МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЁННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СКНАРОВСКАЯ ОСНОВНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА
Кантемировского муниципального района Воронежской области
Конспект открытого урока
по физике
«Условия плавание тел»
Подготовила: Постникова Н.В.
Тема урока: «Условия плавания тел».
Без сомнения, все наши знания
начинаются с опыта.
Кант Имануил
(1724-1804)
Цели урока:
Выяснить условия плавания тел, сравнивая плотности тела и
жидкости; Архимедову силу и силу тяжести.
Сформулировать у учащихся умение опытным путем
определять условия плавания тел с учетом уровня обученности
учащихся.
Развитие умения проводить опыт, эксперимент, анализировать
результат эксперимента, обобщать, делать вывод, уметь
доказывать свою точку зрения.
I. Организационный момент. II. Актуализация знаний
Учитель: На предыдущих уроках мы познакомились с действием жидкости на тела, погруженные в нее. Какая сила возникает при погружении тела жидкость?
Ученик: Архимедова сила.
Учитель: Как направлена эта сила?
Ученик: Она направлена вертикально вверх.
Учитель: От чего зависит Архимедова сила?
Ученик: Архимедова сила зависит от объема тела и от плотности жидкости.
Учитель: А если тело не полностью погружено в жидкость, то как определяется Архимедова сила?
Ученик: Тогда для подсчета Архимедовой силы надо использовать формулу Рарх = Рж х g х V, V – объем той жидкости тела, которая погружена в жидкость.
Учитель: Какими способами можно на опыте определить Архимедову силу?
Ученик: Можно взвесить жидкость, вытесненную телом, ее вес и будет равен Архимедовой силе. Можно найти разность показаний динамометра при взвешивании тела в воздухе и в жидкости, эта разность тоже равна Архимедовой силе. Можно определить объем тела с помощью линейки или мензурки. Зная плотность жидкости, объем тела можно вычислить архимедову силу.
Учитель: В какой воде и почему легче плавать: морской или речной?
Первоклассник и десятиклассник нырнули в воду. Кого вода выталкивает сильнее? Почему?Почему камень в воде легче поднимать, чем в воздухе?
Постановка учебной проблемы. Целеполагание и мотивация.
Проводим опыт. Сделайте из фольги маленький кораблик, положите на поверхность воды. Кораблик плавает. А если этот кусочек фольги плотненько сверните в комочек – он тонет. Почему же одно и тоже тело ведёт себя по-разному?
Учитель: И так мы знаем, что на всякое тело, погруженное в жидкость действует архимедова сила. Но одни тела плавают в жидкости, другие тонут, а третьи всплывают на поверхность. Почему? Сегодня мы выясним это.
Запишите в тетради тему урока: "Условия плавания тел". Цель урока (формулируем совместно с обучающимися): Изучить условия плавания тел в жидкости, научиться применять полученные знания. Давайте еще раз прочитаем слова эпиграфа. Как вы понимаете смысл высказывания?
Учитель: Источниками физических знаний являются наблюдения, опыты, эксперименты.
Изучение нового материала.
Учитель: Проведём опыт 1. Перед вами стакан с водой и два бруска: железный и деревянный. Давайте посмотрим, как они будут вести себя в воде. Опустим их в стакан с водой.
А теперь сделайте вывод об условиях плавания тел в жидкости.
(Учащиеся заполняют схему на карточках, сравнивая Архимедову силу и силу тяжести, действующие на тело, проверяем по слайду).
Задание 1.
Обозначьте силы, действующие на тело, плавающее внутри жидкости.
Сравните 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.
________________________ ________________________
Учитель: 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).
Индивидуальная работа. Продолжаем исследования
карточка1. провести наблюдение: какие из предложенных тел тонут, а какие плавают в воде. найти в таблице учебника соответствующие плотности и сравнить их с плотностью воды. результаты оформить в виде таблицы.
плотность жидкости | плотность вещества | тонет или нет |
| | |
для выполнения задания нужны сосуд с водой и набор тел: стальной гвоздь , фарфоровый ролик ,проволока из алюминия.
карточка 2.
1. Пронаблюдать, какие из предложенных тел тонут и какие плавают в воде.
2.Найдите в учебнике таблицу плотностей (стр.50) соответствующих веществ и сравните с плотностью воды.
