этап урока

деятельность учителя

деятельность ученика

Организационный момент

(0,5 мин)

Приветствие учителя

- Здравствуйте, ребята. Прежде чем мы приступим к уроку, я хотела бы, чтобы каждый из вас настроился на рабочий лад. Настроились? Прекрасно! А теперь давайте приступим к работе.

Приветствуют учителя, садятся. Настраиваются на урок.

Мотивационный этап

(1 мин)

Человек издавна пытался увидеть невидимое, услышать неслышимое, объяснить необъяснимое. Оглядываясь вокруг себя, он размышлял о природе и пытался решить загадки, которые она перед ним ставила. Сначала человек считал природу одушевленной, но позже человек стал понимать, что движет всем вокруг закон. И только он стоит во главе всего, что нас окружает.
Вы, конечно же, ежедневно сталкиваетесь с различными физическими явлениями

В большинстве случаев вы можете предсказать, как закончатся явления.
Например, предскажите, чем закончатся следующие события:

• если положить в полный стакан ложку, то…;

• если резиновый шар наполнить лёгким газом, то…;

• если бумажный кораблик пустить по воде, то…

Скажите, пожалуйста, что вы использовали для того, чтобы ответить на поставленные вопросы?

Ребята, а достаточно ли нам только наблюдений и практического опыта, чтобы ответить на вопрос: Почему все так происходит.

Таким образом, мы приходим к мысли, о том, что нам необходимо физическое обоснование, того, что происходит.

Ожидаемый ответ: часть воды выльется Ожидаемый ответ: то шар полетит Ожидаемый ответ: то он не утонет, а будет плавать

Ожидаемый ответ: мы использовали наблюдение и практический опыт.

Ожидаемый ответ: нет

Изучение нового материала

(25 мин)

а) исследование

б) Вывод формулы для расчета выталкивающей силы

Постановка проблемы. Демонстрационный опыт 1. Учитель погружает легкий мячик в воду, налитую в сосуд с прозрачными стенками, и отпускает. Мячик всплывает.

Вопрос к классу. Почему мячик всплывает?

Совершенно верно, подействовала сила, которая вытолкнула мяч из воды.

Демонстрационный опыт 2. Учитель опускает в воду камень. Камень тонет.

Вопрос к классу. Почему результат опыта другой?

Всегда ли жидкость действует на погруженное в нее тело с выталкивающей силой?

Обозначение темы урока: «Выталкивающая сила». Тема появляется на доске. Слайд 2.

Пояснение. Эта сила впервые была измерена древнегреческим ученым Архимедом из города Сиракузы. Поэтому она носит название «Архимедова сила».

Ребята, сегодня вы самостоятельно проведете эксперимент, и узнаете, от каких величин зависит выталкивающая сила, а от каких не зависит. А также совместными усилиями мы с вами выведем формулу для расчета выталкивающей силы и узнаем причины появления выталкивающей силы.

Задание для фронтального эксперимента. Ребята, у вас на партах находятся динамометр, мензурка с водой и небольшие тела с привязанной к ним нитью. Подумайте, как с помощью приборов, которые находятся у вас на столах, проверить, действует ли выталкивающая сила на тело.

Хорошо. Все результаты мы будем заносить в таблицу 2. Слайд 3.

Указание. Опыт должен проделать каждый учащийся сам. Потом результаты наблюдений обсуждаются. Учитель на доске заносит в таблицу результаты опытов одного из учеников.

Сделайте вывод: на все ли тела, погруженные в жидкость, действует выталкивающая сила?

Как она направлена?

А теперь подумайте, как можно найти величину этой силы? Что для этого нужно сделать?

Значит, на все тела, погруженные в жидкость, действует выталкивающая сила, и на те, которые плавают, и на те, которые тонут.

А давайте, сравним по величине выталкивающие силы, действующие на латунный и алюминиевый цилиндры.

Сделайте вывод о зависимости выталкивающей силы от плотности погруженного тела.

Ребята, а давайте зафиксируем это в таблице 1 в правом столбце. Учитель фиксирует, что выталкивающая сила не зависит от плотности погруженного тела на доске.

Молодцы! Так как выталкивающая сила не зависит от плотности самого тела, значит, последующие опыты мы можем проводить только с одним из цилиндров.

А теперь, погружая тело в воду сначала наполовину, а затем, погрузив полностью, пронаблюдайте за показаниями динамометра. Сделайте вывод о зависимости выталкивающей силы от объема погруженной части тела. Результаты опыта занесите в таблицу 2

Учитель фиксирует зависимость выталкивающей силы от объема тела на доске в левом столбце

Теперь, опуская тело на различную глубину, посмотрите, как меняются показания динамометра.

