Плавление тел

Предмет:  физика      Класс  7       

УМК:  Перышкин А.В. Физика-7- М, Дрофа, 2021 год

Тема урока: «Плавание тел».

Раздел: «Давление твёрдых тел, жидкостей и газов»

 

Форма работы обучающихся:  фронтальная, индивидуальная, работа в группах.

Тип урока: урок открытия новых знаний, урок исследование.

Методы обучения: эвристический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, демонстрации и практические задания, решение качественных задач физического содержания.

Цель урока: создать условия для деятельности учащихся  по выяснению  условия плавания тел в зависимости от плотности тела и плотности жидкости; от силы тяжести и силы Архимеда.

Задачи урока:

·        образовательные: лабораторным путем выяснить условия плавания тел, опираясь на понятия о выталкивающей силе и силе тяжести; сформировать умения объяснять причинно – следственные связи проявления выталкивающей силы; установить экспериментально соотношение между плотностью тела и жидкости, необходимые для  обеспечения условия плавания тел;

Обобщить и систематизировать знания учащихся о действии жидкостей и газов на погруженные в них тела;

·        развивающие: создать условия для выполнения практических заданий. Развить творческие способности учащихся; продолжить формировать умение проводить опыты и делать выводы; развивать умения наблюдать, анализировать, сопоставлять, обобщать и систематизировать предлагаемую информацию, давать полный развернутый ответ.

·        воспитательные: пробуждать интерес к учебному предмету на основе межпредметных связей с биологией, литературой, математикой, желание самостоятельной деятельности на уроке с целью получения новых знаний и их применения. Формирование активной жизненной позиции, чувства коллективизма и взаимопомощи, ответственность каждого за конечные результаты. Прививать культуру поведения при фронтальной работе, индивидуальной работе.

Формирование УУД:

1.     предметные:

·        понять смысл условий плавания тел;

·        овладеть опытом исследовательской деятельности в процессе самостоятельного изучения условий плавания тел при работе в группе.

·        использование для познания окружающего мира различных методов (наблюдение, измерение, опыт, эксперимент );

2.     личностные:

·        стимулировать способность иметь собственные мнения;

·        понимание значения сотрудничества  с учителем, с одноклассниками, готовности к взаимодействию  и взаимопониманию;

·        самостоятельно приобретать новые знания  и практические умения.

3.     Метапредметные:

·        Регулятивные:

·        постановка целей, планирование, самоконтроль и оценка результатов своей деятельности;

·        формирование  умений работать в группе, представлять  и отстаивать свои взгляды и убеждения, вести дискуссию;

·        Осознанное определение сферы своих интересов  и возможностей.

·        Владение умениями  совместной деятельности: согласование и координация деятельности с другими ее участниками; объективное оценивание своего вклада  в решение общих задач коллектива.

·        Познавательные:

·        Исследовать несложные практические ситуации, выдвигать предположения, понимать  необходимость их проверки на практике;

·        Умение различать факт, мнение, доказательство, гипотезу.

·        Информационно – коммуникативные:

·        Отражать в устной и письменной форме результаты своей деятельности;

·        Развитие монологической  и  диалогической речи, умения выражать свои мысли  и способности выслушивать собеседника, понимать его точку зрения, признавать право другого человека на иное мнение;

Форма организации учебной деятельности обучающихся: фронтальная, индивидуальная, работа в парах, группах.

Применяемые технологии: технология проблемного обучения, ИКТ, здоровьесберегающие  технологии. (Правила поведения на воде)

Планируемые результаты:

·        Предметные:  знать условия плавания тел.

      Уметь: экспериментально выяснять условия плавания тел.

·        Личностные: удовлетворенность от работы на уроке, навыки сотрудничества в разных ситуациях, умение не создавать конфликтов и находить выходы из спорных ситуаций.

·        Метапредметные:  биология, литература, математика.

·        Основные понятия: плотность, сила, определение плавания, условия плавания  тел в  жидкости.

 

Оборудование:

* лабораторные сосуды с водой, маслом; набор тел разной плотности; деревянный и пенопластиковый кубики одинаковых размеров; клубень картофеля; пробирка с поваренною солью; пластилин; прямоугольный  параллелепипед из пенопласта; гири; мензурки.

* компьютер, проектор, экран.

*компьютерная презентация урока в программе Microsoft Power Point, видеоматериалы.  «Плавание тел».

таблица плотностей.

