Урок-исследование "Эврика"

Цели:

• обнаружить и выяснить природу выталкивающей силы; установить:
• от каких факторов зависит и независимость эта сила;
• изучить содержание закона Архимеда.

Задачи:

• образовательные: получить учащихся, усвоивших, что на тело, находящееся в жидкости или газе, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх; овладевших способами измерения выталкивающей; умеющих устанавливать связь выталкивающей силы с другими величинами.
• развивающие: развивать экспериментальные умения, навыки логического мышления, умения обосновывать свои высказывания, делать выводы.
• воспитательные убеждать учащихся в познаваемости окружающего мира, формировать интерес к познанию закон природы и их применению; создать позитивное отношение к предмету.
• Оборудование: компьютер, динамометры, грузы разной плотности, стаканы с водой и поваренной солью, тела неправильной формы, измерительные цилиндры, задания на карточках, ОК.

Тип урока: урок формирования и совершенствования знаний.

Оборудование:

• общее: компьютер с проектором, опорный конспект <рисунок 1>, видеофильм (приложение 2), презентация;
• к экспериментальным заданиям (приложение 1).

Методы: проблемно-поисковый, исследовательский, ИКТ технологии.

Эпиграф

“Без сомнения, все наше знание начинается с опыта”
Кант Иммануил (немецкий философ, 1724-1804 г.г)

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Основная часть урока.

1. Физика – наука о природе, и мы изучаем физические явления, с которыми встречаемся каждый день. Очень легко выполнять упражнения в воде, чем в воздухе. Если опустить в воду шарики из пенопласта, дерева и металла, то они займут свое место: утонят, и вплывают, буквально “выскакивают из воды”. Сегодня мы рассмотрим природу силы, которая “выталкивает” тело из жидкости.

Тема урока “Эврика” (запись в тетради) (Слайд № 1)

Эпиграф к уроку. (Слайд № 2.)

Сегодня вы становитесь физиками - экспериментаторами, исследователями действия жидкости на погруженное тело. На основе наблюдений и выводов вы получите знания, которые широко используются в жизни при конструировании судов, подводных сооружений и аппаратов исследовании морских глубин и атмосферы.

2. Цель занятия (Слайд № 3)

Портрет М.В. Ломоносова и его слова. (Слайд № 4)

Наш великий соотечественник М.В. Ломоносов говорил: “Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением”.

(Слайд № 5) И проведем первый эксперимент по плану:

1. Определим вес данного тела в воздухе

2. Определим вес данного тела в воде

3. Сравним результаты и сделаем вывод.

(читаем план и проводим эксперимент, делая выводы и записи в тетради)

3. (Слайд № 6) Первая задача урока - обнаружить наличие выталкивающей силы и как её можно определить. С ней мы справились.

(Слайд № 7) ( записываем выводы):

1. На тело, находящееся в жидкости или газе, действует выталкивающая сила.

2. Выталкивающая сила направлена вертикально вверх.

3. Способы измерения выталкивающей силы: F_выт = P_{тела в возд} – Р_{тела в жидк}

4. Теперь мы установим зависимость выталкивающей силы от некоторых факторов. “ Сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью” - советовал Аристотель. Прислушаемся к его совету.

Вы будите работать по группам. Каждая выполняет свое задание, написанное на карточках. Через 5 минут вы предоставляете отчет о своем исследовании.

5. Экспериментальная работа по группам (приложение 1: 5 групп; оборудование и план выполнения задания).

6. Подводим отчет о выполнении. Каждая группа объясняет ход эксперимента и формулирует вывод. Обобщаем отчет по группам ( Слайд № 7).

Теперь докажем опытные данные математически,

Любая сила, как физическая величина, должна быть измерена. При погружении тела в жидкость на него со всех сторон действует гидравлическое давление. Конечно, если бы во всех точках давление было бы одинаковое, то тело лишь сжималось бы (используем ОК; рисунок 1). Определим силы, которые давят на тело, погруженное в жидкость. На боковые стенки тела давят силы, равные по модулю и противоположны по направлению. Они уравновешивают друг друга. На верхнюю часть тела давит силой F₁ столбик жидкости высотой h₁, на нижнюю – силой F₂ столбик жидкости h₂. Высота столбика h₂ > h₁, сила F₁ < F₂. (расчет по ОК). Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме погруженного в нее тела. Она направлена противоположно силе тяжести. Вес тела в жидкости меньше, чем в воздухе, а вес тела в газе меньше, чем в вакууме.

