Урок физики по теме "Плавание тел". 7-й класс

Разделы: Физика

Класс: 7

Тип урока: урок открытия новых знаний, урок исследование.

Методы обучения: эвристический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, демонстрации и практические задания, решение качественных задач физического содержания.

Цель урока: создать условия для деятельности учащихся  по выяснению условия плавания тел в зависимости от плотности тела и плотности жидкости; от силы тяжести и силы Архимеда.

Задачи урока:

  • образовательные:
    • лабораторным путем выяснить условия плавания тел, опираясь на понятия о выталкивающей силе и силе тяжести;
    • сформировать умения объяснять причинно-следственные связи проявления выталкивающей силы;
    • установить экспериментально соотношение между плотностью тела и жидкости, необходимые для  обеспечения условия плавания тел;
    • обобщить и систематизировать знания учащихся о действии жидкостей и газов на погруженные в них тела;
  • развивающие:
    • создать условия для выполнения практических заданий;
    • развить творческие способности учащихся; продолжить формировать умение проводить опыты и делать выводы;
    • развивать умения наблюдать, анализировать, сопоставлять, обобщать и систематизировать предлагаемую информацию, давать полный развернутый ответ.
  • воспитательные:
    • пробуждать интерес к учебному предмету на основе межпредметных связей с биологией, литературой, математикой, желание самостоятельной деятельности на уроке с целью получения новых знаний и их применения;
    • формирование активной жизненной позиции, чувства коллективизма и взаимопомощи, ответственность каждого за конечные результаты;
    • прививать культуру поведения при фронтальной работе, индивидуальной работе.

Формирование УУД:

  • предметные:
    • понять смысл условий плавания тел;
    • овладеть опытом исследовательской деятельности в процессе самостоятельного изучения условий плавания тел при работе в группе;
    • использование для познания окружающего мира различных методов (наблюдение, измерение, опыт, эксперимент);
  • личностные:
    • стимулировать способность иметь собственные мнения;
    • понимание значения сотрудничества с учителем, с одноклассниками, готовности к взаимодействию и взаимопониманию;
    • самостоятельно приобретать новые знания и практические умения.
  • Метапредметные:
    • Регулятивные:
      • постановка целей, планирование, самоконтроль и оценка результатов своей деятельности;
      • формирование умений работать в группе, представлять и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию;
      • осознанное определение сферы своих интересов и возможностей;
      • владение умениями совместной деятельности: согласование и координация деятельности с другими ее участниками;
      • объективное оценивание своего вклада в решение общих задач коллектива.
    • Познавательные:
      • Исследовать несложные практические ситуации, выдвигать предположения, понимать необходимость их проверки на практике;
      • Умение различать факт, мнение, доказательство, гипотезу.
  • Информационно-коммуникативные:
    • отражать в устной и письменной форме результаты своей деятельности;
    • развитие монологической и диалогической речи, умения выражать свои мысли и способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение;

Форма организации учебной деятельности обучающихся: фронтальная, индивидуальная, работа в парах, группах.

Применяемые технологии: технология проблемного обучения, ИКТ, здоровьесберегающие технологии. (Правила поведения на воде)

Планируемые результаты:

  • Предметные:
    • знать условия плавания тел.
    • Уметь: экспериментально выяснять условия плавания тел.
  • Личностные: удовлетворенность от работы на уроке, навыки сотрудничества в разных ситуациях, умение не создавать конфликтов и находить выходы из спорных ситуаций.
  • Метапредметные: биология, литература, математика.

Основные понятия: плотность, сила, определение плавания, условия плавания тел в жидкости.

Оборудование:

Организация пространства: фронтальная работа, индивидуальная работа, частично-поисковый и творческо-исследовательский.

Ход мастер-класса

1. Организационный момент

Здравствуйте, друзья!!! Как много людей собралось сегодня в этом классе. Как вы думаете, что сближает в обществе человека с человеком?

Улыбка

Звучит песня «Улыбка»

Давайте улыбнемся друг другу. Пусть сегодняшний занятие принесет нам всем радость общения. Сегодня вас ожидает много интересных заданий, новых открытий, а помощниками вам будут: внимание, находчивость, смекалка.

Я хочу вам сейчас дать маленькую частичку своего хорошего настроения – это смайлик «Улыбка».

Раздать смайлик «Улыбка»

Надеюсь, на сегодняшнем занятии вы еще раз оцените достоинство уникальной науки о природе - физики. Именно она дает обильную пищу разуму, чувствам и рукам того, кто сможет приложить силы для проникновения в ее мир. Физика - это возможность понимать природу и ее свойства; это радость познания; это прикосновение к загадкам природы. И сегодня нам предстоит разобраться в одной из них.

«Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему
не удается связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые.»
(Д.Хевеши)

2.  Формулировка темы занятия

Посмотрите внимательно на экран. На суше гусь производит впечатление малоподвижной, неуклюжой птицы. «На красных лапках гусь тяжелый…» - так писал А.С.Пушкин, применяя очень выразительное слово «тяжелый» для характеристики птицы. Но вот гусь вошел в воду и поплыл… теперь, мы видим уже легкую грациозную птицу, движущуюся быстро и свободно.

Миллион вопрососв ПОЧЕМУ?

- Почему не тонет гусь?

- Почему маленький камень, брошенный в воду тонет, а огромное бревно плавает на поверхности?

- Почему в масле брусок погружается глубже, чем в воде?

- Почему масло, образует пленку на поверхности воды?

- Почему говорят, что учится плавать лучше на море?

Я Вам предлагаю сегодня ответить на все эти вопросы.

Постановка проблемного эксперимента.

Опыт 1. Картофель в двух различных водах: простой и соленой.

Учитель. Почему в одном стакане картофель тонет, а в другом нет?

Ответ. Различные жидкости, одна соленая, а другая простая.

Учащимся предоставляется опыт с деревянными брусками, изготовленными, из различных веществ.

Опыт 2. В сосуд с водой опустить 3 бруска (деревянный, металлический и пластиковый) одинаковых по виду, но разных по массе.  Бруски  расположились  в воде по разному.

Проблемный вопрос: как можно объяснить эксперимент?

(сравнить силу тяжести и силу Архимеда или сравнить плотности)

Ответ. Бруски изготовлены из разных веществ.

Учитель. И так, мы с вами убедились, что на все тела, погруженные в жидкость, действует выталкивающая сила. Но ведут себя тела в жидкости по-разному. Как?

Ответ. Одни – всплывают, другие плавают внутри жидкости, третьи – тонут.

Учитель. Как вы думаете, а существует ли закон или условие, определяющее поведение тела в жидкости? Что мы должны выяснить?

Ответ. Мы должны выяснить условие плавания тел.

Учитель. Это наша цель, а тема урока?

Ответ. Определить условие плавания тел (Записывают тему урока)

Тема урока: «Условие плавания тел»

3. Первичное усвоение новых знаний. Проведение фронтального эксперимента

Две тысячи двести лет тому назад великий физик и математик Архимед в трактате «О плавающих телах » объяснил причины, по которым одни тела плавают в жидкости, а другие тонут. Рукопись этого перевода была обнаружена в 1884 г. в Ватиканской библиотеке в латинском переводе. Греческий же текст был найден только в 1905 г. При этом сохранилось около трех четвертей текста рукописи Архимеда.

С данным явлением вы часто встречались в жизни, наблюдали за ним и поэтому эпиграфом  к нашему уроку возьмем слова: «Знание-столь драгоценная вещь, что его не зазорно добывать из любого источника».

Последуем совету великого мыслителя Абуль-Фараджа. Попробуем все сведения об условиях плавания тел проверить экспериментально, выполнив исследования. После выполнения заданий мы обсудим полученные результаты и выясним условия плавания тел.

Группа №1

Задание: Пронаблюдайте, какие из предложенных тел тонут, и какие плавают в воде. Найдите в таблице плотности, соответствующих веществ и сравните с плотностью воды. Заполнить таблицу.

Оборудование: сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь, сосновый брусок, пластилин, пенопласт, пробка, парафин.

Название тел

Плотность тел

Плотность воды

Соотношение между плотностями

Тонет, плавает, всплывает

Стальной гвоздь

 

 

 

 

 

Пенопласт

 

 

 

Пластилин

 

 

 

Пробка

 

 

 

Парафин

 

 

 

Шлак котельный

1000 кг/м3

 

 

Оформить отчет в виде кластера (заранее подготовить)

Группа №2

Задание:

1. Сравните глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров.

2. Выясните, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности.

Оборудование: два сосуда (с водой и с маслом), деревянный и пенопластовый кубики (сравнить глубину погружения).

Результат опыта представить в виде кластера.

Группа №3

Задание: Сравните архимедову силу, действующую на каждую из пробирок, с силой тяжести, каждой пробирки. Сделайте выводы на основании результатов опытов.

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, мензурка, весы, три пробирки с песком (пробирки с песком должны плавать в воде, погрузившись на разную глубину).

Указания к работе:

1. Определите массу пробирок и вычислите силу тяжести. Сила тяжести будет равна весу пробирки с песком в воздухе.

Fтяж = m · ց, ց=10Н\кг

2. Определите выталкивающую силу, действующую на пробирку. Она равна весу воды, вытесненной пробиркой. Для этого определите объем вытесненной воды. Отметьте уровни воды в мензурке до и после погружения пробирки в воду. Зная объем вытесненной воды и плотность, вычислите ее вес.

FА=ρж · Vт · ց, ρж=1000кг\м3

3. Повторите опыт с другими пробирками.

Поведение тела

Сила тяжести, Н

Выталкивающая сила, Н

Соотношения между силами
FT ? FA

Тело тонет, если...

 

 

FT                FA

Тело плавает, если...