Организация пространства: фронтальная работа, индивидуальная работа.

Структура урока:

1.     Организационный этап. 1мин.

2.     Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.  3мин.

3.     Актуализация знаний. 3 мин.

4.     Формирование темы урока, постановка целей 2 мин.

5.     Первичная проверка понимания.11 мин.

6.     Первичное закрепление материала. 10 мин.

7.     Основное закрепление знаний учащихся по новой теме 11 мин.

8.     Сообщение  домашнего задания и инструктаж. 2 мин.

9.     Рефлексия (подведение итогов занятия). 2 мин.

 

Ход урока

1. Организационный момент.

Здравствуйте ребята, я  рад всех вас видеть.

Физика-это наука о природе. Физика – это возможность понимать природу и ее свойства; это прикосновение к загадкам природы. На суше гусь производит впечатление малоподвижной, неуклюжей птицы. «На красных лапках гусь тяжелый…» - так писал А.С. Пушкин, применяя очень выразительное слово «тяжелый» для характеристики птицы. Но вот гусь вошел в воду и поплыл… теперь, мы видим уже легкую грациозную птицу, движущуюся быстро и свободно.

Фильм «Морозко» 40.50.

 Даже дуновения ветра достаточно, чтобы изменить скорость ее движения.

И так, ребята,  как выдумаете, какая тема нашего урока?

В природе плавание тел можно наблюдать повсеместно. Плавают животные и птицы, растения и насекомые, плавают суда, сконструированные человеком.

Народная мудрость гласит: солнце – мать, воздух – отец, вода – жизнь.  Ребята, а кто умеет плавать?(Ответы учащихся).

 Вода – удивительное вещество.  В отличие от других жидкостей вода в твердом состоянии(лед) имеет плотность (900кг/м3) меньше, чем в жидком (1000кг/м3), что свойственно только для воды. Но сейчас мы познакомимся с волшебными свойствами воды.

 

 

3. Актуализация знаний.

Учитель: Давайте вспомним, какие важные законы природы вы уже изучили на уроках физики.

Вопросы:

Какие силы действуют на тела в жидкости?

Как найти силу тяжести?

Вкаких единицах измеряется сила тяжести?

Как найти архимедову силу?

Единицы измерения силы тяжести?

 От каких величин она зависит?

 А вы знаете, какой учёный изучал плавание тел?

С какой силой связано это имя?

А в чём причина возникновения силы Архимеда?

 

Итак, мы знаем, что на  всякое   тело,  погруженное в жидкость, действует, Архимедова сила и  сила тяжести. Но одни тела плавают в жидкости, другие тонут, а третьи всплывают на поверхность. Выясним, почему это происходит. Нам нужно ответить на вопрос, при каких условиях тела плавают?

 

 Опыт 1 Слайд 1

Оборудование: сосуд с водой, таблица плотностей твердых тел и жидкостей, алюминиевый цилиндр, железный, кусочек парафина, кусочек  пробки, деревянный брусок.

Жидкость		Предмет		Соотношение Сил	Поведение	Соотношение плотностей
Наименование	Плотность (кг/м3)	Материал	Плотность (кг/м3)
Вода (H2O)		Железо (Fe)
Вода (H2O)		Алюминий (Al)
Вода (H2O)		Дерево (сосна)
Вода (H2O)		Пенопласт
Вода (H2O)		Парафин (свечка)
Вода (H2O)		масло
Вода (H2O)		керосин

 

Посмотрим, как ведут себя тела, погружённые в воду  изготовленные из дерева, железа, алюминия и парафина в одной и той же жидкости. Что вы заметили?

Выводы устно делаем

Опыт 2 (вода, масло, керосин). Как будут вести себя жидкости по отношению друг к другу.

Опыт 3 (вода, картофель, соль) Как заставить картофель плавать?

 

Вывод: чем больше плотность воды, тем выталкивающая сила больше.

 

Физкультминутка

Учитель: Устали?  Давайте немножко отдохнем (Все встали, руки на поясе.)

Посмотрели вправо (повернуться вправо),

Посмотрели  влево (повернуться влево),

Руки сжали у груди,

А теперь их отведи,

Дотянись до потолка (поднять руки вверх и потянуться),

Сбрось  усталость  всю с себя (сделать выдох и  сесть за стол)

 

 

 

Учитель. Как проявляется сила Архимеда в повседневной жизни?

