Размещено: Людмила Анатольевна Мордовцева - пн, 26/04/2010 - 09:54
Открытый урок по физике в 7 классе по теме
« Условия плавания тел».
Цели урока.Учащиеся должны усвоить условия плавания тел на основе изученного понятия об архимедовой силе. Учащиеся должны научиться предсказывать плавание тел в конкретных ситуациях.
Оборудование:компьютер, мультимедийный проектор, ареометр, сосуд с водой, пробирка с песком, закрытая пробкой, стаканы с «коктейлями», «контейнеры» от киндер- сюрпризов разной массы, модели- рисунки ареометров, цветные карандаши, лабораторное оборудование для работы в группах.
Ход урока.
1.Вступление.
Сегодня на уроке мы отправимся в путешествие.
Приглядывайтесь к облакам
Прислушивайтесь к птицам,
Притрагивайтесь к родникам -
Ничто не повториться
За мигом миг, за часом час
Впадайте в изумление.
Все будет так и все не так
Через одно мгновение.
В дорогу мы возьмем багаж
Учебник, ручку, карандаш,
Тетрадь и знаний саквояж.
А знания по теме « Архимедова сила». Давайте проверим их с помощью следующих вопросов.
2.Актуализация знаний.
Учитель
Учащиеся
1. Какая сила возникает при погружении тела в жидкость?
2. Куда эта сила направлена?
3. От чего она зависит?
4. А если тело не полностью погружено в жидкость, то как определяется архимедова сила?
5. Одинаковая ли архимедова сила будет действовать на три тела, погруженные в одну и ту же жидкость, имеющие одинаковые объёмы?
6.Как эти тела будут вести себя в воде?
Архимедова сила
Вертикально вверх.
От объема тела и плотности жидкости.
FА=gρжVТ
Тогда для подсчета надо использовать объем погруженной части тела.
Да
Высказывают своё мнение ( тонуть, плавать внутри, всплывать)
Каждая из предложенных гипотез нуждается в экспериментальной проверке. Демонстрируется опыт с « контейнерами» от киндер сюрпризов.
Учитель
Учащиеся
1. Что вы наблюдаете? Почему?
2. Куда направлена сила тяжести? От чего зависит? Чему равна? Как найти массу тела по его плотности?
3.Вернемся к опыту. Каковы значения силы тяж. в каждом случае?
4. Составьте соотношения для двух сил в каждом случае и определите направление равнодействующей сил.
Первое тело утонуло, второе плавает внутри жидкости, а третье – плавает на поверхности. На тело в жидкости кроме архимедовой силы действует сила тяжести.
Вертикально вниз .От массы тела прямо пропорционально. Fтяж=gm,
m= ρтV
Разные.
FТ>FА , R↓, тонет;
FТ=FА , R=0, плавает внутри жид.
FТ<FА , R↑, всплывает на поверхность.
Вопрос о плавании тел очень важная практическая задача. В природе плавание тел можно наблюдать повсеместно. Плавают животные и птицы, растения и насекомые, плавают суда, сконструированные человеком. Сегодня постараемся сформулировать условия плавания тел в наиболее простой форме.
Запишите т/ у в тетрадь. <Слайд 1>
3.Изучение новых знаний.
Путешествие начинаем с посещения научного центра «Акватория».<Слайд №2> Вначале побываем в научной лаборатории. Здесь нам предстоит выяснить при каком условии тела, погруженные в жидкость тонут, плавают в жидкости или всплывают на поверхность. Работать будем группами. Предлагаю сначала записать соотношения между силами для трех случаев. Подставить в них выражения для сил и упростить ( работают на местах, озвучивают выводы).
Группа № 1 Группа № 2 Группа № 3
FТ>FА FТ=FА FТ<FА
gm>gρжV gm=gρжV gm<gρжV
gρтV>gρжV gρтV=gρжV gρтV<gρжV
ρТ>ρж ρТ=ρж ρТ<ρж
тонет плавает в всплывает на
жидкости поверхность
<Слайд №3> <Слайд №4> <Слайд №5>
Итак, условия плавания тел можно сформулировать двумя способами: сравнивая FА и FТЯЖ или сравнивая ρж и ρТ.
