений либо опровергнуть, либо согласиться с этой поговоркой. А для этого выясним условия плавания тел.
Эксперимент 1.
Учитель: У меня есть три разных тела: замочек, свеча, пробка. Коллеги, как вы думаете, на эти тела действует сила тяжести?
Дети: Да.
Учитель: А почему?
Дети: Если их выпустить из рук они упадут.
Учитель: А в воде действует?
Дети: Действует.
Учитель: Проверим (вызывает на каждое тело ученика).
1-й ученик бросает в воду замочек – тонет;
2-й ученик бросает свечу – плавает;
3-й ученик бросает пробку – выскакивает из воды.
Вывод: поговорка частично подтверждена (только для замочка).
Учитель: Почему же замочек утонул, а два других тела нет?
Дети: Кроме силы тяжести в воде действует сила Архимеда.
Учитель: Что это за сила?
Дети: Выталкивающая сила, действующая в жидкости и газе.
Учитель: А замочек утонул, на него действует сила Архимеда?
Дети: Да, на все тела в жидкости и газе действует сила Архимеда.
Учитель: Значит, сколько сил действует в воде?
Дети: Две: сила тяжести и архимедова сила.
Учитель: Как направлены эти силы?
Дети: Сила тяжести вниз, а архимедова вверх.
Учитель: Так почему же замочек утонут?
Дети: Сила тяжести больше архимедовой силы.
Учитель: А свеча плавает в воде?
Дети: Сила тяжести равна архимедовой силе.
Учитель: А пробка всплывает и находится на поверхности воды?
Дети: Сила тяжести меньше архимедовой силы.
Учитель: И так, подведем итог.
Коллеги, у вас на столе есть рабочий лист, давайте запишем свои наблюдения.
(Учащиеся записывают условия плавания тел, а учитель комментирует запись.)
| Тело тонет | Тело плавает | Тело всплывает | ||
| Fтяж. > FА | Fтяж. = FА | Fтяж. < FА |
Учитель: Обратим внимание на третий случай:
Тело всплывает на поверхность жидкости, сила Архимеда уменьшается, потому, что уменьшается объем части тела, погруженного в жидкость. Когда сила Архимеда сравняется с силой тяжести, тело остановиться и будет плавать на поверхности жидкости, частично погрузившись в нее (пробка).
Учитель: А теперь проведем теоретическое исследование (с помощью известных формул) от чего еще зависит плавание тел.
F тяж. > FА pт = pж (плавает) pт < pж (всплывает)
mт*q > pж*q*Vт
pт*Vт*q > pж*q*Vт
pт > pж (тонет)
Учитель: Чем меньше плотность тела (3-й случай) по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружается в жидкость.
Продолжаем наши экспериментальные исследования.
Эксперимент 2.
Учитель: Имеется сосуд с водой, сырое яйцо и соль. Опускаем яйцо в воду – тонет. Значит?
Дети: Сила тяжести больше архимедовой силы.
Учитель: как заставить яйцо плавать в воде?
Дети: Добавить в воду соль.
Учитель: Почему?
Дети: Плотность воды увеличивается, значит увеличивается архимедова сила и яйцо всплывает.
(Учитель вызывает ученика проделать этот опыт – ученик добавляет соль в воду до тех пор пока яйцо не всплывет.)
Учитель: Делаем вывод: поговорка опровергнута.
Учитель: Плотность тела человека несколько больше, чем воды, поэтому в пресной воде не умеющий плавать человек тонет. У соленой воды плотность выше. Из-за высокой плотности мертвого моря, человек не утонет, можно лечь на воду и читать книгу.
Эксперимент 3.
Учитель: Имеются два стакана с жидкостями. Бросаю в 1-й стакан парафиновую свечу – плавает. Вынимаю. Бросаю во 2-й стакан – утонула.
Учитель: Как вы думаете, коллеги, почему?
Дети: В другом стакане другая жидкость.
Учитель: Какая?
Дети: У которой плотность меньше плотности парафина.
Учитель: Давайте откроем справочное пособие (учебник), на странице 50 и посмотрим, какая это жидкость.
Дети: Спирт (pс < pn).
Вывод: поговорка опровергнута.
Эксперимент 4.
Учитель: Ребята, если плотность жидкости равна плотности тела, то..?
Дети: Тело плавает внутри жидкости.
Учитель: Посмотрите по справочному пособию, в какой жидкости будет плавать парафиновая свеча?
Дети: Свеча будет плавать в подсолнечном масле.
Учитель: Давайте проверим (вызывается ученик проделать этот опыт).
Эксперимент 5.
Учитель: Понаблюдаем еще за одним опытом: стакан с водой ставлю на блюдце, наливаю в стакан подсолнечное масло. Масло наверху. Почему?
Дети: Плотность масла меньше плотности воды.
Задание: как можно собрать масло в блюдце, не наклоняя стакана?
Дети: Доливать воду в стакан до тех пор, пока масло не выльется в блюдце.
Вывод: поговорка опровергнута.
Этот способ используется при добыче нефти: в скважину наливают воду и нефть всплывает.
Эксперимент 6.
Учитель: А теперь выполним все вместе следующий эксперимент.
У вас на столах имеется сосуд с водой и кусочек пластилина. Опустите пластилин в воду. Что произошло?
Дети: Пластилин утонул.
Учитель: Почему?
Дети: Fтяж. > FА (сила тяжести больше архимедовой силы).
Учитель: А теперь, догадайтесь как сделать так, чтобы пластилин не утонул в воде?
Дети: Надо изменить форму пластилина.
(Ребята выдвигают разные версии и все пробуют, приходят к выводу, что надо из пластилина сделать лодочку.)
Вывод: поговорка опровергнута.
Учитель: А теперь сопоставим корабль (корабль изображен на ватмане) с нашими формулами, которые мы сегодня получили. Итак:
1. Какой элемент корабля соответствует формуле: Fтяж. > FА?
Дети: Якорь, он всегда тонет.
(Ученик выходит к доске и прикрепляет формулу на якорь.)
2. Учитель: А что соответствует формуле Fтяж. = FА?
Дети: Сам корабль, потому, что он частично погружен в воду и плавает.
(Ученик выходит к доске и прикрепляет формулу на корабль.)
3. Учитель: Fтяж. < FА, какой элемент корабля соответствует ей?
Дети: Это спасательный круг.
(Ученик выходит к доске и прикрепляет формулу на спасательный круг.)
МОЛОДЦЫ!
Учитель: И так, каков наш вывод?
«Что в воду упало, то пропало?»
Заключительный вывод: поговорка частично подтверждена.
Учитель: И общий вывод:
тело тонет, если Fтяж. > FА или pт > pж
тело плавает, если Fтяж. = FА или pт = pж
тело всплывает, если Fтяж. < F А или pт < pж
Учитель: Исследовательская работа подошла к концу. И как итог нашего исследования давайте построим модель «Мирового океана». У меня на столе лежат тела: ракушки, камушки, рыбки, кораблики. А это аквариум. Бросим в воду, то, что тонет.
(Первая группа ребят подходят к столу и опускают в аквариум камушки и ракушки.)
Учитель: А теперь, то что будет плавать в воде.
(Вторая группа подходит к столу и опускает рыбок.)
Учитель: А теперь, то, что не утонет.
(Третья группа опускает кораблики.)
Учитель: У нас получился красивый аквариум. Мне очень понравилось работать с вами в нашей лаборатории.
Прекрасный день!
Уроку подошел конец.
Пусть каждый скажет про себя:
Какой я молодец!
До свидания коллеги!
Беседа учителя сопровождается презентацией (Приложение 1).