Отмечаем полное соответствие теоретических выкладок с результатами проведенных экспериментов. (Слайд 8 )

Сила, которая выталкивает тело из жидкости или газа, называется выталкивающей, или архимедовой силой. Значение выталкивающей силы древнегреческий ученый Архимед установил примерно за 250 лет до н. э.

(Слайд 9) (рассказ учителя)

Жил в Сиракузах мудрец Архимед.
Был он другом царя Гиерона.
Какой для царя самый важный предмет?
Вы все догадались – корона!

(Слайд 10) (показ видеофильма; приложение 2)

Захотелось Гиерону сделать новую корону.
Золота отмерил строго.
Взял не мало и не много – сколько нужно, в самый раз.
Ювелиру дал заказ.
Через месяц Гиерону ювелир принес корону.
Взял корону Гиерон , оглядел со всех сторон.
Чистым золотом сверкает...
Но ведь всякое бывает, и добавит серебро можно к золоту хитро,
А того и хуже – медь (если совесть не иметь)...
Не желал терпеть урон Гиерон.
И позвал он Архимеда....
Началась у них беседа.
Вот корона, Архимед. Золотая или не
Чистым золотом сверкает.
Но ты знаешь, всё бывает!
И добавить серебро можно к золоту хитро.
А того и хуже медь, если совесть не иметь...
Честно ль сделана работа? Золото? Иль позолота?
Нужно точно всё определить, но корону – не царапать, не пилить!
И задумался ученый:
“Что известно? Вес короны. Ну а как найти объем?”
Думал ночью, думал днем.
И однажды, в ванне моясь,
Погрузил себя по пояс:
На пол вылилась вода...
Догадался он тогда, как найти объём короны!
И помчался к Гиерону –
Не обут и не одет –
Знаменитый Архимед!
А народ кричит вослед:
- Что случилось Архимед?!
Всполошился весь базар:
- Или в городе пожар?
Во дворец примчался он:
- Я придумал, Гиерон!
Эврика! Раскрыл секрет!
Ты оденься, Архимед! Вот сандалии, хитон...
А расскажешь все потом!
Пусть весы сюда несут и с собой большой сосуд...
Всё доставить Гиерону!...
На весы кладёт корону
А теперь такой же ровно ищем слиток золотой...
Всё понятно!
Ты постой! Мы теперь корону нашу опускаем в эту чашу.
Гиерон! Смотри сюда!
В чаше поднялась вода! Ставлю черточку по краю.
А корона?
Вынимаю...
В воду золото опустим.
В воду золото? Допустим...
Поднялась опять вода. Метку ставлю я....
Куда?
Ну конечно же, по краю.
Ничего не понимаю! Лишь две черточки я вижу:
Это – выше, эта – ниже.
Но какой же вывод главный?
Равный вес. Объём – не равный!
Понимаешь, Гиерон, я сейчас открыл закон!
Тот закон совсем простой: тело вытесняет...
Постой! Говоришь, объём не равный?
Мастер мой мошенник?! Явный?!
За фальшивую корону он ответит по закону!
Архимед открыл закон!
Он не только для корон.

(Слайд 11). Мы достигли поставленных целей.

(Слайд 12) Народная мудрость:

“Человек неученый, что топор неточеный: можно дерево срубить, да измаешься”.

Поэтому человек должен учиться всю свою жизнь. Учитесь вы, учусь и я.

Я думаю, что сегодняшний урок не пройдет бесследно: Вы получили знания, опыт общения... Мне бы хотелось сегодня узнать ваше мнение об уроке. Пусть ваше внутреннее “Я” проанализирует эту работу.

Выставляем оценки за проделанную работу (каждый оценивает сам себя, поднимая жетоны:

• красные - “5”,
• голубые – “4”,
• зеленые – “3”)

Записываем домашнюю работу: параграфы 48, 49; задание №14

(Слайд 12).Благодарю за урок!

Литература.

1. Физика. 7 кл. учеб. для общеобразоват.учреждений/А.В.Перышкин. – 15-еизд..-М.:Дрофа, 2011.

2. Ефимовский Е.Мудрые науки – без назидания и куки. След колесницы. – Спб:ТИТ “Комета”, 1994.

3. Опорные конспекты. 7 класс.- А.Е. Марон, Е.А. Марон.- СПб. “Виктория плюс”, 2012.

4. http://youtu.be/kmWLebc71XM