Конспект урока по теме "Воздухоплавание"(7 класс)

Тема урока: «Воздухоплавание» (7 класс)

Цель урока: рассмотреть условия воздухоплавания,
ознакомить учащихся с историей развития воздухоплавания, понятиями аэростат, стратостат, подъемная сила; научиться применять закон Архимеда.

Задачи:

- обучающие: учить различать типы аэростатов, рассчитывать подъемную силу;

- развивающие: развивать умение применять закон Архимеда, интерес к предмету

- трудолюбие, стремление к достижению результата.

Тип урока: комбинированный - изучение нового материала и закрепление знаний

Формы работы: беседа, комментированное решение задач, решение кроссворда

УМК: учебник « Физика» 7 класс под редакцией А.В.Перышкина

Оборудование:

-воздушные шарики, наполненные гелием и воздухом,

- презентация по теме «Воздухоплавание»,

- кроссворд по теме.

Ход урока.

1.Оргмомент: настраивание на урок.

2.Проверка домашнего задания

Фронтальный опрос:

1. Как называют силу, которая выталкивает тела, погруженные в жидкости и газы?

2. Чему равна эта сила? Запишите формулу.

3. От каких величин зависит архимедова сила?

4. При каком условии тело, находящееся в жидкости, тонет; плавает? всплывает??

5. Решение задач ( приложение 1)

Задание 1.

Ответ : 3

(Равновесие шаров нарушится, так как на шары будет действовать различная архимедова сила. Перевесит шар, опущенный в бензин, так как )

Задание 2

Алюминевый легче поднять в воде, так как ,V_стV_ал,

F_{a ст}F_{a ал}

Задание 3

На тела, погружённые в жид­кость дей­ству­ет сила Архимеда, про­пор­ци­о­наль­ная объ­е­му по­гру­жен­ной в жид­кость части тела:

  Изначально весы на­хо­дят­ся в рав­но­ве­сии, значит, ша­ри­ки имеют оди­на­ко­вые массы. Они однородны и поскольку плот­ность меди боль­ше плот­но­сти железа, следовательно, объём мед­но­го шара будет меньше, и на него будет дей­ство­вать мень­шая сила Архимеда. Значит, вес же­лез­но­го шара умень­шит­ся на боль­шую величину, чем вес мед­но­го шара. Таким образом, рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся в сто­ро­ну мед­но­го шара.

Ответ : 4

Задание 4

Сила Архимеда определяется как , где  - плотность жидкости; V – объем тела, погруженного в жидкость. Плотность воды 1000 кг/м3, а плотность спирта 800 кг/м3. Так как тело плавает и в воде и в спирте, то выталкивающая сила F будет полностью компенсировать силу тяжести кубика, то есть она будет одинаковой в обоих случаях. Но так как плотность спирта меньше плотности воды, то кубик в спирте будет погружен на больший объем V, чем в воде.

Ответ : 2

3.Изучение нового материала.

Чтение отрывка из романа Жюля Верна «Пять недель на воздушном шаре»

« Воздух был чист, ветер умерен, и «Виктория» поднялась почти вертикально на высоту тысячи пятисот футов, что было отмечено падением барометра… На этой высоте быстрое воздушное течение понесло шар к юго-западу. Какая чудная картина развернулась перед глазами наших воздухоплавателей! Остров Занзибар был весь как на ладони. Расстилались зеленые поля всевозможных оттенков, кудрявились рощи и леса… Жители острова казались какими-то насекомыми.»

Итак, какова же тема урока. Ответы учащихся.

Итак, тема сегодняшнего урока «Воздухоплавание».

 Опыт 1. (из 2-х шариков, надутый воздухом падает вниз, а гелием взлетает). Вопрос учащимся: -Почему шарик взлетел? (Ответы-предположения учащихся)

С давних времен люди мечтали о возможности летать над облаками, плавать в воздушном океане, как они плавали по морю.

Для воздухоплавания вначале использовали воздушные шары, которые раньше наполняли нагретым воздухом, сейчас – водородом или гелием.

Для того чтобы шар поднимался вверх, должно выполняться условие F_а F_тяж . По мере поднятия шара вверх архимедова сила, действующая на него, уменьшается(F_а =ρ_возд.gV), так как плотность верхних слоев атмосферы меньше, чем у поверхности Земли. Чтобы подняться выше, с шара сбрасывают специально взятый для этой цели груз( балласт) и этим облегчают шар.

Видеофильм «Воздухоплавание»

Работа учащихся с учебником, с.158 (Ребята находят определения аэростата, стратостата, дирижабля и записывают в тетрадь)

Сообщение о дирижабле (рассказывает один из учащихся)

Задача. Предположим, в воздух запущен шар объемом 40 м³ , наполненный гелием. Определить подъемную силу шара.

Дано: Решение.