 

 

FT               FA

Тело находится в равновесии в любом месте жидкости, если...

 

 

FT               FA

Результат опыта представить в виде кластера.

Заканчиваем работу, приборы отодвиньте на край стола. Переходим к обсуждению результатов. Сначала выясним, какие тела плавают в жидкости, а какие – тонут. Отвечает группа №1.

Кластер №1

Выводы:

1. Если плотность вещества, из которого изготовлено тело больше плотности жидкости, то тело тонет.

2. Если плотность вещества меньше плотности жидкости, то тело всплывает.

3. Если плотность тела равна плотности жидкости, то тело плавает внутри жидкости.

Учитель. Посмотрим, как ведут себя тела, плавающие на поверхности жидкости. Вы рассматривали, как ведут себя тела, изготовленные из дерева и пенопласта в одной и той же жидкости. Что заметили? Отвечает группа №2.

Кластер №2

Вывод: Глубина погружений тел разная. Пенопласт плавает почти на поверхности, а дерево немного погрузилось в воду.

Учитель: Что можно сказать о глубине погружения деревянного кубика плавающего на поверхности воды, масла?

Учащиеся: В масле деревянный брусок погружался глубже, чем в воде.

Вывод: Таким образом, глубина погружения тела в жидкость зависит от плотности жидкости и самого тела.

Итак, мы знаем, что на всякое тело, погруженное в жидкость, действует, Архимедова сила и сила тяжести. Но одни тела плавают в жидкости, другие тонут, а третьи всплывают на поверхность. Выясним, почему это происходит. Нам нужно ответить на вопрос, при каких условиях тела плавают?

Отвечает группа №3.

Кластер №3

Вывод:  Мы погружали в воду три пробирки с песком – одна легче, две другие тяжелее. Мы определили, что архимедова сила в том и другом случае примерно равна силе тяжести, а третья пробирка самая тяжелая – опустилась на дно.

Молодцы!

Опыт 1. Картофель в двух различных водах: простой и соленой.

Учитель. Почему в одном стакане картофель тонет, а в другом нет?

Ответ. Различные жидкости, одна соленая, а другая простая. Т.е., что мы с делали для этого чтобы картофель не утонул, а плавал в воде.

Чтобы картофелина плавала, необходимо насыпать соли в воду.

Что же произошло? У солёной воды увеличилась плотность и она стала сильнее выталкивать картофелину. Плотность воды возросла, и Fa увеличилась.

Кластер №4

Вывод: Итак, чтобы заставить плавать тонущие тела, можно изменить плотность жидкости или объем погруженной части тела. При этом изменяется и архимедова сила, действующая на тело.

Вывод записывается в тетрадь.

Учитель. Мы говорили об условии плавания твёрдых тел в жидкости. А может ли одна жидкость плавать на поверхности другой?

Проведем следующий эксперимент: Наблюдение всплытия масляного пятна, под действием выталкивающей силы воды.

Оборудование: сосуды с маслом, водой, пипетка.

Последовательность проведения опыта: Возьмите с помощью пипетки несколько капель масла. Опустите пипетку на глубину 3–4 см в стакан с водой. Выпустите масло и пронаблюдайте, образование масляного пятна на поверхности воды. На основе проделанного опыта сделайте вывод.

- Объясним, почему на воде образуется масляная плёнка.

Ответ. Масло поднялось на поверхность воды.

Кластер №5

Учитель. Снова вернёмся к таблице плотности веществ. Итак, проблема решена, значит, жидкости, как и твёрдые тела подчиняются условиям плавания тел.

Учитель. Значит, условия тел можно сформулировать двумя способами.

Ученик: Cравнивая архимедову силу и силу тяжести или сравнивая плотности жидкости и находящегося в ней вещества.

Учитель. Мы выяснили, каковы условия плавания тел.

Посмотрите на наш творческий «Кластер», на котором отражены все ваши выводы.

- Как же применяются в жизни все эти теоретические выводы?

Ответы: плавание судов, воздухоплавание, плавание животных и человека.

Вернемся к нашим вопросам.

Анализируя примеры, приведенные в начале урока.

- Почему гусь не тонет в воде?

- Почему бруски расположись так?

4. Итог занятия

Молодцы! Все справились с заданиями. Сегодня на уроке вы показали себя наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя все новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование. Наш занятие подошло к концу. Знания, которые мы с вами сегодня получили нам понадобятся для изучения следующих вопросов «Плавание судов и воздухоплавание».

5. Рефлексия

В той атмосфере и обстановке, в которой мы сегодня работали, каждый из вас чувствовал себя по-разному. И сейчас мне бы хотелось, чтобы вы оценили, насколько внутренне комфортно ощущал себя на этом уроке каждый из вас, и понравилось ли вам то дело, которым мы с вами сегодня занимались. Вы видите рисунок, на котором изображено море. Закрепите смайлик на той глубине, которая соответствовала глубине вашего погружения в наше занятие.

Спасибо всем за работу!!!