Урок физики по теме "Воздухоплавание"

Разделы: Физика

“Кто знает всё, тот может всё.
Только бы узнать – и крылья будут!”
Леонардо да Винчи

Цели урока:

Обучающие:

  • рассмотреть физические основы воздухоплавания и историю развития полетов;
  • дать понятие подъемной силы воздушного шара;
  • показать область использования воздушных шаров;
  • формировать целостное восприятие научной картины мира;
  • научить учащихся применять знания, полученные при изучении темы “Сила Архимеда ”, “Давление газов”.

Развивающие:

  • продолжить работу над развитием логического мышления, таких мыслительных операций, как анализ, синтез, классификация, конкретизация.

Воспитывающие:

  • воспитывать аккуратность, коммуникабельность;
  • воспитывать чувство патриотизма и гордости за свою Родину.

Формы организации учебной деятельности: работа в группе, паре, коллективное обсуждение, проведение опытов и наблюдений.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Форма урока: комбинированная.

Формируемые умения: сравнивать, анализировать, обобщать, применять полученные знания, умения, навыки.

Оборудование урока: проектор, презентация (Приложение 1), фильм “Братья Монгольфье” (Приложение 2), пакеты для мусора 60 л., по 4 трубочки для коктейля; по одной портновской булавке или иголке; связанные ниткой коктейльные свечки (разрезанные на три части, соединенные по 6 частей); скотч; ножницы, информационная справка “Летательные аппараты” (Приложение 3) на каждую парту; “Бортовой журнал” (Приложение 4) по числу учащихся.

Ход урока

1. Организационный момент. (4 мин.)

Ребята, вы все, наверное, читали книгу Н.Н. Носова “Приключения Незнайки и его друзей”? В книге есть эпизод с полётом воздушного шара. Послушайте его….

… Все жители Цветочного города приходили и смотрели на огромный шар, который был привязан к ореховому кусту.

– Шар легкий – говорили одни, – его свободно можно поднять одной рукой кверху.

– Легкий-то он легкий, но по-моему, он не полетит, – сказал малыш по имени Топик.

Коротышки задумались: “Шар легкий, а все-таки он тяжелый. Это верно. Как же он полетит?”

Незнайка: “Почему шар полетит?”

…На следующее утро стали готовиться в путь. Торопыжка первым залез в корзину, за ним – Незнайка.

– Вы чего забрались в корзину? – спросил Знайка.

– Вылезайте еще рано. Шар сначала надо заполнить теплым воздухом.

– А зачем теплым? – спросил Торопыжка.

Незнайка: “Зачем шар наполняют теплым воздухом?”

…Знайка велел коротышкам наполнить несколько мешков песком и положить в корзину.

– Что это они делают? – спрашивали друг друга зрители.

– Эй, зачем вам мешки с песком? – закричал Топик, который сидел на заборе.

Незнайка: “Зачем в корзину кладут мешки с песком?”

На все эти вопросы мы постараемся сегодня ответить!

Сегодня я предлагаю вам поработать, заполняя в процессе урока “Бортовой журнал” (Приложение 4), чтобы вы могли себя почувствовать настоящими капитанами корабля. Только корабль наш необычный – воздушный. Тема нашего урока: “Воздухоплавание”. Посмотрите на свой “Бортовой журнал” внимательно. На каждом этапе урока мы будем обращаться к нему.

Запишите дату и тему урока. А также вопросы Незнайки.

2. Проверка домашнего задания (8 мин.)

Учитель. Посмотрите пожалуйста на экран. Портрет какого ученого изображен здесь. (Архимед.) Сформулируйте закон Архимеда.

Учитель. Для успешного полета и ведения бортового журнала, необходимо проверить свои знания, поэтому перейдем к тесту “Проверь себя” (Слайд 4) ответы записывайте в “Бортовом журнале”

Самооценка.

3. Содержательная часть.

3.1. Новый исторический материал.

Учитель. Все мы любим цирковые представления, летом посещаем зоопарки, и не раз вы сами или ваши родители покупали вам воздушные шары, которые нужно крепко держать на нитке, потому что они так и рвутся вверх.

Какое условие необходимо, чтобы шар поднимался в воздух?

(Его нужно наполнить газом, имеющим плотность меньше, чем плотность воздуха.)

Правильно, это может быть, например, водород, гелий или нагретый воздух.

А теперь, давайте вместе с вами узнаем какова же история создания первого воздушного шара и полетов на нем. (Фильм “Братья Монгольфье” 6 мин 40 с.) (Приложение 2)

3.2. Физкультминутка.

