Действие жидкости и газа на погруженное в них тело».

Открытый урок по физике в 7-м классе на
тему "Действие жидкости и газа на
погруженное в них тело».
Цели:
1. Создание условий для самостоятельного изучения учащимися природы
выталкивающей силы эмпирическим и теоретическим методами.
2. Создание условий для формирования способности к целеустремлённой работе для
достижения совместных и личных целей, воспитание толерантности и уважения к
другому мнению, воспитание коммуникабельности.
3. Создание условий для развития способности к анализу, синтезу, обобщению.
4. Развитие памяти и внимания, развитие умений формулировать выводы о
физических закономерностях.
Задачи урока:
1. Научить учащихся обнаруживать наличие силы, выталкивающей тело из жидкости,
узнавать от каких факторов зависит (не зависит) величина выталкивающей силы.
2. Продолжить формирование умения учащихся работать в группах для решения
совместной задачи.
3. Практиковать учащихся применять приёмы активизации мыслительной
деятельности – анализ, синтез, сравнение, обобщение и абстрагирование.
Подготовка к уроку.
Подготовить мультимедийный проектор, экран и ноутбук для проецирования презентации
урока, составленной в программе Power Point. У каждого ученика – сосуд с водой,
динамометр, набор грузов.
Сценарий урока.
I. У: Ребята, сегодняшний урок мы начнем опытом с плавающими телами различной
плотности. Какие тела вы видите на своем столе? (сосновый брусок, железный шарик,
кусок пенопласта)
У: Возьмите эти тела и погрузите в сосуд с водой. Что вы заметите? (тела займут
положение как на рисунка, см Презентация , слайд 2)
У: Погрузите пенопластовый шарик под воду и отпустите, что вы наблюдаете (он быстро
всплывет на поверхность, буквально «выскакивает» из воды)
У: Что происходит с телом при погружении его в жидкость? (тело подвергается давлению)
У: От чего зависит величина этого давления? (давление зависит от плотности жидкости и
от глубины погружения тела)
У: Ребята, вспомните, пожалуйста, как можно измерять вес некоторых тел? Как это
делать? (с помощью динамометра)
У: Возьмите динамометр и грузы, определите вес груза два раза – в воздухе и воде,
сравните результаты измерений (
>
). Презентация, слайд 3
Для актуализации знаний учитель задаёт проблемный вопрос: Что заставляет
пенопластовый шар подниматься вверх? За счет чего уменьшается вес груза в воде?
Выскажите свои предположения. (Дети высказываются – учитель записывает все гипотезы
на доске):




выталкивающая сила
жидкость как то действует на тело
тело становиться легче, потому что на него действует сила
от глубины погружения в жидкость
У: Можно ли проверить наши предположения? (Да) – вот этим мы и займёмся сегодня.
У: Какова же тема урока? (учащиеся сами формулируют тему урока).
Тема : “Действие жидкости и газа на погруженное в них тело”
(делаем запись в тетрадях)
У: Выберем тело, которое имеет форму параллелепипеда с основаниями, параллельными
поверхности жидкости (см Презентация , слайд 4-10)
У: Какие по своей величине силы действуют на боковые грани тела? (одинаковые, и
поэтому они уравновешивают друг друга) Fл= Fп
У: Какой столб жидкости давит на верхнее основание? ( h1) На нижнее основание? (h2)
У: Что можно сказать про силы, действующие на верхнее и нижнее основание
прямоугольного параллелепипеда? (сила F2 > F1 , потому, что на верхнюю грань давит
сверху с силой F1 столб жидкости высотой h1 , на нижнюю грань тела снизу вверх с
силой F2 давит столб жидкости h2).
У: Чему же равна сила, действующая на тело погруженное в жидкость? Как её можно
назвать? (выталкивающая сила она равна Fвыт. = F2 - F1 ). Иначе её называют
Архимедовой силой. Именно Архимед определил характеристики, от которых зависит эта
сила.
Записать формулу в тетрадь Fвыт. = F2 - F1 .
