Разработка урока по теме Плавание тел

Домашнее задание.

1. Почему фольга в форме кораблика плавает на поверхности воды, а плотно свёрнутая – тонет?

2. Подумайте, почему корабли, сделанные из железа, плотность которого гораздо больше плотности даже солёной воды, не тонут в море?

3. § 50 прочитать, выучить условия плавания тел, ответить на вопросы

4. Упр.25(1,2)- устно

Опорный конспект по теме: _________________________________

Задание 1.

Обозначьте силы, действующие на тело, плавающее внутри жидкости.

С равните силы

_____________________

Задание 2.

Опустите в стакан с водой железный и деревянный бруски.

Как ведут себя бруски?

Железный брусок____________ Деревянный брусок____________

Обозначьте силы, действующие на бруски, в каждом случае.

Железный брусок Деревянный брусок

Сравните силы, действующие на бруски, в каждом случае.

________________________ ________________________

Сделайте вывод об условиях плавания тел в жидкости.

Тело плавает на поверхности жидкости

Формула, выражающая закон Архимеда. ________________________

Формула, для вычисления силы тяжести ________________________

Осадка – ___________________________________________________

___________________________________________________________

Ватерлиния – _______________________________________________

___________________________________________________________

Водоизмещение – ___________________________________________

___________________________________________________________

Грузоподъемность – _________________________________________

___________________________________________________________

Задача.

В сосуд аккуратно налили три жидкости: масло машинное, мёд и бензин.

1)Укажите порядок расположения жидкостей.

______________ _____________________

______________ _____________________

______________ _____________________

В этот сосуд бросили три шарика:

Парафиновый _______________________________________

Пробковый _______________________________________

Фарфоровый ______________________________________

Нарисуйте, в какой части сосуда будут находиться эти шарики.

Урок физики в 7 классе по теме «Плавание тел».

Учитель МОУ Кологривская СОШ Селезнёва Н.П.

Цель урока: Выяснить  условия плавания тел в жидкости, усвоить их на уровне понимания и применения, с использованием логики научного познания.

Задачи:

• теоретически вывести условия плавания тел в жидкости;

• установить теоретически и экспериментально соотношение между плотностью тела и жидкости, необходимое для обеспечения условия плавания тел;

• продолжить формировать умение учащихся проводить опыты и делать из них выводы;

• научить учащихся решать качественные задачи;

• проверить усвоение нового материала;

• развитие умений наблюдать, анализировать, сопоставлять, обобщать;

• воспитание интереса к предмету;

• закрепление правил поведения на воде;

• знакомство с методами научного познания и их взаимосвязи;

• воспитание культуры в организации учебного труда.

Оборудование:

• проектор, экран;

• на 2 человека набор: два стакана с водой, грузики: деревянный и железный, кусочки картошки, соль, палочка  для размешивания, масло и пипетка;

• опорные конспекты по количеству учащихся.

Ход урока

Урок сопровождается показом презентации.

Оргмомент. Беседа о временах года, о лете, о купании в водоёмах,  плавании человека.

Объявление темы урока. 

Актуализация знаний.

Ребята, вы можете привести примеры тел, которые плавают на поверхности воды?

А какие тела тонут в воде?

А как ещё тело может вести себя в воде? Какие это тела?

Попробуйте угадать, о каком плавающем теле пойдёт сейчас речь.

Сегодня над морем
Большая жара;
А в море плывёт 
Ледяная гора.
Плывёт и, наверно,
Считает:
Она и в жару не растает.

(Дети отвечают: Айсберг. Учитель показывает Слайд 2 и обращает внимание на подводную часть айсберга).

А изменилось бы что-нибудь, если бы воду в океане мы мгновенно поменяли бы на керосин?

(Учащиеся путаются в ответах.)

Вы не можете точно ответить на этот вопрос. Но у  вас уже появляются идеи, гипотезы.

А вы хотите всегда правильно отвечать на вопрос: будет плавать или тонуть тело в той или иной жидкости?

Давайте сегодня на уроке вместе решим проблему.

Проблема.

Выяснить: Каковы условия плавания тел в жидкости.

Решение проблемы - изучение нового материала.

И начинаем шагать  к нашей цели маленькими шажками.

Поработаем с опорными конспектами – карточками к уроку, но сегодня они полностью не дописаны. Вам самим нужно в течение урока их сделать.

Выполняем первое задание на карточке к уроку.

Задание 1. Обозначьте силы, действующие на тело, плавающее внутри  жидкости.

Проведём опыт 1. Перед вами стакан с водой и два бруска: железный и деревянный. Давайте посмотрим, как они будут вести себя в  воде. Опустите их в стакан с водой.

А теперь сделайте вывод об условиях плавания тел в жидкости.

Итак, мы решили проблему?

Как вы думаете, удобно ли нам использовать полученные условия плавания тел для определения: будет ли тело плавать или тонуть в той или иной жидкости?

(Дети отвечают, что неудобно, слишком долго придется вычислять).

Гипотеза не доказана. Значит, проблема решена не до конца. Продолжаем исследования.

