Дополнительное внеурочное занятие по физике: «Записки Архимеда»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя школа № 5

Методические разработки занятия по дополнительным общеразвивающим программам

Дополнительное внеурочное занятие по физике:

«Записки Архимеда»

Составитель:

Горбачева Антонина Олеговна, учитель физики

г. Советская Гавань

2024г

Внеурочное занятие «Записки Архимеда» разработано для педагогических работников общеобразовательных учреждений дополнительного и общего образования и содержит актуальный материал, необходимый для изучения темы «Закон Архимеда» на дополнителных уроках физики. (фото-материалы в приложении 1)

Сценарий внеурочного занятия

«Записки Архимеда»

Цели: (слайд 3)

• познакомить учащихся с законом Архимеда, его формулировкой и практическими примерами;

• развивать у учащихся умения проводить эксперименты, анализировать результаты и делать выводы;

• формировать интерес к физике как науке, развивать критическое мышление и навыки работы в группе.

Задачи:

• изучить формулировку закона Архимеда;

• понять, какие условия необходимы для его применения (например, среда, в которой находится тело);

• провести эксперимент с различными телами в жидкости, чтобы наблюдать эффект Архимеда;

• измерить объем вытесненной жидкости и вычислить силу архимедовой силы.

Целевая аудитория: учащиеся 7-х классов

Тема занятия: закон Архимеда

Ход занятия:

Приветствие учащихся.

Актуализация (слайд 2)

Вы уже знаете, что такое выталкивающая сила и как ее вычислять для тел правильной формы. А как же ее определить для тел неправильной, сложной формы? Достаточно простой способ этого вычисления был найден Архимедом.

         Расскажу вам одну легенду: Царь Гиерон, живший 250 лет до н.э. поручил Архимеду проверить честность мастера, изготовившего золотую корону.  Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на неё золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими, более дешёвыми металлами. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь. И Архимед, конечно же взялся за эту задачу. 

Массы короны и слитка золота были равны, но этого было мало. Нужно было узнать плотности золота и короны и сравнить их. Плотность золота Архимед установил быстро, а вот чтобы найти плотность короны, ему требовалось узнать ее объем.

Но как найти её объём, ведь корона была очень сложной формы. Много дней мучила Архимеда эта задача. И вот однажды, находясь в бане, он погрузился в наполненную водой ванну и заметил, что вода выплеснулась. Тут его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи. Ликующий и возбуждённый своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика!», что на греческом значит: «Нашёл!»

 Что же всё-таки нашёл Архимед?

В тот момент Архимед сделал предположение, что объем вытесненной части воды равен объему погруженной части тела. А это значит, что теперь можно найти объем короны. После проделанного эксперимента Архимед выяснил, что корона всё же была сделана из сплава золота и серебра. Что стало с ювелиром, можете додумать сами, а вот Архимед открыл новый закон, который ныне все знают как закон Архимеда.

Итак, как вы думаете, какая тема нашего сегодняшнего урока?

- Закон Архимеда

А чем мы займемся на уроке? Для чего нам знать этот закон?

Итак, цель нашего сегодняшнего урока вывести закон Архимеда, как это сделал сам Архимед, и сформулировать его, чтобы в дальнейшем понять, где эти знания используют в природе.

Рассмотрим пример с варкой пельменей

Приготовление пельменей — это не только кулинарный процесс, но и интересный физический эксперимент!

Вы решили сварить пельмени в кастрюле с водой. Когда вы помещаете в нее пельмени, уровень воды поднимается. Почему так происходит? (ответы детей)

Закон Архимеда гласит, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной им жидкости. В процессе варки пельменей они вытесняют воду и поднимаются на поверхность благодаря архимедовой силе. Это также объясняет, почему пельмени всплывают, когда они полностью сварены — их плотность становится меньше плотности воды.

Таким образом, задача помогает связать физические законы с повседневной жизнью и процессом приготовления пищи!

Посмотрим более детально на опыт, подобный опыту Архимеда (слайд 4)

Проводим опыт с ведерком Архимеда (либо показываем видео с опытом)

Итак, опыт подтвердил, что Архимедова (или она же выталкивающая) сила равна весу жидкости в объеме этого тела. Запишем это в буквенном виде: (слайд 5)

Ро*ж*в = м*ж

Так же из опыта видно, что вес тела, погружённого в жидкость, уменьшается на значение равное архимедовой силе: где P₂ – вес тела в жидкости.