Сделайте вывод о зависимости выталкивающей силы от глубины погружения.

Результаты занесите в таблицу 2

Учитель фиксирует независимость выталкивающей силы от глубины погружения тела на доске в правом столбце

Ребята, а как вы думаете, только ли вода действует с выталкивающей силой на погруженные в нее тела или так ведут себя и другие жидкости?

Я предлагаю вам установить истину. Как проверить данные вами ответы, а по сути выдвинутые вами гипотезы?

Демонстрационный опыт 3. Сравнение веса тела в воздухе с его весом в растительном масле.

Мы видим, что вес тела в масле отличается от веса тела в воздухе. О чем это говорит?

Ребята, а отличаются ли выталкивающие силы, действующие на тело в воде и масле. Установите зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости.

Учитель записывает на доске в левый столбик таблицы.

Ребята, как вы думаете, выталкивающая сила зависит от формы погруженного тела?

А давайте это проверим! У меня есть три тела одинакового объема, но разной формы. Сейчас я измерю вес каждого тела, а Ученик (Имя) мне поможет. (Учитель вместе с учениками фиксирует результаты опыта в таблице).

Сделайте вывод о зависимости выталкивающей силы от формы погружаемого тела.

Мы с вами выяснили, что выталкивающая сила зависит от плотности жидкости и объема, погруженной части тела, а именно

F_выт прямопропорциональна ρ_ж

F_выт прямопропорциональна V_т

Но когда мы переходим от пропорциональности к равенству, мы всегда вводим коэффициент пропорциональности. Чтобы выяснить, что это за коэффициент мы должны установить причину появления в жидкостях выталкивающей силы и вывести формулу для ее вычисления.

Обратимся к наглядному образу. У вас в рабочих листах есть рисунок некоторого тела, погруженного в жидкость. Слайд 4.

Ребята, как действует на тело окружающая его жидкость?

Да, конечно. Молекулы жидкости непрерывно движутся и сталкиваются с телом, ударяются об него, поэтому любая жидкость давит на погруженное тело, причем со всех сторон.

Для того чтобы выяснить причину появления выталкивающей силы, вы должны ответить на следующие вопросы.

- Как изменяется давление в жидкости с глубиной? Почему?

- Где это давление больше?

Да, действительно, жидкость оказывает давление на тело, погруженное в эту жидкость (показывая на рисунок). На каждом уровне силы, действующие на боковые грани куба равны по модулю и противоположны по направлению, т.е попарно уравновешивают друг друга и при выводе формулы мы их учитывать не будем. В тоже время силы давления, действующие на верхнюю и нижнюю грани куба не равны. Причиной этого является разница давлений воды на глубинах h₁ и h₂ . Значит, причина возникновения выталкивающей силы в том, что жидкость давит на тело снизу сильнее, чем сверху. Давайте этот важный вывод запишем в рабочие листы.

Чему же равна выталкивающая сила?

Вернемся к рисунку.

Обозначим на нем высоты столбов жидкости над горизонтальными гранями: h₁ нал верхней, h₂ над нижней.

Выразим выталкивающую силу F_выт

F_выт = F₂ – F₁

Проведем преобразование этого выражения через давления столбов жидкости. Кто мне поможет?

F_выт = F₂ – F₁ = p₂S_осн – p₁S_осн = ρ_жg h₂S_осн – ρ_жg h₁ S_осн =

= ρ_жg S_осн ( h₂ – h₁)= ρ_жg S_оснh_тела = ρ_жg V_{тела в жид}

Ожидаемый ответ. Наверное, вода выталкивает мячик

Ожидаемые ответы. А) Вода не выталкивает камень. Б) Вода пытается вытолкнуть камень, но не может, так ее сила недостаточна: она меньше силы тяжести, действующей на камень Ожидаемые ответы. А) всегда. Б) не всегда

Ученики подписывают свой рабочий лист, и записывают тему

Слушают задание для фронтального эксперимента.

Ожидаемый ответ. Чтобы проверить, действует ли выталкивающая сила на металлический цилиндр, надо подвесить тело к пружине динамометра, заметить его показания, а затем опустить тело в воду, повторить измерение и сравнить оба показания динамометра (выполняют эксперимент с легких и тяжелым телом).

Ожидаемый вывод: Так как вес обоих цилиндров в воде стал меньше, чем в воздухе, то можно сделать вывод, что на все тела, погруженные в жидкость, действует выталкивающая сила

Сила, действующая на тело, находящееся в жидкости, направлена вверх. Нужно из веса тела в воздухе вычесть вес тела в воде

Выталкивающие силы, действующие на латунный и алюминиевый цилиндры по величине одинаковые Ожидаемый вывод: Выталкивающая сила не зависит от плотности погруженного тела.