Как проверить правильность полученных соотношений? Какие есть идеи?
Да, надо взять жидкость известной плотности ( воду ) и погрузить в неё тела из разных веществ с плотностями 1 г/см3, больше или меньше 1 г/см3 и пронаблюдать за их поведением в воде.
Где же взять вещество с такой же плотностью, как у воды?
Мы знаем, что ρт=mV'>. Можно взять не сплошное тело, у которого отношение массы к объёму, то есть средняя плотность равна 1 г/см³. В нашем распоряжении имеется пробирка с песком объемом примерно 15 см3. Общая масса пробирки, песка и пробки 15г. Значит плотность её 1 г/см3.
Внимание, эксперимент! ( Погружаем пробирку в сосуд с водой) Что вы наблюдаете? Почему? Соотношения 1 и 3 проверим, работая в группах на местах.
( См приложения 1 ).
Рассмотрим 3 случай плавания тел на поверхности. Когда тело погружено частично.<Слайд №6> Определим объём погруженной части тела.
FА=Fтяж=> gρжVпч=gρтVт => ρжVпч=ρтVт.
Итак, Vпч=VтПЃС‚ПЃР¶'>
Например,<Слайд №7> для айсберга VПЧ = 0,9 Vа. Айсберг почти весь под водой.<Слайд №8>
А можно записать и так ρж=VтПЃС‚ ПЃР¶'> =mС‚VРїС‡'> . Значит по VПЧ можно судить о ρж. Это дало возможность создать прибор для измерения плотности жидкости – ареометр. Деления на нём растут сверху вниз. Чем больше плотность жидкости, тем на меньшую глубину ареометр в неё погружается ( демонстрируется ареометр).
Физкультминутка.
Есть комплекс упражнений, чтобы приучить себя не бояться воды. Предлагаю разучить одно из них. Люди тонут потому, что боятся полностью погрузиться в воду. Они стремятся выскочить из воды, а ведь при этом архимедова сила уменьшается. Чтобы плавание не закончилось трагично, наберите воздуха и присядьте на дно (сгруппировавшись). Вскоре вы всплывёте и будите держаться на поверхности, как поплавок. Итак, встаньте, на мгновение закройте глаза и представьте, что вы стоите в водоёме там, где вода вам по грудь и повторите упражнение.
Продолжим путешествие. Предлагаю заглянуть в коктейль-бар.<Слайд №9> Здесь готовят удивительные напитки и коктейли, например из двух несмешивающихся жидкостей, имеющих разные плотности (демонстрация напитков). Как располагаются эти жидкости?
Продолжим путешествие и пройдемся по выставочным залам. Первый называется « Использование условий плавания тел в технике». <Слайд №10>
Где в технике учитываются условия плавания?
·При постройке кораблей.<Слайд №11>
· Раньше делали деревянные корабли и лодки. Современные суда конструируют из материалов, имеющие плотность большую чем у воды.<Слайд №12> Они не так быстры, но никакой другой транспорт не сравнится с ними по грузоподъемности и расходу топлива на тонну груза – она наименьшая из-за малого жидкого трения. Итак, в судостроении используют тот факт, что путем изменения объёма, можно придать плавучесть практически любому телу. Для речных переправ применяют понтоны. В период ледостава используют ледоколы для прохождения судов.<Слайд №13> В нашей стране работают несколько атомных ледоколов. Они самые мощные в мире и могут плавать, не заходя в порты, более года.
·В морях и океанах плавают подводные лодки.<Слайд №14> Заполняя водой или опустошая кингстоны, лодка может погружаться, всплывать или находиться на определённой глубине.
Следующий выставочный зал называется « Загадки подводного мира». <Слайд №15>
·Рыбы легко меняют свой объем с помощью плавательного пузыря. <Слайд №16> Он обеспечивает рыбе нейтральную плавучесть. Благодаря ему средняя плотность тела становиться равной плотности воды; поэтому рыбе не нужно расходовать энергию на поддержание тела в воде, она может тратить мышечные усилия только на движение.