V=40 м³ m_г=V· ρ_г =40·0,180=7,2 кг

ρ_г=0,180 кг/ м³ Р_г= g· m_г=9,8·7,2=71 Н

g=9,8 Н/кг F_А=g· ρ_в·V=9,8·1,3·40=520 Н

ρ_в=1,3 кг/ м³ F_п= F_А- Р_г=520-71=449 Н

Найти: F_п-? Ответ: подъемная сила шара 449 Н.

4.Закрепление материала.

Решение кроссворда в парах (приложение 1). Проверка ответов.

5.Подводятся итоги урока, выставляются оценки за работу на уроке.

6. Задание на дом: §54, задача № 520 -Перышкин

Дополнительно, при наличии резерва времени.

В заключении я вам прочитаю отрывок из литературного произведения:

Л.Н.Толстой. Рассказ аэронавта.

Герой рассказа поднялся в воздух на воздушном шаре.

“Я посмотрел на барометр. Теперь я уже был на пять верст над землею и чувствовал, что мне воздуха мало, и я стал часто дышать. Я потянул за веревку, чтобы выпустить газ и спускаться, но ослабел ли я, или сломалось что – нибудь, – клапан не открывался…”Если я не остановлю шар,– подумал я,–то он лопнет, и я пропал”. …Я изо всех сил ухватился за веревку и потянул. Слава Богу, – клапан открылся, засвистало что–то”.

Вопросы:

1) Что измеряют барометром? (Атмосферное давление)
2) Почему герою стало трудно, мало воздуха?(Плотность воздуха с высотой уменьшается, т.к. чем выше от поверхности Земли слой воздуха, тем слабее он сжат).
3) Почему воздушный шар , поднявшись высоко, может лопнуть?

(На каждые 12 метров подъема давление уменьшается в среднем на 1 мм.рт.ст.или 133 гПа, внутри шара давление остается прежним, получается, что давление газа изнутри может сильно превысить атмосферное давление, и шар лопнет).

Каждый из нас смотрел различные приключенческие фильмы и видел, что воздушный шар в определенный момент может терять высоту, и герои для того, чтобы шар поднялся выше, сбрасывают специально для этой цели балласт(высыпают песок из мешков).

Почему шар может терять высоту?(По мере поднятия шара из–за уменьшения плотности воздуха, уменьшается и Архимедова сила, для уменьшения силы тяжести сбрасывают груз).

-Совершенно верно, в конце концов, шар достигает своей предельной высоты, и при помощи специального клапана выпускают воздух, как наш герой из предыдущего рассказа.

Приложение 1

 Задание 1

Два оди­на­ко­вых стальных шара урав­но­ве­ше­ны на ры­чаж­ных весах (см. рисунок). На­ру­шит­ся ли рав­но­ве­сие весов, если один шар опу­стить в ма­шин­ное масло, а другой — в бензин?

1) Нет, так как шары имеют оди­на­ко­вую массу.

2) Нет, так как шары имеют оди­на­ко­вый объём.

3) Да — пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в бензин.

4) Да — пе­ре­ве­сит шар, опу­щен­ный в масло.

Задание 2

Алюминиевый и сталь­ной шары имеют оди­на­ко­вую массу. Какой из них легче под­нять в воде? Ответ поясните.

Задание 3

На кон­цах ко­ро­мыс­ла рав­но­пле­чих весов под­ве­ше­ны два од­но­род­ных шарика. Один шарик сде­лан из железа, а дру­гой — из меди. Весы на­хо­дят­ся в равновесии. Что произойдёт с рав­но­ве­си­ем весов, если оба ша­ри­ка пол­но­стью по­гру­зить в воду?

• 1) весы оста­нут­ся в равновесии, так как массы ша­ри­ков одинаковы

• 2) весы оста­нут­ся в равновесии, так как ша­ри­ки имеют оди­на­ко­вые объёмы

• 3) рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся — опу­стит­ся шарик, сде­лан­ный из железа

4) рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся — опу­стит­ся шарик, сде­лан­ный из меди

Задание 4

Кубик из дре­ве­си­ны сна­ча­ла пла­ва­ет в со­су­де с водой, а затем — в со­су­де со спиртом. При этом в со­су­де со спир­том сила Архимеда, дей­ству­ю­щая на кубик,

1) не изменилась, а объём погружённой в жид­кость части ку­би­ка уменьшился

2) не изменилась, а объём погружённой в жид­кость части ку­би­ка увеличился

3) увеличилась, а объём погружённой в жид­кость части ку­би­ка уменьшился

4) уменьшилась, а объём погружённой в жид­кость части ку­би­ка увеличился

Приложение 2

Кроссворд

По горизонтали:

1.Горючий газ, которым наполняют воздушные шары

2.Древнегреческий ученый, открывший закон гидростатики

3.Груз, который сбрасывают, чтобы подняться выше

4. Французский писатель, рассказавший о полете на воздушном шаре

5.Негорючий газ, используемый для наполнения воздушного шара

По вертикали:

1.Благодаря чему, шар перемещается в горизонтальном направлении

2.Неуправляемый аэростат

3.Управляемый аэростат

4.Летательный аппарат легче воздуха