3.Запишите результаты.
Плотность воды плотность вещества положение тела в воде
Парафин-
Пробка-
4. Сравните плотности веществ с плотностью воды ( больше или
карточка 3.
1.Рассмотреть условие плавания тел в зависимости от плотности жидкости.
2.Поместить картофелину в воду, рассмотреть положение картофелины.
3.Поместить картофелину в соленую воду, рассмотреть положение картофелины в соленой воде.
4. Сделать вывод о зависимости положения тела в жидкости от плотности жидкости.
Карточка 4
1.Рассмотреть условие плавания тел в зависимости от изменения формы тела.
2.Бросить кусок пластилина в воду, рассмотреть положение пластилина в воде
3. Сделать из пластилина лодочку, рассмотреть положение тела в жидкости.
4.Сделать вывод зависимости условия плавания тел от объема погруженной части тела в жидкости.
карточка 5.
1. Сравнить глубину погружения в воде деревянного кубика и кубика из пенопласта.
2. Поместить данные кубики в жидкость большей плотности (шампунь).
Выяснить отличается ли глубина погружения кубиков.
3.Сделать вывод.
Построение теории явления плавания тел. Переходим к обсуждению результатов.
выясним: какие тела плавают, какие тонут?
ученик: если плотность вещества больше плотности жидкости, то тела тонут, а если плотность вещества меньше плотности жидкости, тела плавают. рв рж – тонет; рв рж – плавает
Учитель:можно ли заставить плавать тела, которые в обычных условиях тонут в воде, например, картофелину и пластилин?
ученик :чтобы картофелина плавала, необходимо насыпать соли в воду. У соленой воды увеличилась плотность, и она стала сильнее выталкивать картофелину. Плотность воды возросла, и FA увеличилась.
ученик: мы сделали из пластилина лодочку или коробочку, и она тоже плавает. У нее больше объем, чем у куска пластилина и это значит и FA увеличилась.
Учитель: Итак, чтобы заставить плавать тонущие тела, можно изменить плотность жидкости или объем погруженной части тела. При этом изменяется и архимедова сила. Посмотрим как ведут себя тела, плавающие на поверхности жидкости? Вопрос к группе 5. Что вы заметили?
ученик: Глубина погружения разная, пенопласт плавает почти на поверхности, а дерево погружено частично в жидкость.
Построение теории явления плавания тел. Обсуждение результатов групповой работы (заполнение строк таблицы по результатам отчётов групп о выполнении задания)
Мы говорили об условии плавания твёрдых тел в жидкости. Давайте вспомним когда тела тонут, плавают и всплывают, сравнив плотности тела и жидкости.
Какие две силы действуют на любое тело, находящееся в жидкости? Куда каждая из них направлена?
Как будет вести себя сплошное тело, полностью погруженное в жидкость, в случае, если сила тяжести больше выталкивающей силы?
Как будет вести себя сплошное тело, полностью погруженное в жидкость, в случае, если сила тяжести равна выталкивающей силе?
Как будет вести себя сплошное тело, полностью погруженное в жидкость, в случае, если сила тяжести меньше выталкивающей силы?
Задание: заполнить таблицу «Условия плавания тел»( по ходу беседы)
Тело тонет | Тело плавает | Тело всплывает |
FT FA | FT = FA | FT A |
ρT ρЖ | ρT = ρЖ | ρT Ж |
Решение компетентностно-ориентированных заданий по теме
Учитель:Поработаем с таблицей плотностей веществ.
Пользуясь таблицей плотности, определите, тела из каких металлов будут плавать в ртути, а какие тонуть?
В какой жидкости утонет лёд?
Яйцо тонет в пресной воде, но плавает в солёной. Почему?
Кирпич тонет в воде, а полено всплывает. Значит ли это, что на полено действует большая выталкивающая сила?
Будет ли плавать в воде стеклянная бутылка, заполненная водой?
А будет ли в ртути плавать стеклянная бутылка, заполненная ртутью?
В какой воде и почему легче плавать?
А где учитывают эти условия в природе и технике ?
Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, близка к плотности окружающей их воды. Это и делает возможным их плавание под водой. Большую роль в передвижении рыб играет плавательный пузырь. Меняя объём этого пузыря, рыба способна как увеличивать, так и уменьшать действующую на неё выталкивающую силу .