Может ли тело в одной жидкости тонуть, а в другой плавать?

Проведём опыт 2. У вас два стакана с водой, соль, кусочки картошки. Попробуйте доказать своё предположение. (Дети проводят опыт, они скорее всего догадаются, что в один из стаканов нужно добавить соль).

Вывод: в пресной воде картошка тонет, а в солёной плавает. Значит, условие плавания тел зависит от соотношения плотности жидкости и плавающего тела.

Докажем это ещё и теоретически.

Запишите формулу, выражающую  закон Архимеда.

Запишите формулу  для вычисления силы тяжести.

Какие одинаковые величины входят в обе формулы? А какая отличается? Значит, условие плавания тел будет зависеть от плотности веществ.

Допишите в опорный конспект  условия плавания тел, используя понятие плотности вещества.

Вернёмся к моему вопросу.

А изменилось бы что-нибудь, если бы воду в океане мы мгновенно поменяли бы на керосин?

(Учащиеся с лёгкостью правильно отвечают на вопрос, используя таблицу плотности веществ).

Поработаем с таблицей плотностей веществ.

1. Пользуясь таблицей плотности, определите, тела из каких металлов будут плавать в ртути, а какие тонуть?

2. В какой жидкости утонет лёд?

3. Яйцо тонет в пресной воде, но плавает в солёной. Почему?

4. Кирпич тонет в воде, а полено всплывает. Значит ли это, что на полено действует большая выталкивающая сила?

5. Будет ли плавать в воде стеклянная бутылка, заполненная водой?

6. А будет ли в ртути плавать стеклянная бутылка, заполненная ртутью?

7. В какой воде и почему легче плавать?

Посмотрите, как человек плавает в Мёртвом море, плотность солёной воды которого значительно больше плотности пресной.

Мы говорили об условии плавания твёрдых тел в жидкости.

Проблема. А может ли одна жидкость плавать на поверхности другой?

Проведём опыт 3. Наблюдение всплытия масляного пятна, под действием выталкивающей силы воды.

Цель работы: Провести наблюдение за всплытием масла, погруженного в воду, обнаружить на опыте выталкивающее действие воды, указать направление выталкивающей силы.

Приборы и материалы: 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.

Снова вернёмся к таблице плотности веществ. Объясним, почему на воде образуется масляная плёнка.

Итак, проблема решена, значит, жидкости, как и твёрдые тела подчиняются условиям плавания тел.

1. Почему нельзя тушить горящий керосин, заливая его водой?

Продолжим беседу о жидкостях.

Один неглубокий сосуд пригласил в гости сразу три  несмешивающиеся жидкости разной плотности и предложил им располагаться со всеми удобствами. Как расположились жидкости в гостеприимном сосуде, если это были: масло машинное, мёд и бензин. (Задача на карточке).

1)Укажите порядок расположения жидкостей.

2) В этот сосуд бросили три шарика:  парафиновый, пробковый, фарфоровый.

Нарисуйте, в какой части сосуда будут находиться эти шарики.

Для проверки правильности выполнения задания включить слайд 10 или  анимацию «Три жидкости».

Разговор о плавании судов (слайд №14) можно начать с вопроса: «Почему суда держаться на воде и перевозят большие грузы, если корпус судов делают из стали, плотность которой больше плотности воды?». Если учащиеся сами затрудняются ответить на этот вопрос, то им нужно объяснить, что из стали делают лишь тонкий корпус судна, а большая часть его объема занята воздухом, среднее значение плотности судна оказывается значительно меньше плотности воды, поэтому оно не только не тонет, но и может принимать для перевозки большое количество грузов.

Вводим понятия: понятия: осадка судна; ватерлиния; водоизмещение; грузоподъемность. Слайд № 18 содержит информацию о подводной лодке. В подводной лодке добиваются различной глубины погружения, регулируя количество забираемой воды в специальные цистерны. Здесь можно проследить аналогию с плавательным пузырем рыбы. Данные слайды ученики с удовольствием озвучивают самостоятельно.

В завершении этапа объяснения нового материала ученикам предлагается  самостоятельно сделать вывод: тело плавает, полностью или частично погрузившись в жидкость, при условии: F_A = F_т .

На этапе закрепления нового материала школьникам предлагается шесть вопросов (слайд № 20).

• Как изменится осадка корабля при переходе из реки в море?

• Как изменится водоизмещение корабля при переходе из реки в море?

• Почему бесполезно горящую нефть, бензин, керосин тушить водой?

• Что будет происходить с кусочком льда в керосине? А в воде?

• Кирпич тонет в воде, а полено всплывает. Значит ли это, что на полено действует большая выталкиваю­щая сила?

• Два алюминиевых шарика имеют одинаковый объем, но один из них полый, а другой — сплошной. Можно ли, используя знания об архимедовой силе, определить, какой из них полый, а какой сплошной? Как это сделать?

• На поверхности воды в ведре плавает пустая медная кастрюля. Изменится ли уровень воды в ведре, если кастрюля утонет?

