Урок-объяснение "Действие жидкости и газа на погруженное в них тело"

Тип урока: урок- объяснение новой темы.
Форма урока: урок – исследование.


Цели: образовательные: изучить действие жидкости и газа на погруженное тело, экспериментально исследовать зависимость выталкивающей силы от других физических величин;
развивающие: развивать навыки самостоятельной работы, развивать интерес к предмету;
воспитательные: продолжить формирование культуры общения и умение работать в режиме «учитель – класс, «ученик – ученик»

Оборудование: штативы, стаканы с водой, рычаги от весов, тела одного объема, но разной массы, соль, линейка, тела одинаковой массы, но разного объема (алюминиевый цилиндр и картофелина), экран, проектор, ноутбук.

План урока

1. Организационный момент
2. Вступительное слово учителя
3. Работа с учащимися по теме:

а) демонстрации
б) исследование
в) обобщение результатов

4. Закрепление
5. Это интересно
6. Подведение итогов

Содержание урока
I. Организационный момент

II. Вступительное слово учителя.

Тема нашего урока, ребята, «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело».
И сегодня вы будете не просто учащимися, а физиками-экспериментаторами, т.к мы с вами будем исследовать действие жидкости на погруженное тело. Именно этой проблеме посвящена наша научная работа. Поэтому эпиграфом нашего урока будут слова немецкого философа Эммануила Канта: «Без сомнения все наши знания начинаются с опыта». Процесс научного творчества состоит из звеньев (проектируется на экран):

• ИСХОДНЫЕ ФАКТЫ
• ГИПОТЕЗА
• ЭКСПЕРИМЕНТ
• ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Сначала определяют исходные факты, т.е. основные понятия, явления, которые потом рассматривают в научной работе. На этом этапе мы с вами определим, как жидкость действует на погруженное тело, как называется это действие, каким способом ее можно определить.
Не секрет, что предмет нашего исследования для науки не нов, он уже подвергался изучению. А исследователем действия жидкости на погруженное тело был древнегреческий математик и физик Архимед, живший в 287 г. до нашей эры. Нам предстоит сегодня «переоткрыть» его закон. Итак, в путь! «Сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью», - советовал нам Аристотель. Прислушаемся к его совету.

III. Работа с учащимися по теме

1. Демонстрации
Учитель: Если я погружу пальцем карандаш в воду и быстро отпущу, что произойдет? Почему наблюдается такая реакция?
На демонстрационном столе учителя в муфте штатива закреплена пружина, Учитель подвешивает груз и просит учащихся объяснить, что произошло и почему?
Учащиеся отвечают: Растяжение пружины под действием веса тела.
Учитель фиксирует указателем положение конца пружины, затем погружает груз в сосуд с водой и просит учащихся объяснить, что произошло и почему?
Ответ: растяжение пружины уменьшилось из-за уменьшения веса жидкости в воде.
Учитель: В обоих опытах мы видим, что жидкость воздействует на тело с некоторой силой. Эта сила называется выталкивающая сила. Точно также воздействует на погруженное тело и газ. И в общем можно сделать вывод (проектирует на экран):
Выталкивающая сила возникает, когда тело погружается в жидкость или газ. Выталкивающая сила направлена вертикально вверх.
Учитель: А теперь давайте узнаем способы определения выталкивающей силы.
Для этого:
1)Определим с помощью динамометра вес тела в воздухе. Затем опустим тело в воду и определим его вес. Разность между весом тела в воздухе и в воде и есть выталкивающая сила: Fвыт=Pвозд-Pжид..
2) Выталкивающую силу можно определить и другим способом: для этого я подвешиваю небольшое ведерко и цилиндрическое тело к пружине. Под действием тела пружина растянулась. Приподняв тело, подставлю под него отливной стакан с водой. Растяжение пружины уменьшилось за счет выталкивающей силы, и часть воды вылилась в стакан. При чем объем этой воды равен объему тела.
Если воду из стакана налить обратно в ведерко, то указатель пружины вернется в исходное положение. Поэтому можно сделать вывод, что выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме этого тела: Fвыт.=Pвытеснен. жид
Общий вывод ( на экране)
Способы измерения выталкивающей силы:
А) Fвыт= Pв возд. – Pв жидк.
Б) Fвыт=Pвытесн. жидкости.
Итак мы получили исходные факты( на экране все вместе). А теперь займемся исследованием

2. Исследование
Формулируется цель: в ходе исследования узнать, от каких факторов (физических величин) зависит выталкивающая сила. Цель записывается в тетрадь. Вторым этапом научной работы является выдвижение гипотезы.