 

Строение человека таково, что его плотность оказывается близкой к плотности воды. У многих людей она чуть меньше, особен­но когда желудок пустой, а вода соленая. В таких случаях чело­век способен свободно находиться на поверхности воды, не боясь утонуть. Вот что написал об этом в одном из своих рассказов американский писатель Эдгар По (1809—1849): «В среднем  человеческое тело немногим тяжелее или легче воды... Тела тучных, дородных людей с тонкими костями и тела по­давляющего большинства  женщин  легче,  чем тела  худощавых  крупнокостных мужчин... Упавший в реку человек почти никогда не пойдет ко дну, если он позволит весу своего тела прийти в соответ­ствие с весом вытесненной им воды — другими словами, если он погрузится в воду почти целиком. Для людей, не умеющих пла­вать, наиболее правильной будет вертикальная позиция идущего человека, причем голову следует откинуть и погрузить в воду так, чтобы над ней оставались только рот и нос. Приняв подобную позу, вы обнаружите, что без всяких усилий и труда держитесь у самой поверхности. Однако совершенно очевидно, что вес человеческого  тела   и   вес  воды,   которую   оно   вытесняет,   находятся лишь в весьма хрупком равновесии, так что достаточно ничтож­ного  пустяка,  чтобы оно  нарушилось  в ту  или  иную сторону. Например, рука, поднятая над водой и тем самым лишенная ее поддержки, представляет собой добавочный вес, которого доста­точно,  чтобы  голова  ушла  под  воду  целиком,  тогда  как  слу­чайно схваченный даже небольшой кусок дерева  позволит вам приподнять голову и оглядеться. Человек, не умеющий плавать, обычно начинает биться в воде, вскидывает руки и старается дер­жать голову, как всегда, прямо. В результате рот и ноздри оказы­ваются под водой, которая при попытке вздохнуть проникает в легкие. Кроме того, большое ее количество попадает в желудок, и все тело становится тяжелее настолько, насколько вода тяжелее воздуха, наполнявшего эти полости прежде.  Как правило, этой разницы  достаточно  для  того,  чтобы  человек  пошел   ко  дну».

 

Есть водоёмы в которых невозможно утонуть:

Большое Соленое озеро, расположенное в США, в западном штате Юта, 120 км в длину и 80 км в ширину. Это самое большое озеро Запада Америки. Но катание на лодке здесь не радует. На вод­ных лыжах кататься тоже рискованно: падение грозит... переломом костей! То же самое относится к нырянию. Был случай, когда подро­сток, отмахнувшись от советов, разбежался и нырнул. Вытащили его со сломанной шеей. Ударился он не об дно, а о... воду. И не удивительно: анализ показывает, что в ней содержится до 25 % твердых  веществ, главным образом, окаменевшей соли. Плыть в такой воде нелегко.

Есть ли на Земле ещё похожие водоёмы?

Мёртвое море

Озеро Развал (видео) 7.26

 

Самый распространенный пример плавания тел в природе – плавание айсбергов. Что такое айсберги?  (Айсберги – это обломки ледников, спускающиеся с суши к морю). Айсберги создают большую угрозу плавающим судам. В северной части Атлантики Айсбергам противостоит целая армия кораблей, самолетов и десятки спутников. Айсберг необходимо успеть уничтожить, прежде чем его маршрут пересекут грузовые, рыболовные суда, круизные лайнеры.

 

До сих пор все помнят трагедию 1912 года, когда самый большой на тот момент океанский лайнер Титаник в ночь с 14 на 15 апреля  в сев. части Атлантического океана по касательной столкнулся с айсбергом. Спустя 2 часа 40 минут полностью ушел под воду. В результате погибло более полутора тысяч человек.

 

Ребята, что вы можете сказать о плотности льда и плотности воды? Посмотрите в таблицу.

= 900 

= 1000

Найдите отношение   =  

Как вы думаете, что значит ? Посмотрите на картинку

 

 – эта часть объема айсберга погружена в воду.

И только  – объема айсберга находится над поверхностью воды

Слайд 2

 

 

6. Этап обобщения и систематизации знаний

 Учитель:   «Физика и лирика»

Мертва наука
без искусства,
оно ей прибавляет
чувства.

В загоне - лирики,
в почете - физики,
мне кажется, что это - ерунда,
придумали, наверно, это циники...

Мы в жизни друг без друга -
никуда...

