Плавання тіл
Підготувала вчитель фізики Безуглова Наталія Миколаївна
Мета уроку:
Навчальна: вивчити умови плавання тіл на основі поняття про Архімедові силу;
Розвиваюча: формувати інтерес до експерименту; розвивати вміння спостерігати, глибоко аналізувати, зіставляти, порівнювати, пояснювати явища; сприяти активізації творчого мислення учнів, пробуджувати в них пізнавальний інтерес; розкрити практичне використання умов плавання тіл у житті людини, природі;
Виховна: виховувати почуття відповідального і бережного ставлення до природи.
Тип уроку: урок засвоєння нових знань з елементами методики інтерактивного навчання.
Обладнання: посудина з водою, олією, солоною водою, спиртом, дерев’яний брусок, парафінова кулька, важільні терези, динамометр, прилад ” відерце Архімеда “, магнітна дошка, комп'ютер.
Хід уроку.
І. Організаційний етап. Повідомлення мети і завдань уроку.
ІІ. Перевірка домашнього завдання. Конкурс„ Вікторина ”
Учитель об'єднує клас в чотири команди (по 4-5 учнів в кожній), пропонує кожній команді дати відповідь на запитання. За правильну відповідь один бал. Якщо учень вказаної команди не знає відповіді, то відповідає гравець іншої команди. Результати фіксує учень-секретарь.
- Яка сила виникає при зануренні тіла в рідину?
- Як направлена ця сила?
- Від чого залежить ця сила?
- Демонструються зображення на моніторі.
а) Яка пружина стиснеться більше і чому (рисунок №1)?
m – однакові , V - різні .
б) Чи порушиться рівновага і чому (рисунок №2)?
в) Чи залежить виштовхувальна сила, яка діє на занурене в рідину тіло від глибини його занурення (рисунок №3)?
5. Якщо тіло не повністю занурене у рідину, то як знайти виштовхувальну силу?
6. Якими експериментальними способами можна визначити архімедову силу?
- визначення архімедової сили за знайденим об’ємом тіла і густиною рідини;
- визначення архімедової сили за різницею показів динамометра при зважуванні тіла у повітрі та у рідині;
- архімедова сила дорівнює вазі рідини, витісненої тілом.
Команди експериментально визначають архімедову силу 2 першими способами,
а) визначити виштовхувальну силу, яка діє на дерев’яний брусок при його повному зануренні у воду, використовуючи лише лінійку;
б) визначити виштовхувальну силу, яка діє на металевий циліндр, занурений у спирт.
7. Що легше тримати у воді: брусок заліза масою 1 кг чи шматок дерева такої ж маси?
8. На який циліндр - алюмінієвий чи залізний - діє більша виштовхувальна сила у воді, якщо циліндри однакового об’єму?
ІІІ . Вивчення нового матеріалу.
Отже, ми знаємо, що на всяке тіло, занурене у рідину, діє виштовхувальна сила. Але чи достатньо ваших знань, щоб пояснити, коли плаває тіло?
(Створюється проблемна ситуація шляхом демонстраційного експерименту),
Експеримент 1.У склянку з водою опускається залізний циліндр – він тоне, опускається дерев’яний брусок – він спливає.
Експеримент 2. Опускається парафінова кулька у воду – вона спливає, опускається у спирт – тоне.
Проблемні запитання:
- Чому одні тіла тонуть у рідині, а інші в тій же рідині плавають?
- Чому одне й теж тіло в одній рідині тоне, а в іншій плаває?
На сьогоднішньому уроці ми розглянемо умови плавання тіл, тобто
З’ясуємо, за яких умов тіла тонуть, спливають, плавають усередині рідини. І ви зможете відповісти на запитання:
- Чому залізний цвях тоне у воді, а судна, виготовлені з металу, плавають?
- Чому риби плавають всередині рідини, а водоплавна птиця – на поверхні води?
З’ясуємо: Які сили діють на тіло, коли воно занурене в рідину?
- Як направлені ці сили?
- Які співвідношення можливі між цими силами?
Розглянемо три можливі випадки:
а) якщо Fт > FA, рівнодійна сила направлена вниз, тіло тоне;
б) якщо Fт = FA , рівнодійна сила дорівнює нулю, то тіло плаває
всередині рідини;
в) якщо Fт<Fа, рівнодійна сила направлена вгору, тіло вспливає.
Перевіряється за допомогою експерименту правильність висновку. При цьому використовується значення сили Архімеда, які учні отримали при розв’язуванні експериментальних задач на початку уроку і порівнюється їх із силами тяжіння, які діють на дерев’яне та металеве тіло.
Розглянемо докладніше третій випадок.
Повністю занурюю дерев’яний брусок у воду. Під дією архімедової сили він спливає.
Висновок. Якщо тіло плаває на поверхні рідини, то вага витісненої ним рідини дорівнює вазі цього тіла в повітрі. ( сила Архімеда = силі тяжіння, коли тіло сплило).
Експеримент. У відливну посудину опускають дерев’яний брусок, Знаходять вагу води, що вилилась, вагу бруска в повітрі і порівнюють їх.
Якими іншими способами можна визначити: тіло тонутиме, плаватиме всередині рідини чи вспливатиме ?
1) Fт = FA ρт = ρр - тіло плаває всередині рідини.
Fт = mg = g ρтVт , FA = g ρрVт , g ρтVт = g ρрVт ,
2) Fт > FA , ρт > ρр - тіло тоне у рідині.
3) Fт < FA , ρт < ρр - тіло спливає у рідині.
ІV. Закріплення нового матеріалу.
1) Користуючись таблицею густин, назвіть метали, які можуть плавати у ртуті.
2) Відгадайте загадку „У воді тоне, у вогні не горить”. Що це?
Учні порівнюють густини льоду і води.
3) Чи можна гасити палаючий гас, заливаючи його водою?
4) Учні прослуховують уривок з китайської байки: „У хлопчика, який торгував жирними пампушками, вкрали монети. Для виявлення злодія суддя Бао-гун попросив принести великий жбан з водою. Сам стоїть поруч і дивиться. Ось підходить якийсь чоловік опускає монету в жбан. Суддя закричав: „ Це ти, злодію, у дитини гроші вкрав?! Зізнавайся!”
Запитання: У який спосіб суддя виявив злодія? Для підказки використовується експеримент. Пропонується учневі у посудину з олією влити воду. Олія спливає вгору. Учні пояснюють це явище і доповнюють пропущені слова з байки: „По воді поплили жирні плями ”
- Пояснити фізичний зміст прислів’їв про плавання тіл, які ви відшукали. Наприклад, “ Як камінь уводу ”, “ Плаває як сокира ”, “ Великому кораблю – велике плавання ”.
- Які слова з української поезії про плавання ви знаєте?
- Чому птахи не тонуть?
- Чому плавають кораблі?
- Чому плавають риби у воді? Як вони змінюють глибину свого занурення?
- Повідомлення екологічного змісту.
V. Підсумок уроку. Рефлексія. Учням пропонується продовжити вислів "Тепер я знаю…"
VІ. Домашнє завдання.
Вивч. § 16; № 21.1, № 21.9, № 21.12 із збірника І. Ю. Ненашева. 8кл.