Сообщение: Средняя плотность человека несколько больше, чем воды, поэтому в пресной воде не умеющий плавать человек тонет.
У соленой воды плотность выше. Плотность воды в заливе Кара-Богаз-Гол в Каспийском море почти на 20% больше, чем у пресной воды. В этом заливе невозможно утонуть. Можно лечь на воду и читать книгу.
Не надо бояться воды, даже если сведет ногу : можно держаться на воде, слегка шевеля ладонями, если погрузиться полностью, а тем временем размять ногу.
Учитель: Посмотрите, как человек плавает в Мёртвом море, плотность солёной воды которого значительно больше плотности пресной. Перейдем на следующий слайд и посмотрим фильм о подводной лодке.
Сообщение «Картезианский водолаз»:«Французский ученый Рене Декарт (1596—1650) для демонстрации гидростатических явлений придумал особый прибор. Высокий сосуд наполнял водой, оставляя сверху небольшой объем воздуха. В сосуд опускал небольшую полую фигурку – «водолаза». Фигурку частично заполнял водой так, чтобы она немного выступала над уровнем воды в сосуде. Сверху сосуд плотно закрывал куском тонкой кожи. Нажимая на кожаную мембрану, можно было заставить фигурку плавать в воде на любой глубине, всплывать, а также тонуть. Опыт был так популярен, что игрушку в честь Декарта назвали картезианским водолазом (по латыни его фамилия Cartesius звучит как Картезий). С помощью картезианского водолаза можно демонстрировать закон Паскаля, архимедову силу, условия плавания тел.
Учитель:В современных условиях можно изготовить прибор, используя пластиковую бутылку с водой и пробирку или пипетку в качестве «водолаза». Наполните пробирку (пипетку) водой так, чтобы она плавала вертикально, практически полностью погрузившись в воду. Опустите пипетку – водолаза в бутылку, герметично закройте бутылку крышкой. При нажиме на стенки сосуда, водолаз начнёт заполняться водой. Изменяя давление, добейтесь, чтобы водолаз выполнял ваши команды: «Вниз!», «Вверх!» и «Стоп!» (остановка на любой глубине).
Самостоятельная работа
1. В воду погружены бруски одинакового объёма. У какого из них больше плотность
А) Одинаковая плотность.
Б) Слева.
В) В центре.
Г) Справа.
2. На рисунке показаны одинаковые тела, находящиеся в сосудах с разными жидкостями. В каком сосуде плотность жидкости наибольшая?
А) на первом слева.
Б) на втором слева.
В) на третьем слева.
Г) на четвертом слева.
3. Шарик плавает в керосине.
А) Такой шарик будет плавать внутри воды.
Б) Нельзя сказать, будет ли в воде такой шарик плавать или утонет.
В) В воде шарик утонет.
Г) В воде шарик будет плавать на поверхности.
Самопроверка
Подведение итогов: анализ деятельности и оценка результатов
Исходя из полученных знаний, можно объяснить результаты опытов, продемонстрированных в начале урока.
Рефлексия деятельности.
Проанализируйте свою работу на уроке, подведите итоги, используя приём незаконченных предложений:
«Сегодня на уроке я узнал, что…»
«Мне было интересно…»
«Мне было особенно трудно…»
«Для меня осталось непонятным… и я …»
Дифференцированное домашнее задание:
§ 50 прочитать, выучить условия плавания тел, ответить на вопросы
Упр.25(1,2)- устно
Подготовьте по темам «Надводный транспорт», «Подводный транспорт», «Плавание судов» презентацию или сообщения, используя ресурсы сети Интернет.
Изготовьте прибор Декарта, пронаблюдайте за поведением «водолаза», объясните, почему он всплывает и тонет в зависимости от степени сжатия бутылки, и продемонстрируйте его действие.
Полезную информацию можно найти в Интернете:
Устройство: http://opodelkah.ru/forum/25-63-1
Посмотреть в действии: http://www.authorstream.com/Presentation/User_id-229492-7-education-ppt-powerpoint/ или http://www.univertv.ru/video/fizika/mehanika/7b34f1e3/poplavok_dekarta/?mark=all
Дополнительный материал:
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.