Цели урока:
образовательная
- подвести учащихся к творческому переосмыслению уже известной информации о выталкивающей силе и критическому восприятию новой;
- ввести понятие силы трения и познакомить учащихся с её особенностями;
- изучить причины и виды трения, выяснить природу силы трения, ее направление, способы увеличения и уменьшения;
развивающая
- создать условия для развития умения переработки полученной информации
- создать условия для развития коммуникативных навыков в процессе работы в малой группе, умение связно и логично излагать свои мысли;
- развивать умение наблюдать, сопоставлять, делать выводы, проводить эксперименты
воспитательная
- помочь учащимся осознать практическую значимость изучаемого материала;
- формировать умение принимать коллективные и самостоятельные решения;
- воспитывать наблюдательность, культуру речи, умение четко выражать свою мысль;
- воспитывать умение видеть физику вокруг себя.
Формы проведения: работа в группах, диалог ученик – ученик, учитель - ученик.
Методические приемы: элементы технологии развития критического мышления, эвристический метод.
Организация учебного пространства: учащиеся при входе в кабинет вытягивают цветной жетон. Цвет жетона определяет группу (всего 3 группы), рассаживаются по группам за столы.
Используемые технические средства: мультимедиа, ноутбук, ресурсы Интернета (презентация с включением интерактивных задач, теста, видеороликов)
Ход урока
1. Ввод в тему. Человеку для жизни необходим воздух и вода. Человек дышит воздухом, сам состоит на 90% из жидкости, вторгается в мировой океан, взлетает над Землей! Сколько же с этими средами связано фантазий, легенд, красивейших природных явлений!
А разобраться, как плавают тела в жидкости, как летают воздушные шары и как человечество может использовать открытие великого Архимеда и других гениальных мечтателей и конструкторов, мы сможем сегодня на уроке: “Применение закона Архимеда. Воздухоплавание”
2. “ Перекрестный опрос”. 3 мин. Членам команд предлагается по очереди задавать и отвечать на вопросы, связанные с выталкивающей силой, законом Архимеда, условиями плавания тел. На досках можно записывать формулы и пр.
3. “ДА или НЕТ?” 5 - 7 мин. с проверкой.
ДА или НЕТ? Задание группам
Отметьте согласие с утверждением + , не согласие – (на полях рядом с номером)
Номера заданий, отмеченных +, впишите в столбик ДА, номера заданий, отмеченных - , в столбик НЕТ.
1. Железный и деревянный шары одинаковых объемов бросили в воду. На оба этих шара действуют одинаковые выталкивающие силы.
2. Если сила тяжести, действующая на погруженное в жидкость тело, больше архимедовой силы, то тело всплывает.
3. Тело плавает в пресной воде, полностью погрузившись в нее. Если это тело поместить в спирт, то оно останется в равновесии.
4. Если лед, плавающий в воде, полностью растает, то уровень воды уменьшится.
5. При переходе корабля из реки в море его осадка уменьшается.
6. Железный и деревянный шары одинаковых масс бросили в воду. На оба эти шара действуют одинаковые выталкивающие силы.
7. Если плотность тела равна плотности жидкости, в которой оно находится, то тело будет плавать внутри этой жидкости.
8. Если сила тяжести, действующая на погруженное в жидкость тело, меньше силы Архимеда, то тело всплывает.
9. Тело плавает в пресной воде, полностью погрузившись в нее. Если это тело поместить в спирт, то оно утонет.
10. При переходе корабля из реки в море его осадка увеличивается.
11. Железный и деревянный шары одинаковых объемов бросили в воду. На железный шар действует большая сила Архимеда.
12. Выталкивающая сила зависит от объема жидкости, в которой находится тело.
13. Если плотность тела равна плотности жидкости, в которой оно находится, то тело утонет в этой жидкости.
14. Железный и деревянный шары одинаковых объемов бросили в воду. На деревянный шар действует большая выталкивающая сила.