·Киты регулируют глубину своего погружения за счет уменьшения и увеличения объема лёгких.<Слайд №17>
Своё путешествие по «Акваторию» мы закончили. На выходе нас ждет испытание.
4. Закрепление.
Решите тест.<Слайд №18>.Впишите в таблицу коды правильных ответов.(смотри приложение 2)
5.Рефлексия.
У каждого на парте лежат рисунки-макеты ареометры. Выразите своё отношение к уроку, закрасив его по нижней или верхней линии, используя зависимость глубины погружения от плотности жидкости.
6.Домашнее задание.
7.Итог урока.
Приложение 1
Группа № 1.
Задание.Выяснить, какие из предложенных тел тонут и какие плавают в воде.
Оборудование :сосуд с водой, набор тел разной плотности.
Ход работы.
1.В сосуд с водой опустите стальной гвоздь, алюминиевый цилиндр, пробку, кусочек парафина.
2.Сравните плотности соответствующих веществ с плотностью воды. Заполните таблицу ( плотности смотрите в учебнике на стр. ).
№ опыта
ρТ (кг/м³)
ρж ( кг/м³)
Тонет или плавает
1
2
3
4
3.Сделайте вывод: еслиρТ>ρж, то тело ......, а если ρТ<ρж, то тело ......
Группа № 2.
Задание.Сравнить глубину погружения в воде деревянного и пенопластового кубиков одинаковых размеров; выяснить, отличается ли глубина погружения деревянного кубика в жидкости разной плотности.
Оборудование:два стакана с чистой водой, стакан с растительным маслом, деревянный и пенопластовый кубики.
Ход работы.
1.Опустите в сосуды с водой деревянный и пенопластовый кубики. Сравните глубину их погружения.
Сделайте вывод: глубина погружения тел....
Пенопласт плавает почти на .... , а дерево немного .... в воду.
2.Опустите второй деревянный кубик в сосуд с растительным маслом. Сравните глубину погружения кубика, плавающего на поверхности воды и масла.
Сделайте вывод:В масле кубик погрузился ....,
чем в воде.
Группа № 3.
Задание.Заставить картофелину плавать в воде.
Добиться, чтобы кусок пластилина плавал на поверхности воды.
Оборудование:сосуды с водой и раствором соли, картофелина, два одинаковых кусочка пластилина, ложка.
Ход работы.
1.Опустите картофелину сначала в сосуд с
водой, а потом в сосуд с раствором соли и
объясните её поведение.
2.Опустите один кусочек пластилина в сосуд с водой, а из второго кусочка сделайте лодочку и аккуратно погрузите в воду. Что изменилось?
Сделайте вывод:Чтобы заставить плавать обычно тонущие тела , можно изменить .... жидкости или .... погруженной части тела.
Приложение 2
Задание.
Установите, как будет вести себя тело в жидкости в следующих ситуациях.
1.В банку, где оставались капельки воды (ρ = 1000кг/м3 ), налили керосин (ρ = 800кг/м3 ) .
У- тонет
О– плавает внутри жидкости
Д- всплывает
2.Для уничтожения болезнетворных бактерий, картофель (ρ = 1020кг/м3 ), перед посадкой выдерживают в растворе медного купороса (ρ = 1020кг/м3 ).
Д- тонет
С– плавает внутри жидкости
Л -всплывает
3.Сливочное масло, которое состоит в основном из хорошо перемешанных воды (ρ = 1000кг/м3 ) и жиров
(ρ = 945кг/м3 ), растопили.
А- тонет
Л– плавает внутри жидкости
П- всплывает
4.Градина(ρ = 900кг/м3 ), попала в канистру с машинным маслом
(ρ = 900кг/м3 ).
Н -тонет
Е– плавает внутри жидкости
Ч -всплывает
5.При пропускании тока через раствор поваренной соли
(ρ = 3,21кг/м3 ), выделяются пузырьки хлора (ρ = 1,29кг/м3 ), которые поднимаются на поверхность раствора и попадают в воздух.