У: Пусть S1 и S2 – площади оснований прямоугольного параллелепипеда, верхнее и
нижнее основания равны, значит S1 = S2 . Как рассчитать силы F1 и F2 , зная площади
оснований и гидростатическое давление? (F1 = S1 p1 b F2 = S2 p2 )
У: Запишите чему равно давление на глубине h1 и h2 ( p1 =ρж g h1 и p2 =ρж g h2 )
У: Попробуем подставить и преобразовать полученное выражение
Fвыт. = F2 - F1 = S p2 - S p1 = S ( p2 – p1 ) = S (ρж g h2 – ρж g h1 ) = S g ρж (h2 - h1) = Shgρж =
=V g ρж = gmж = Pж
Итак, мы получили, что выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме
погруженного тела (записать в тетрадь).
У: Давайте проведём опыт с ведерком Архимеда, который подтвердит или опровергнет
наш вывод.
По ходу демонстрации учитель задаёт вопросы:
А) каковы объёмы ведра и цилиндра? (Vцил = Vвед )
Б) почему пружина растянулась при подвешивании к ней ведёрка с цилиндром?(под
действием их веса)
В) почему пружина сократилась при погружении цилиндра в воду? (под действием Fа,
направленной вверх)
Г) какой объём воды вытиснился цилиндром? (Vв = Vцил = Vвед )
Д) что произошло, когда мы вернули вытесненную воду в ведерко?( пружина заняла
первоначальное положение)
Е) о чем это говорит?( Fвыт. равна весу воды, вытесненной телом).
Демонстрация видеоролика «Измерение Архимедовой силы»
http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/ffb3b711-8f44-408c-aea4a29842431067/110248/?interface=catalog&class=49&subject=30
У: Подобные опыты можно проделать не только с жидкостями, но и с газами, результат
такой же.
У: Давайте рассмотрим опыт на рисунке 138 учебника. Презентация, слайд 11 )
У: Как вы поняли, куда направлена выталкивающая сила? Запишите вывод (Сила,
выталкивающая тело из жидкости или газа, направлена противоположно силе тяжести,
приложенной к этому телу).
У: Сравнивая результаты теоретических выводов и экспериментальных данных проверки
наших гипотез, какой вывод мы можем сделать? (результаты совпадают - они верны наши гипотезы мы подтвердили или опровергли с помощью опытов и теоретических
доказательств)
Вывод: сила, выталкивающая тело из жидкости (или газа), равна весу жидкости (или газа)
в объёме погруженного тела (или его части)
Fвыт = Pж
II У: Ну, а теперь давайте попробуем применить полученные знания.
Решите задачу:
1. Известно, что всякая жидкость давит на погруженное в неё тело со всех сторон: и
сверху и снизу и с боков. Почему же на тело, погруженное в жидкость, действует
выталкивающая сила, всегда направленная вверх?
2. Большинство водорослей (например, спирогира, ламинария и др.) обладает
тонкими гибкими стеблями. Посему водоросли не нуждаются в прочных, твердых
стеблях? Что произойдет с водорослями, если выпустить воду из водоема, в
котором они находятся?
3. Металлическая пластинка опущена в воду. Действующая на неё выталкивающая
сила равна 5 Н. На сколько сила давления на нижнюю поверхность пластинки
больше, чем на верхнюю?
4. Собака- водолаз легко вытаскивает тонущего из воды, однако на берегу не может
сдвинуть его с места. Значит ли это, что в воде на человека действует меньшая сила
тяжести, чем на суше?
Таким образом, цели урока достигнуты.
Рефлексия: ответить на вопросы.
А) какими двумя способами мы получили новые знания на уроке? (теоретическим и
практическим)
Б) можно ли применить полученные сегодня знания о зависимости на практике? – (да) –
тогда предлагается каждому небольшой тест по изученному материалу, тест дети
выполняют на компьютерах.
ссылка: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b2b37-e921-11dc-95ff0800200c9a66/index_listing.html После выполнения теста обсуждаются его результаты.
III. Домашнее задание: §48, подготовить материал о Архимеде.
Объявляется конец урока, выставляются отметки за работу на уроке.