На последних этапах урока ученики говорят, что нового  для себя они узнали на уроке, какие элементы урока им  особенно понравились. Учитель оценивает работу школьников, сообщает домашнее задание: § 50,51.

Литература:

1.  2. Лукашик В.И. Сборник задач по физике./В.И Лукашик, Е.В.Иванова. –М.: Просвещение, 2001.
3. Шабловский  В. Занимательная физика.– Санкт-Петербург: Тритон,1997.
4. Перышкин  А.В. Физика 7 класс – М.: Дрофа,2006.
5. Усова А.В. Методика преподавания физики./ Ф.В. Усова, В.П. Орехов, С.Е. Каминский и др.–М.: Просвещение,1990.

Домашнее задание.

1. § 52-53, прочитать, выучить условия плавания тел, ответить на вопросы

2. Упр.27.

Плавание тел

Цели урока:

• повторить и закрепить понятие архимедова сила;
• выяснить условие плавания тела;
• научиться решать качественные задачи на эту тему.

Ход урока

• Подготовка к восприятию нового материала.
• Изучение нового материала.
• Закрепление материала.
• Подведение итогов урока.
• Домашние задание.

Подготовка к восприятию нового материала

• От каких параметров зависит архимедова сила? От каких параметров не зависит? Как она направлена?
• Рассмотрите рис. а) - в) и ответьте на вопрос: на какое тело действует наибольшая выталкивающая сила?

вода

керосин

1

3

2

а)

б)

4

3

1

в)

2

Условия плавания тел

От чего зависит, будет ли тело плавать внутри жидкости, всплывать или тонуть?

От того, как соотносятся между собой сила тяжести и архимедова сила.

F А

F Т

1. F A = F т

Если F A = F т , силы уравновешивают друг друга, тело плавает внутри жидкости на любой глубине. При этом: F А = ρ ж Vg ; F т = ρ т Vg .

Тогда из равенства сил следует: ρ ж = ρ т , т. е., средняя плотность тела равна плотности жидкости.

F А

F т

F А F А При F т F А ( а значит, когда ρ ж ρ т , т.е. средняя плотность тела больше плотности жидкости) тело тонет . F А F т" width="640"

2. F т F А

F А

При F т F А ( а значит, когда ρ ж ρ т , т.е. средняя плотность тела больше плотности жидкости) тело тонет .

F А

F т

При F т p т ж )

тело всплывает.

F А

F т

F А

Тело всплывает до тех пор, пока F A не станет равна F т . В результате тело плавает, частично погрузившись в жидкость.

F т

Определим объем погруженной части тела:

F A = F т ;

g ρ ж V п.ч = g ρ т V т ;

ρ ж V п.ч = ρ т V т ;

V п.ч = V т ρ т / ρ ж .

Для айсберга:

V пч = V а 900 /1000=0 ,9 V а

Чем меньше плотность тела по сравнению с плотностью жидкости, тем меньшая часть тела погружена в жидкость.

Для айсберга:

V п.ч = V а ∙ 900 /1000=0 ,9 V а .

Что мы знаем о Мертвом море?

Вода мертвого моря содержит не 2-3 % соли как большинство морей и океанов, а более 27 % , с глубиной соленость растет. В результате вода Мертвого моря значительно тяжелее обыкновенной морской воды, утонуть в такой тяжелой жидкости практически нельзя.

Плавание живых организмов

Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, мало отличается от плотности воды, поэтому их вес почти полностью уравновешивается архимедовой силой.

Благодаря этому водные животные не нуждаются в столь прочных скелетах, как наземные.

У рыб есть орган, называемый плавательным пузырем. Меняя объем пузыря, рыбы могут изменять глубину погружения.

Плавание судов

Из стали делают лишь тонкий корпус судна, а большая часть его объема занята воздухом. Среднее значение плотности судна оказывается значительно меньше плотности воды. Поэтому оно не только не тонет, но и может принимать для перевозки большое количество грузов.

Осадка - это глубина, на которую судно погружается в воду

Линия, до которой погружаются суда, называется в а т е р л и н и е й .

.

Вес вытесняемой судном воды при погружении до ватерлинии называют его в о д о и з м е щ е н и е м.

На подводной лодке открывают кингстоны балластной цистерны, чтобы заполнить их морской водой. Вода поступает в цистерну, воздух сбрасывается наружу, лодка погружается. Чтобы всплыть, вода из цистерн выдавливается сжатым воздухом под высоким давлением. Вес лодки уменьшается и она всплывает на поверхность.

Вывод

Тело плавает, полностью или частично погрузившись в жидкость, при условии:

F A = F т .

Закрепление материала

• Как изменится осадка корабля при переходе из реки в море?
• Почему бесполезно горящую нефть, бензин, керосин тушить водой?
• Что будет происходить с кусочком льда в керосине? А в воде?
• Шарик массой 100 г плавает, полностью погрузившись в воду. Чему равна сила Архимеда ?
• Какой металл плавает в ртути?

Домашнее задание:

§ 52, 53, упр. 27.