Итак, сформулируем закон Архимеда: (слайд 6) на тело, погружённое в жидкость или газ, действует вертикально вверх выталкивающая сила, равная по модулю весу жидкости или газа, вытесненной телом. Давайте запишем это.

Используя полученную информацию, попробуем решить задачи

Задача 1: (слайд 7)

Самый большой пельмень в России слепили в Красноярске в 2007 году. Его масса составляла 50 кг, а объем 0,05 м3. Определите вес жидкости, которую вытеснил бы пельмень при его погружении в воду.

Задача 2: (слайд 8)

Одним теплым летним днем Платон Архимедович решил искупаться в озере. Определите выталкивающую силу, действующую на него, если он погрузился в воду на половину своего объема. Полный объем Платона равен 0,06 м³.

Проведем эксперимент (эксперимент с весами и карандашом)

*на столе уравновешенные весы с сосудами с водой, рядом лежит небольшой карандаш*

Как вы думаете, нарушится ли равновесие, если я сейчас в один из сосудов опущу карандаш, не касаясь дна и стенок этого сосуда?

*минутка на предположения*

Равновесие нарушилось. Почему? Потому что на карандаш начнет действовать, архимедова сила, которая вытеснит некоторое количество жидкости, вес которой будет равен весу, погруженной части карандаша. Это и станет причиной нарушения равновесия.

*Разминка*

Давайте подведем итог, что мы знаем об архимедовой силе (слайд 9)

1. Действует на все тела, погруженные в жидкость или газ (в связи с тем, что по закону Паскаля на тела, погруженные в жидкость или газ, действует давление во все стороны и разница этих давлений будет выталкивать тело)

2. Сила Архимеда действует, только если тело находится в весомой жидкости или газе, в невесомости не действует.

3. Сила Архимеда будет действовать только в случае если между телом и жидкостью или газом есть, какой то промежуток. (Если тело плотно прилегает ко дну, сила Архимеда не действует)

Рефлексия (слайд 10)

Завершение занятия (слайд 11)

Сегодня мы провели небольшие опыты, и сейчас я предлагаю вам провести некоторые опыты дома самостоятельно. Для их проведения не потребуется дорогостоящего оборудования. Вот примеры: (слайд 12-13)

1. Выталкивающая сила воды

Материалы:

• Стакан или прозрачная чаша

• Вода

• Легкий предмет (например, пластиковая игрушка или кусочек пенопласта)

• Тяжелый предмет (например, камешек)

Процесс:

1. Наполните стакан водой до половины.

2. Осторожно поместите легкий предмет в воду. Наблюдайте, как он всплывает.

3. Затем поместите тяжелый предмет в воду и наблюдайте, как он тонет.

Объяснение: Обсудить, как легкий предмет вытесняется водой и всплывает, в то время как тяжелый предмет не может вытеснить достаточно воды для того, чтобы всплыть.

1. Эксперимент с яйцом

Материалы:

• Яйцо

• Стакан с водой

• Соль

Процесс:

1. Поместите яйцо в стакан с водой — оно должно тонуть.

2. Постепенно добавляйте соль в воду и перемешивайте.

3. Наблюдайте за тем, как яйцо начинает всплывать.

Объяснение: Обсудить, как добавление соли увеличивает плотность воды, что позволяет яйцу всплывать благодаря закону Архимеда.

Эти эксперименты помогут детям наглядно увидеть принципы действия закона Архимеда и развить интерес к науке!

Список использованной литературы

1. Физика : 7-й класс : учебник / И. М. Перышкин, А. И. Иванов. – Москва : Просвещение, 2021. – 239

2. Большая книга экспериментов для школьников – М.: Росмэн, 2009. – 264 с.

3. Перельман Я.И. Занимательная физика. - книга 1. - Екатеринбург.: Тезис, 1994

4. Перельман Я.И. Занимательная физика. - книга 2.- Екатеринбург.: Тезис, 1994

Приложение 1