15. Тело плавает в пресной воде, полностью погрузившись в нее. Если это тело поместить в спирт, то оно всплывет.
16. Железный и деревянный шары одинаковых объемов бросили в воду. На оба эти шара действуют разные выталкивающие силы.
17. Если сила тяжести, действующая на погруженное в жидкость тело, равна архимедовой силе, то тело находится в равновесии.
18.Если лед, плавающий в воде, полностью растает, то уровень воды увеличится.
19. Если плотность тела равна плотности жидкости, в которой оно находится, то тело всплывает на поверхность жидкости.
20. Сила Архимеда зависит от плотности жидкости.
Таблица правильных ответов:
ДА: 5, 7, 8, 9, 11, 16, 17, 20.
НЕТ: 1, 2, 3, 4, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 18, 19.
4. Практическое задание командам до 5 мин. + демонстрации. Итого 12-15 мин.
Каждой из команд дается перечень задач для индивидуального решения (два уровня сложности; уровень сложности учащийся выбирает самостоятельно), а также подготовить, продемонстрировать и пояснить ряд опытов по теме. Команда сама выбирает двух экспериментаторов. Кроме этого, один человек из каждой команды готовит ответ на интерактивную задачу.
Каждый участник может принести своей команде
1 балл – за верное решение задачи среднего уровня, а также за верное решение интерактивной задачи;
2 балла - за верное решение задачи достаточного уровня.
Количество решенных задач – по времени, сколько успеют. Можно использовать калькуляторы.
Экспериментаторы могут принести команде до 2 баллов (по баллу за демонстрацию и пояснение)
Решите задачи
Выберите для решения задачу, выбрав свой уровень сложности.
Средний уровень
1. Деревянный брусок объемом 80 см3 плавает на поверхности керосина, погрузившись в него наполовину. Определите силу Архимеда, действующую на брусок. ( ответ: 0,32 Н)
2. Определите объем тела, на которое действует выталкивающая сила 300 Н, когда оно целиком погружено в воду. ( ответ: 0,03 м3 )
3. При погружении тела в отливной стакан вытеснено 0,2 дм3 воды. Чему будет равна выталкивающая сила, действующая на это тело в керосине? ( ответ: 1,6 Н)
Достаточный уровень
4. Динамометр при взвешивании тела в воздухе показал 4,3 Н, а в воде – 1,6 Н. Определите объем тела. ( ответ: 0,00027 м3 )
5. Кусок мрамора массой 300 кг и объемом 0,1 м3 надо поднять со дна озера. Какая для этого понадобится сила? Изобразите все силы, действующие на кусок мрамора. ( ответ: 1700 Н)
6. Какую силу надо приложить, чтобы удержать под водой сосновую доску объемом 1,5 дм3? Изобразите все силы, действующие на доску. ( ответ: 9 Н )
Задачи – картинки (Интерактивная задача) ( решает 1 человек)
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b525a-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/4_18.swf
Предметы, изображенные на картинке, бросили в сосуд с жидкостью. Где окажутся эти предметы? Используя таблицу плотностей, поместите их на соответствующие места в жидкости.
Предметы: кубик льда, кирпич, пробка, золотое кольцо.
Жидкости: 1 команде – вода, 2 команде – керосин, 3 команде – ртуть.
Задание для экспериментаторов ( выбрать 3 задания)
Задание 1
1. Проверьте, плавает ли куриное яйцо в водопроводной воде? Объясните результат.
2. Предложите способ, позволяющий яйцу всплыть к поверхности воды. В вашем распоряжении имеется все оборудование, находящееся на демонстрационном столе.
3. Каким образом можно заставить яйцо снова опуститься на дно банки? Покажите, как? Поясните свое решение.
Оборудование: литровая прозрачная банка, сырое куриное яйцо, концентрированный раствор соли, лейка, вода, ложка.
Вопрос учителя другим группам : Почему человек может плавать в воде? Как он может увеличить свою плавучесть?
