Поурочные разработки по Физике 7 класс к учебникам Перышкина А. В. и Громова С. В.
Изучение архимедовой силы - Давление твердых тел, жидкостей и газов
Цели урока: обнаружить наличие силы, выталкивающей тело из жидкости; установить, от каких факторов зависит и от каких — не зависит выталкивающая сила; выяснить условия плавания тел в зависимости от плотностей тела и жидкости.
Оборудование (у каждого ученика): сосуд с водой, динамометр, набор грузов, небольшое тело.
Ход урока
I. Опыты по обнаружению выталкивающей силы
По плану, записанному на доске, каждый ученик приступает к выполнению эксперимента:
1. Определите вес данного вам тела в воздухе: Р1.
2. Определите вес этого же тела в воде: Р2.
3. Сравните результаты измерений и сделайте вывод: вес тела в воде меньше веса тела в воздухе: Р1 > Р2.
— Почему вес тела в воде меньше веса тела в воздухе? (Существует сипа, действующая на тело в воде и направленная вертикально вверх.)
Действительно, существует такая сила. Она называется выталкивающей, или архимедовой силой в честь древнегреческого ученого Архимеда, который впервые указал на ее существование и рассчитал ее значение.
— А как можно найти величину выталкивающей силы? (Из веса тела в воздухе надо вычесть вес тела в воде.)
Итак, первая цель урока достигнута, далее начинается работа в пяти группах по 3—4 человека.
II. От чего зависит сила Архимеда?
Задание первой группе
Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры из набора тел для калориметра, нить.
Определите архимедовы силы, действующие на первое и второе тела.
Сравните плотность тел и архимедовы силы, действующие на тела.
Сделайте вывод о зависимости архимедовой силы от плотности тела.
Задание второй группе
Оборудование: сосуд с водой, тела разного объема из пластилина, динамометр, нить.
Определите архимедову силу, действующую на каждое из тел.
Сравните эти силы.
Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объема тела.
Задание третьей группе
Оборудование: динамометр, нить, сосуды с водой, соленой водой и маслом, алюминиевый цилиндр.
Определите архимедовы силы, действующие на тело в воде, соленой воде и масле.
Чем отличаются эти жидкости?
Что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях?
Установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.
Задание четвертой группе
Оборудование: мензурка с водой, алюминиевый цилиндр, нить, динамометр.
Определить архимедовы силы, действующие на тело на глубине h1 и на глубине h2, большей, чем h1.
Сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от глубины погружения тела.
Задание пятой группе
Оборудование: кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.
Кусочку пластилина придайте форму шара, куба, цилиндра.
Поочередно опуская каждую фигурку в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на нее.
Сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от формы тела.
После получения результатов каждая группа устно отчитывается о своей работе и сообщает свои выводы. Выводы записываются учащимися в тетрадях, а учителем — на доске в виде таблицы:
Архимедова сила |
||
Не зависит от: |
|
Зависит от: |
1) формы тела; |
|
1) объема тела; |
2) плотности тела. |
|
2) плотности жидкости. |
Таким образом, достигнута вторая цель урока.
III. Выяснение условия плавания тел
Переходим к реализации третьей цели урока. В ходе беседы выясняем, какие силы будут действовать на погруженное в жидкость тело (архимедова сила и сила тяжести). Затем устанавливаем поведение тела в жидкости в зависимости от соотношения этих сил. На доске и в тетрадях учащихся появляется рисунок и записи:
Далее учитель проводит демонстрации:
· тело из пробки плавает в воде;
· шарик из картофеля тонет в воде;
· тот же картофельный шарик всплывает в соленой воде;
· шарик из пластилина тонет в воде;
· лодочка из того же пластилина плавает в воде.
- В чем же дело? Почему вообще одни тела плавают, а другие тонут? Почему гвоздь тонет в воде, а огромный корабль плавает? Сколько интересного вокруг нас! Давайте попытаемся ответить на некоторые вопросы.
И снова работа в группах.
Задание первой и второй группам
Опускайте в воду по очереди тела: стальной гвоздь, фарфоровый ролик, кусочек алюминия. Выясните, какие из них тонут, какие плавают.
Результаты наблюдений запишите в таблицу:
Плотность воды ρ, кг/м3 |
Плотность вещества ρ, кг/м3 |
Тонет или плавает |
|
7800 (сталь) |
|
1000 |
2300 (фарфор) |
|
|
2700 (алюминий) |
|
Изучите таблицу и сделайте вывод: при каком условии тела в воде тонут?
Задание третьей и четвертой группам
Задание аналогично предыдущему, но с телами, плавающими в воде.
Задание пятой группе
Возьмите два одинаковых по объему шарика — из парафина и из пробки.
Опустите шарики в воду и наблюдайте, какой из них глубже погрузится.
Сделайте вывод о глубине погружения тела в зависимости от его плотности.
По окончании опытов учитель на доске, а учащиеся в тетрадях делают записи:
ρт > ρж — тело тонет
ρт = ρж — тело плавает
ρт < ρж — тело всплывает
Затем коллективно ищем ответ на вопрос, как заставить тело плавать? Итак, все цели достигнуты. Подводим итог урока.