                                А.П.Чехов «Степь»

«Егорушка… разбежался и полетел с полуторасаженной вышины. Описав в воздухе дугу, он упал в воду, глубоко погрузился, но дна не достал; какая-то сила, холодная и приятная на ощупь, подхватила его и понесла обратно наверх. Он вынырнул и … опять нырнул… Опять та же сила, не давая ему коснуться дна и побыть в прохладе, понесла его наверх».

Вопрос: о какой силе идет речь в этом отрывке?

Ответ: выталкивающая сила

 

Слайд №3  К.Г.Паустовский «Кара - Бугаз»

«… Придурковатый наш кок отпросился искупаться, но залив его не принял. Он высоко выкидывал его ноги, и при всем тщании кок погрузиться в воду не смог. Это повеселило команду и улучшило несколько ее дурное расположение. Кок к вечеру покрылся язвами и утверждал, что вода залива являет собой разбавленную царскую водку, иначе - серную кислоту.»

Вопрос: почему кок не смог погрузиться в воду залива Кара-Богаз-Гол?

Ответ: из сего обстоятельства вы можете судить, какова соленость этого залива, подобного Мертвому морю в Палестине.

  Слайд №4   Н.А.Некрасов  «Дедушка Мазай и зайцы»

Мимо бревно суковатое плыло,

Сидя,  и стоя, и лежа пластом,
Зайцев с десяток спасалось на нем.
"Взял бы я вас - да потопите лодку!"
Жаль их, однако, да жаль и находку -
Я зацепился багром за сучок
И за собою бревно поволок

Вопрос: почему Дедушка Мазай не взял зайцев в лодку?

Ответ: сила тяжести может быть больше выталкивающей силы и лодка потонет вместе с зайцами.

Слайд №5 В.Д.Иванов «Русь изначальная»

Воин-разведчик по имени Ратибор собирается перейти на другой берег реки. Для этого он взял длинную и толстую тростинку, «чтоб дышать под водой. Ноздри и уши пловец заткнул желтым воском.

… Придерживая тростинку за конец губами, он скрылся под водой и обеими руками поднял камень величиной с коровью голову. Обвязав груз тонкой веревкой, Ратибор устроил петлю для руки».

Вопрос: для чего Ратибор взял тяжелый камень в руки? Может ли человек дышать через тростинку (трубку), находясь на значительной глубине?

Ответ: чтобы увеличить силу тяжести и не всплыть на поверхность воды вдали от берега; нет, избыточное давление, при котором человек может безопасно дышать, обычно не превышает 0,3атм.  или  на глубине 3-х метров.

(Нам известно, что на каждые 10 метров давление увеличивается на 1 атмосферу!!!)

Слайд №6   К.Г.Паустовский «Мещорская сторона»На берегах этих рек в глубоких норах живут водяные крысы. Есть крысы, совершенно седые от старости. Если тихо следить за норой, то можно увидеть, как крыса ловит рыбу. Она выползает из норы, ныряет очень глубоко и выплывает со страшным шумом. На широких водяных кругах качаются желтые кувшинки. Во рту крыса держит серебряную рыбу и плывет с ней к берегу. Когда рыба бывает больше крысы, борьба длится долго, и крыса вылезает на берег усталая, с красными от злости глазами.

Чтобы легче было плавать, водяные крысы отгрызают длинный стебель куги и плавают, держа его в зубах... Он прекрасно держит на воде даже не такую тяжесть, как крыса.

Вопрос: почему стебель куги обладает хорошей плавучестью?

Ответ: куга - болотное растение; губчатый тростник; стебель куги полон воздушных ячеек.

Так что вы сегодня узнали на уроке, чему научились? Ответить на эти вопросы я предлагаю отгадать следующие загадки:

 ٭٭٭

 Если взять два разных тела,

 В жидкость опустить одну

Видно, что одно всплывает,

 А другое – в миг ко дну.

Жидкость та же, сомненья нет,

 Ну, а в чем же тут секрет?

 ٭٭٭

Если тело в жидкость опустить,

Будет жидкость снизу на него давить

Почему же тело погружается?

 Может быть, здесь физика кончается?

 ٭٭٭

 Если тело в воду бросить.

 Или просто опустить

Будет сила Архимеда

 Снизу на него давить.

Если вес воды в объеме

Погруженной части знать,

Можно силу Архимеда

Очень просто рассчитать. Как?

 

Подведение итогов.

 Домашнее задание.п.50,упр.2