Задание 2
1. На плоское дно кастрюли положите небольшое плоское зеркало и заполните кастрюлю соленой водой. На картофелине сделайте свежий продольный срез, убедитесь, что она плавает в соленой воде.
2. Сильно прижмите картофелину срезом к зеркалу. Что вы наблюдаете? Объясните опыт?
3. В чем трудность в осуществлении этого опыта?
Оборудование: неглубокая кастрюля (лучше с прозрачными стенками) или другой сосуд с крепким раствором соли, плоское зеркальце, картофелина, нож.
Вопрос учителя другим группам: Почему подводным лодкам запрещается ложиться на дно, если оно песчаное или илистое?
Задание 3
1. В банку или стакан налейте воды. В воду опустите огарок свечи. Чтобы свеча лучше плавала, сохраняя вертикальное положение, снизу посередине воткните в нее гвоздик или металлическую кнопку.
2. Добейтесь того, чтобы над поверхностью воды оставались лишь фитилек и краешек свечи.
3. Зажгите фитиль. При этом свеча будет плавиться, становясь все меньше и меньше.
4. Зальет ли вода свечу? Проверьте и объясните наблюдаемое явление.
Оборудование: прозрачная банка с водопроводной водой, свеча, гвоздики, кнопки, спички.
Вопрос учителя другим группам: В сосуде с водой плавает в вертикальном положении брусок, целиком погрузившись в воду. Как изменится уровень воды в сосуде, если брусок займет горизонтальное положение?
Задание 4
1. Известно, что брусок пластилина тонет в воде. Почему?
2. Постарайтесь слепить из этого кусочка НЕЧТО такой формы, чтобы оно не утонуло.
3. Почему же слепленное НЕЧТО не тонет в воде?
Оборудование: 2 куска пластилина, сосуд с водой.
Вопрос учителя другим группам:
1. Каким же образом могут плавать корабли, ведь плотность металла, из которых сделаны их корпуса, больше плотности воды?
2. На поверхности воды на спине лежит человек. Будет ли изменяться положение тела относительно поверхности воды, когда он сделает глубокий вдох? Выдох?
Задание 5 (демонстрирует учитель) “Подводная лодка из виноградины”
1. В стакан со свеженалитой газированной водой бросьте виноградину. Она потонет.
2. Пронаблюдайте, как на нее тут же начнут садиться пузырьки газа. Вскоре их становится так много, что виноградина всплывает. Что ее заставило всплыть?
3. Почему после всплытия она снова опустится на дно?
4. Как долго будет протекать этот процесс?
Оборудование: газированная вода, виноградина, прозрачный стакан или банка.
Как плавает подводная лодка, посмотрим на видеофрагменте.
Видео “Плавание подводной лодки” (2 мин)
Устройство подводной лодки напоминает и скачущую в газировке виноградину, и живую рыбу.
У рыб погружением и подъемом в воде управляет плавательный пузырь, по необходимости раздуваемый или сжимаемый, тем самым изменяющий среднюю плотность рыбного тела.
5. Подводка к новому материалу “Воздухоплавание”
А знаете ли вы, кто был первыми воздушными путешественниками? Оказывается, не люди.
В июне 1783 г. французы – братья Жозеф и Этьен Монгольфье соорудили воздушный шар – аэростат. Снаружи он был оклеен бумагой. Внизу шара было сделано большое отверстие, а под ним висела жаровня для нагревания воздуха в шаре. Привязав к шару плетеную корзину, братья посадили в нее петуха, овцу и утку. Это и были первые воздухоплаватели, которые благополучно вернулись на землю.
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f6fecd29-513d-4321-a468-04ec1b3a7be1/7_228.swf6. Заполните пропуски. (3 мин.) За верное решение задания – 2 балла, 1 ошибка – 1 балл, 2 и более ошибок – 0 баллов.
Задание командам
Заполните пропуски в тексте, ставя слова-подсказки в нужном падеже.