Фиксируют в таблице 1 в рабочих листах (не зависит от плотности самого тела)

Выполняют Ожидаемый вывод: Показания прибора уменьшаются по мере того, как все большая часть тела погружается в воду. Значит, выталкивающая сила зависит от объема погруженной части тела. Дети в левом столбце записывают (зависит от объема погруженной части тела). F_выт прямопропорциональна V_т

Ожидаемый вывод:

Показания прибора не зависят от того, на какой глубине находиться тело, значит, выталкивающая сила не зависит от глубины погружения тела в жидкость

Записывают в правый столбик таблицы (не зависит от глубины погружения) Ожидаемые ответы: а) только вода б) Любые жидкости

Высказывание предложений

Ожидаемый вывод: Масло действует на тело с выталкивающей силой. А значит, все жидкости действуют на погруженные в них тела с выталкивающей силой.

Да, отличаются. Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. F_выт прямопропорциональна ρ_ж

Записываю в рабочих листах зависимость от плотности

Ожидаемый ответ: А) да. Б) нет

Ученик подходит к демонстрационному столу и наблюдает за показаниями динамометра.

Ожидаемый вывод. Выталкивающая сила не зависит от формы самого тела, погруженного в жидкость.

Ожидаемый ответ. Жидкость давит на это тело со всех сторон.

Ожидаемый ответ. Давление увеличивается с увеличением глубины Ожидаемый ответ. Снизу

Записывают вывод

Ожидаемый ответ. Выталкивающая сила равна разности сил давления жидкости на тело снизу и сверху. Обозначают высоты на рисунке

Желающий ученик диктует формулу

Вывод формулы записывают в рабочие листы

Закрепление

(10 мин)

Ответить на вопросы:

1.Два одинаковых тела плавают в разных жидкостях так, как показано на рисунке. Плотность, какой жидкости больше? Слайд 5

2. Изменится ли равновесие весов в опыте, если тела опустить в воду? В какую сторону, почему?

3. Бетонная плита размером 4*0,3*0,25м погружена в воду на половину своего объема. Какова выталкивающая сила, действующая на плиту?

4. Для самостоятельного решения.

Выталкивающая сила, действующая на полностью погруженное в керосин тело, равна 1,6 Н. Чему равен объем тела?

Ожидаемый ответ: Так как выталкивающая сила, действующая на второе тело больше, а мы знаем, что выталкивающая сила зависит от плотности жидкости, значит плотность жидкости во втором сосуде больше,

Ожидаемый ответ. Равновесие весов нарушится, левая сторона перевесит правую, так как объем фарфорового тела больше объема чугунного тела, значит выталкивающая сила, действующая на фарфоровое тело больше.

Ученик решает задачу у доски.

Подведение итогов. Домашнее задание

(1мин)

Подведем итоги урока. Ребята, что вы уже знали о выталкивающей силе и что нового узнали на сегодняшнем уроке.

Я вижу, что новый материал урока поняли и теперь сможете его применять при решении многих задач. Думаю, что цели нашего урока достигнуты, все очень активно работали на занятии, были дисциплинированными и внимательными.

Пожалуйста, сдайте мне рабочие листы, которые вы заполняли на протяжении урока.

Запишите д/з в дневник. прочитать §48. Желающие могут подготовить краткие сообщения на темы: "История открытия закона Архимеда", "Жизнь и труды Архимеда".

Дети говорят, что нового они узнали на уроке, а что им было известно ранее

Рефлексия

(2,5 мин)

Ребята, на ваших столах лежат листочки. Заполните их по предложенной схеме. Закончите предложения.

Нарисуйте, пожалуйста, тело на той глубине, которая соответствовала бы глубине вашего погружения в сегодняшний урок.

Учитель благодарит детей за урок!

Заполняют лист рефлексии

Выталкивающая сила

Зависит

Не зависит

Факторы

Исследуемые тела

Варианты погружения тела

Вес тела в воздухе

Рв, Н

Вес тела в жидкости Рж, Н

Выталкивающая сила

Fвыт, Н

вода

масло

вода

масло

Плотность тела

алюминиевый цилиндр

V





латунный цилиндр

V





Объем тела

латунный цилиндр

V/2





V





Глубина

погружения

латунный цилиндр

V

h₁=5 см





h₂=10 см





Род жидкости

(плотность жидкости)

латунный цилиндр

V

Форма тела

1 тело

V





2 тело

V





3 тело

V