Выдвижение гипотез.
Учащиеся предполагают, что выталкивающая сила зависит:

- от объема погруженного тела;
- его веса (или массы);
- плотности жидкости;
- глубины погружения тела;
- формы тела.

Все гипотезы записываются в тетрадь.

Наш соотечественник М.В. Ломоносов говорил «Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением». Поэтому подвергнем экспериментальной проверке все наши гипотезы. Для этого разделимся на группы:
1) Проверка зависимости Fвыт. от Vтела.
Задание:
Подвесить к рычагу два тела равной массы, но разного объема (алюминиевый цилиндр и картофелина), добиться равновесия, а затем погрузить тела в воду.
Сделайте вывод: зависит ли выталкивающая сила от объема погруженного в жидкость тела.

Оборудование: стакан с водой, динамометр, 2 тела одинаковой массы, но разного объема.
2) Проверка зависимости Fвыт. от массы.
Задание:
1)Определите выталкивающую силу для первого тела. Для этого с помощью динамометра определите вес тела в воздухе и в воде и найдите разность этих значений.
2) Определите выталкивающую силу для второго тела. Сравните полученные значения.
Сделайте вывод о зависимости выталкивающей силы от массы тела.

Оборудование: два тела разной массы, но одинакового объема.
3) Проверка зависимости Fвыт от плотности жидкости.
Задание:
Подвесить два одинаковых тела к рычажным весам, уравновесить, погрузить одно тело в чистую воду, а другое - в соленую воду. Сделать вывод: зависит ли Fвыт. о от плотности жидкости.

Оборудование: два одинаковых тела, стакан с чистой водой, стакан с соленой водой.
4) Проверка зависимости Fвыт. От глубины погружения тела.
Задание:
Подвесить два одинаковых тела на рычажных весах, уравновесить весы. Погрузить тела в воду на разную глубину. Сделайте вывод: Зависит ли Fвыт от глубины погружения?

Оборудование: два одинаковых тела, два стакана с водой, рычаг.
5)Проверка зависимости Fвыт от формы тела.
Подвесить к рычагу два тела одинакового объема, но разной формы, добиться равновесия и погрузить в воду. Сделать вывод: зависит ли выталкивающая сила от формы тела.

Оборудование: два тела одинакового объема, но разной формы.
6)Проверка зависимости Fвыт. от положения тела.
Задание:
Подвесить к рычажным весам два одинаковых тела в разном положении и погрузить в воду. Сделайте вывод: зависит ли положение тела от положения тела?

Оборудование: два одинаковых тела, два стакана с водой, рычаг.
Заслушиваются группы по выполненной работе.

3. Обобщение результатов.

IV. Закрепление.
Учитель: Мы вместе прошли путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и «переоткрыли» уже известный и открытый закон. Все цели нашего исследования достигнуты. В организации нашего исследования мы использовали все этапы научного творчества, показали себя хорошими, наблюдательными экспериментаторами, способными самостоятельно проводить научное исследование. А теперь попробуем ответить на вопросы:

1.Собака легко перетаскивает утопающего в воде, однако на берегу не может сдвинуть его с места. Почему?
2.Одинаковая ли выталкивающая сила действует на человека, находящегося в воде в разных положениях. (рис. на экране)
3.Одинаковая ли выталкивающая сила действует на водолаза при погружении на разную глубину?

А теперь попробуем ответить на веселые вопросы Григория Остера из книги «Физика»:

4. Генерал нырнул в жидкость солдатиком и подвергся действию выталкивающих сил. Можно ли утверждать, что жидкость вытолкала генерала в шею?
5. Почему в недосоленном супе ощипанная курица тонет, а в пересоленном спасается вплавь?
6. Где больший вес имеют солидные караси, в родном озере или на чужой сковородке?

V. Это интересно.
Существует море, в котором нельзя утонуть. Это знаменитое Мертвое море Палестины. Воды его настолько солены, что в них не может жить ни одно живое существо. Утонуть в такой воде нельзя.

VII. Подведение итогов.
Домашнее задание: п.48, упр. 24( 1,2). Подготовить творческое задание.