Учитель: Ребята, давайте дадим нашим глазам немного отдохнуть проведём физкультминутку.

– Закройте глаза кончиками пальцев рук, и посидите в таком положении.

– Поморгайте глазами около 20 раз.

– Сосредоточьте свое внимание на удаленной точке, после чего медленно переведите взгляд на кончик носа.

– Поднимите руки вверх и потянитесь.

Молодцы!

3. 3. Задание учащимся. (2 мин.)

Учитель. Работая в паре друг с другом, используя ИНФОРМАЦИОННУЮ СПРАВКУ (Приложение 3) и материал учебника на стр. 126-127 составить схему, отражающую виды летательных аппаратов. (Слайды 6–14 Аэростаты – Шарльеры.)

3.4. Контроль деятельности учащихся, рефлексия. (3 мин.):

1. Демонстрация верных видов схем, составленных учениками

2. Демонстрация слайда с итоговым вариантом схемы. (Слайд 15) <Рисунок 1>

4. Закрепление изученного через изготовление монгольфьера и расчеты его подъемной силы.

4.1. Решение задачи. (5 мин.) (Слайд 16)

Монгольфьер объемом 60 л наполнен теплым воздухом. Вычислите его подъемную силу, если плотность атмосферы равна 0,414 кг/м3 , а плотность теплого воздуха 0,09кг/м3 . (Масса оболочки, свечей и каркаса может быть определена экспериментально заранее. А может быть рассчитана по данным на упаковке.)

Продолжим работу в бортовом журнале. (Слайд 17)

Дано:  Решение:
V = 60л = 0,06м3

ρ1 = 0,090кг/м3

ρ2 = 0,414кг/м3

F-?

 В данном случае подъемная сила будет разностью архимедовой силы и веса оболочки шара

Р1 = gm1 = ρ1 ∙Vg – вес теплого воздуха в объеме шара

Р2 = gm2 = ρ2 ∙Vg – вес воздуха в объеме шара (архимедова сила)

Fпод = Fа – (Fт оболочки + Fт газа внутри + Fт груза)

F = Р2 – Р1 , или F = (ρвозд – ρгаза) gVшара – подъемная сила шара

F = (0,414кг/м3 – 0,090кг/м3) ∙ 10Н/кг ∙ 0,06м3 = 19,4Н

Ответ: 64,8Н

Учитель. А теперь проверьте экспериментально, может ли такой шар лететь

4.2. Практическая работа. (12 мин.)

Инструктаж по ТБ.

1. Ознакомьтесь с правилами ТБ в бортовом журнале и в ходе работы соблюдайте их.

2. Используя оборудование и инструкцию по сборке (Приложение 6), попробуйте сконструировать монгольфьер .

Итак, приступим! Желаю удачи!

5. Закрепление.

Вернемся к вопросам Незнайки. Попробуем на них ответить.

  1. Почему шар полетит? Потому что на шар действует сила Архимеда, которая больше чем сила тяжести.
  2. Зачем шар наполняют теплым воздухом? Для того чтобы уменьшить плотность воздуха в шаре, чтобы затем подняться как можно выше вверх.
  3. Зачем в корзину кладут мешки с песком? Для того чтобы когда в воздухе сила Архимеда и сила тяжести станут равными, их сбросить, чтобы сила Архимеда стала опять больше силы тяжести.

5. Домашнее задание. (2 мин.)

1. Прочитать §52, упр. 27 (2).

2. Рассчитать подъемную силу пакета с горячим воздухом объемом 30 и 90 л (масса указана на упаковке).

Творческое задание.

1) Подготовить для обсуждения легенду об Икаре и Дидале.

2) Решить кроссворд (Приложение 5)

6. Рефлексия.

Благодарю вас за активное участие. Мне было очень приятно с вами сегодня работать. И хотела бы вас попросить выразить свое отношение к нашему занятию. Если вам понравилось оно поднимите пожалуйста смайлик красного цвета, если не понравилось поднимите смайлик синего цвета. Спасибо! Всего доброго!

Используемые источники и литература:

  1. Статья “Использование деятельностного подхода на уроках физики”. (Из опыта работы). Автор: Цвигун Оксана Михайловна, учитель физики ГБОУ лицея №101 Выборгского района Санкт-Петербурга.
  2. Материалы свободной энциклопедии Википедия.
  3. Видеофрагмент Братья Монгольфье (ссыла: video.mail.ru/mail/atonalex/2332/8152.html)
  4. Статья “ Мусор поднебесный” журнал “Популярная механика” № 12 за 2010 год.
  5. Учебник А.В. Перышкин. Физика 7 класс. “Просвещение”, 2010 г.