"Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. Архимедова сила"

Урок­исследование по физике "Действие жидкости и газа на погруженное в них тело. Архимедова сила" Цели:  Образовательные:  ознакомить   учащихся   с   новым   физическим     явлением   –   действием жидкости и газа на погруженное  тело;  установить от каких факторов зависит Архимедова сила, и от каких не зависит;  вывести формулу для вычисления архимедовой силы;  Развивающие:  развивать умение ставить физические эксперименты, вести наблюдение, анализировать;  уметь сравнивать и систематизировать знания;  самостоятельно делать выводы;  применять полученные знания при решении задач.  Воспитательные:  способствовать   формированию   у   учащихся   чувства   ответственности, бережного отношения к приборам;  продолжить формирование познавательного интереса к предмету. Оборудование: мультимедийный   проектор;   набор   грузов;   динамометр; ведерко Архимеда; отливной стакан; штатив. Литература: 1. А.В. Перышкин:   Физика 7 класс. Учебник для общеобразовательных учебных заведений 2004 г., Издательство «Дрофа». 2. Р.Д. Минькова Е.Н. Панаиоти: Тематическое поурочное планирование по   физике:   7   класс:   К   учебнику   А.В.   Перышкина   «Физика.   7   класс», Издательство «Экзамен», 2004. 3. А.П Чехов «Степь». 4.Классная физика для любознательных 7 класс. 5.  Интернет­ресурсы. ХОД УРОКА 1. Вступительное слово учителя (слайд1) Гуляя в тенистой роще, греческий философ беседовал со своим учеником. «скажи мне, – спросил юноша, – почему тебя часто одолевают сомнения? Ты прожил долгую жизнь, умудрен опытом и учился у великих эллинов. Как же так,   что   для   тебя   осталось   столь   много   неясных   вопросов?» В раздумье философ очертил посохом перед собой два круга: маленький и большой. «Твои знания – это маленький круг, а мои – большой. Но все, что осталось   вне   этих   кругов,   –   неизвестность.   Маленький   круг   мало соприкасается с неизвестностью. Чем шире круг твоих знаний, тем больше его граница с неизвестностью. И впредь, чем больше ты станешь узнавать нового, тем   больше   будет   возникать   у   тебя   неясных   вопросов». Греческий мудрец дал исчерпывающий ответ. Учитель:   (слайд 2) И вот сегодня мы с вами попытаемся отгадать ещё одну тайну природы. Ребята, пусть вас это не удивляет, но свой урок я хочу начать с отрывка из повести А.П. Чехова «Степь». «Егорушка   тоже   разделся,   но   не   спускался   вниз,   а   разбежался   с полуторасаженной  вышки.  Описав  в воздухе  дуги, он  упал  в воду, глубоко погрузился, но дна не достал, какая­то сила, холодная и приятная на ощупь, подхватила его и понесла обратно наверх. Он вынырнул…» (слайд3) Учитель:  Какая сила подняла Егорушку наверх? 2. Сообщение темы цели урока (слайд 4) Тема   нашего   урока:  «Действие   жидкости   и   газа   на  погруженное   в  них тело»   Мы   познакомимся   с   новым   явлением,   новой   силой.   Докажем существование этой силы с помощью опытов, также установим от чего она зависит.  Сегодня   вы   попробуете   себя   не   просто   в   роли   ученика,   а   в   роли ученого исследователя. А с чего начинается любое исследование? Конечно же с опыта. Будьте очень внимательны и не стесняйтесь высказывать свое мнение  (слайд 5)Вспомним лето. Вы отдыхаете на море, озере или реке входите в воду. Учите плавать своих друзей. Легко ли поддерживать на воде тело своего друга? (легко). А   сможете   ли   вы   его   также   легко   удержать   не   в   воде,   а  в   воздухе?   (нет) Хорошо, продолжаем дальше. Многие из вас купаясь, пытались запихнуть мяч в воду. Ну и как? Получалось у вас это? (нет) В чем же дело? Обратимся к опыту. (слайд 6)   Опыт   1:  Опустите   шарик   в   сосуд   с   водой.   Что   произошло?  (мячик всплывает) Почему шарик всплыл на поверхность воды? На мяч подействовала что? (сила) Совершенно верно, подействовала сила, которая вытолкнула мяч из воды, эта же сила выталкивала из воды и тело вашего друга при обучении плаванию, поэтому как мы её будем называть? (выталкивающей силой) Ребята,   а   всегда   ли   жидкость   действует   на   погруженное   в   неё   тело? Проведем следующий опыт. Опыт 2. Погрузим в воду подвешенный на нити металлический цилиндр. Тело утонуло. Заметно ли выталкивающее действие воды в этом случае? Чтобы найти ответ на этот вопрос, давайте проведём опыт по описанию задания №1 ваших поурочных тетрадей.   Фронтальная   лабораторная   работа.   На   каждом   столе   находится динамометр, цилиндр и стакан с водой. Сначала вам нужно подвесить цилиндр к   динамометру,   найти   его   вес   в   воздухе   и   записать   полученный   результат. Следующее   задание:   погрузите   цилиндр   в   жидкость   и   найдите   его   вес   в жидкости.   Запишите   полученный   результат.   Сравните,   пожалуйста,   вес цилиндра в воде с весом цилиндра в воздухе и сделайте вывод: действует ли на цилиндр,   погруженный   в   жидкость,   выталкивающая   сила?   (Так   как   вес цилиндра в жидкости меньше, чем вес цилиндра в воздухе, то на него действует выталкивающая   сила)   Куда   она   направлена?   (вертикально   вверх)   А   теперь подумайте,   как   можно   найти   величину   этой   силы?   Что   для   этого   нужно сделать?   (Из   веса   цилиндра   в   воздухе   надо   вычесть   вес   цилиндра   в   воде.) Совершенно верно! И мы с вами рассмотрели один из способов нахождения выталкивающей силы. Запишите, пожалуйста, формулу. Чтобы найти силу Архимеда надо из веса тела в воздухе вычесть вес тела в жидкости, подставьте в неё измеренные вами значения веса цилиндра в воздухе и воде и вычислите архимедову силу.    Таким образом, мы убедились, что на все тела, погруженные в жидкость, действует   выталкивающая   сила:   и   на   те   которые   тонут,   и   на   те   которые плавают.   Впервые   выталкивающую   силу   рассчитал   древнегреческий   ученый Архимед. Поэтому эту силу называют Архимедовой силой. (слайд 6) Учитель: А   сейчас   установим,   от   каких   величин   зависит   Архимедова сила. Опыт: Подвесьте цилиндр к динамометру и опустите его сначала в воду, а затем   в   кисель.   Отметьте   показания   динамометра.   Какой   вывод   можно сделать?   (показания   разные,   значит   и   выталкивающая   сила   разная) Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. Опыт:  Брусок   и   шарик   поочередно   на   динамометре   опускаю   в   воду. Какой   результат?   (показания   одинаковые,   значит   и   выталкивающая   сила одинакова) Выталкивающая сила не зависит от формы тела Опыт:  Тела   одинаковой   массы,   но   разного   объема   при   помощи динамометра   погружают   в   воду.   (Показания   разные,   выталкивающая   сила разная) Сила Архимеда зависит от объема. Опыт:  Тела   одного   объема,   но   разной   массы   погружают   в   воду   при помощи динамометра. (Показания одинаковы, значит и выталкивающая сила одинакова) Выталкивающая сила не зависит от массы тела. Учитель: Итак, сегодня мы познакомились силой Архимеда, выяснили от чего зависит эта сила, а если мы совершим путешествие в 3 век до н. эры, то узнаем, как же была открыта эта сила.(слайд 7) Опыт 4. «Бермудский треугольник» Тайна   исчезновения   кораблей   в   Бермудском   треугольнике   уже   давно привлекает ученых. За время исследования этого феномена было предложено большое   число   теорий   как   научно   обоснованных,   так   и   совершенно фантастических.  Одной   из   самых   правдоподобных   считается   «пузырьковая»   гипотеза, согласно   которой   корабли   в   Бермудском   архипелаге   могут   тонуть   из­за попадания   в   области,   где   идет   активное   выделение   метана   из   подводных газовых   месторождений.   Ввиду   огромного   давления   на   больших   глубинах метан   находится   в   твердом   состоянии,   в   виде   так   называемых   гидратов.   В случае   землетрясений,   подводных   извержений   и   т.д.   гидраты   могут   резко переходить   в   газообразную   форму,   порождая   гигантские   "облака"   пузырей, поднимающихся к поверхности океана.  Насколько   обоснована   эта   гипотеза?   Каким   образом   выделение   метана может приводить к гибели кораблей? Я предлагаю посмотреть   опыт, чтобы экспериментально   исследовать   ситуацию,   моделирующую   условия   гибели судов и проверить «пузырьковую» гипотезу.  Для этого в 3­х литровой  банке с водой растворяем соду. Опускаем туда яйцо из «киндерсюрприза», наполненное песком так, чтобы оно держалось на воде.   Это   –   корабль.   Добавляем   в   воду   лимонную   или   уксусную   кислоту. Начинается бурная химическая реакция с выделением пузырьков углекислого газа по всему объему банки. Плотность жидкости уменьшается, что приводит к уменьшению силы Архимеда. Мы заметили, что яйцо немедленно тонет. Когда интенсивность выделения пузырьков заметно ослабевает, яйцо вновь всплывает на   поверхность.  Корабль   при   погружении,   в   отличие   от   яйца,   заполняется водой.   Поэтому   после   прекращения   выделения   пузырьков   метана   он   не всплывет. Закрепление пройденного материала. 1. Где больший вес имеют солидные караси в родном озере или на чужой сковородке? 2.   Почему   в   недосоленном   супе   ощипанная   курица   тонет,   а   в пересоленном спасается вплавь. 3. Пожилые греки рассказывают, что Архимед обладал чудовищной силой.  Он легко поднимал левой рукой массу в 1000 кг, правда, только до   пояса,   выше   поднимать   отказывался.   Могут   ли   быть   правдой   эти россказни? 4.   Генерал   нырнул   в   реку   солдатиком   (и   подвергся   действию выталкивающих   сил).  Можно   ли   утверждать,  что   жидкость   вытолкала генерала в шею? Рефлексия:  Приклеить   красный   или   зеленый   кораблик,   красный,   если урок понравился, зеленый – если нет.