Для воздухоплавания вначале использовали воздушные шары, которые наполняли……………………………………. Сейчас их чаще наполняют …………………… или………………………………….. Для того, чтобы шар поднялся в воздух, необходимо, чтобы …………………………………, действующая на шар, была……………………….. силы тяжести. По мере поднятия шара вверх выталкивающая сила, действующая на него,…………………………………., потому что плотность верхних слоев атмосферы…………………………….., чем у поверхности земли. Для спуска шара из его оболочки при помощи специального клапана……………………………часть газа.
Слова-подсказки:
- меньше, больше,
- увеличивается, уменьшается, не изменяется,
- выпускают, нагнетают,
- гелий, водород, нагретый воздух,
- сила тяжести, сила Архимеда, сила упругости, вес тела, сила трения
Проверим:
Для воздухоплавания вначале использовали воздушные шары, которые наполняли…НАГРЕТЫМ ВОЗДУХОМ…………………………………. Сейчас их чаще наполняют …ГЕЛИЕМ………………… или……ВОДОРОДОМ…………………………….. Для того, чтобы шар поднялся в воздух, необходимо, чтобы …СИЛА АРХИМЕДА………………………………, действующая на шар, была…БОЛЬШЕ…………………….. силы тяжести. По мере поднятия шара вверх выталкивающая сила, действующая на него,…УМЕНЬШАЕТСЯ………………………………., потому что плотность верхних слоев атмосферы……МЕНЬШЕ……………………….., чем у поверхности земли. Для спуска шара из его оболочки при помощи специального клапана……ВЫПУСКАЮТ………………………часть газа.
Смотрим видеоролик - анимацию “ Полет на воздушном шаре” (2 мин.)
из "Единой коллекции ЦОР"
7. А сейчас для каких целей можно применять аэростаты?
8. Заключительный индивидуально решаемый тест. (3 мин.)
Итоговый тест.
1. В воду погружены слиток золота и слиток серебра одинаковой формы и размера. Как относятся выталкивающие силы, действующие на эти тела?
А. Сила Архимеда, действующая на серебро, больше силы Архимеда, действующей на золото.
Б. Сила Архимеда, действующая на серебро, меньше силы Архимеда, действующей на золото.
В. Силы, выталкивающие слитки из воды, равны между собой.
2. К коромыслу весов подвешены 2 медных цилиндра одинакового объема. Нарушится ли равновесие весов, если один цилиндр опустить в воду, а другой в спирт?
А. Перевесит цилиндр, опущенный в воду.
Б. Равновесие не нарушится.
В. Перевесит цилиндр, помещенный в спирт.
3. К коромыслу весов подвешены 2 цилиндра одинаковой массы: медный и железный. Нарушится ли равновесие весов, если оба цилиндра опустить в воду?
А. Равновесие не нарушится.
Б. Медный цилиндр опустится вниз.
В. Железный цилиндр опустится вниз.
4. На какое из этих тел (см.задание 3) действует большая сила Архимеда?
А. На первое.
Б. На второе.
В. На оба тела одинаковы.
5. 3 тела одинакового объема погружены в разные жидкости p1 > p2 > p3. Сравните архимедовы силы, действующие на эти тела.
А. F1 > F2 > F3
Б. F1 < F2 < F3
В. F1 = F2 =F3
6. Какова подъемная сила воздушного шара, если на него действует выталкивающая сила 200 Н, вес его оболочки 50 Н, вес газа в нем 100 Н?
А. 150 Н.
Б. 100 Н.
В. 50 Н.
Г. 0 Н.
9. Что же мы узнали за сегодняшний урок? ( 1 мин)
10. Домашнее задание. параграф 52, упр. 27, Лукашик № 658 и 659. (1 мин.)
Побалльные результаты будут подведены на следующем уроке.
10. Рефлексия цветом. (1 мин) При выходе из кабинета на кафедре лежит лист и фломастеры. Ученики интуитивно выбирают цвет фломастера и изображают на листе линию или что-нибудь быстро рисуемое.