автор: Макаревская Елена Геннадьевна

учитель физики МБОУ «Школа №66» г.Рязань

Архимедова сила.

Тема урока «Закон Архимеда»

Цели:  

1. Изучить содержание закона Архимеда, приблизиться к раскрытию физической сути плавания тел.
2. Закрепить знания через решение разноуровневых по сложности  задач разного типа. 

Задачи:

1. 1. продолжить изучение давления твердых тел, жидкостей и газов;
   2. способствовать развитию навыков учащихся в самостоятельном приобретении информации, в умении выделять главную мысль;
   3. добиться усвоения учащимися формулировки закона Архимеда; 
   4. продолжить формирование:  умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала, навыков поисковой познавательной деятельности, способности к самоанализу;
   5. формировать умение применять полученные знания на практике при проведении самостоятельных исследований, выполняя экспериментальную работу, решая качественных и расчетных задач;
   6. продолжить формирование эстетического вкуса учащихся через демонстрацию и наглядность, вызвать желание постоянно пополнять свои знания; поддерживать интерес к предмету, используя дополнительный материал.
   7. воспитывать у учащихся способность к коммуникативному общению, помогая друг другу при выполнении эвристических заданий.
   8. развивать творческие способности при самостоятельном конструировании расчетных задач в Excel.

 

Оборудование и программное обеспечение: 

• Лабораторное оборудование: ведерко Архимеда, динамометры, грузы разного объема, сосуды с пресной и соленой водой.

 

План урока

• Оргмомент (1 мин).

• Актуализация знаний (5 мин).

• Изучение нового материала (10мин).

• Закрепление пройденного материала  (20 мин)

• Домашнее задание (2 мин).

• Подведение итогов урока. Рефлексия. (2 мин).

Ход урока

• ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ  ЭТАП (1 мин)

• АКТУАЛИЗАЦИЯ  ЗНАНИЙ (5 мин)

Учитель: 

Если взять два разных тела,
В жидкость опустить одно.
Почему оно всплывает,
А другое вмиг на дно? 

Сл.2   «Почему тяжелый корабль не тонет, а гвоздь идет ко дну?» Для того, чтобы ответить на вопрос нам необходимы знания, полученные на предыдущих уроках, и новые знания, которые мы вместе добудем на сегодняшнем. 

• ИЗУЧЕНИЕ  НОВОГО МАТЕРИАЛА (10 мин)

Сл.3. легенда об Архимеде и его открытии закона 

 (Царь Гиерон, живший 250 лет до н.э., поручил ему проверить честность мастера, изготовившего золотую корону.

Хотя корона весила столько, сколько было отпущено на неё золота, царь заподозрил, что она изготовлена из сплава золота с другими, более дешёвыми металлами. Архимеду было поручено узнать, не ломая короны, есть ли в ней примесь.

Достоверно не известно, каким методом пользовался Архимед, но существует такая легенда.

Сначала Архимед определил, что кусок чистого золота в 19,3 раза тяжелее такого же объёма воды. Получается, что плотность золота в 19,3 раза больше плотности воды. Архимеду надо было найти плотность вещества короны. Если эта плотность оказалась бы больше плотности воды не в 19,3 раза, а в меньшее число раз, значит, корона была изготовлена не из чистого золота.

Взвесить корону было легко, но как найти её объём, ведь корона была очень сложной формы. Много дней мучила Архимеда эта задача. И вот однажды, находясь в бане, он погрузился в наполненную водой ванну, и его внезапно осенила мысль, давшая решение задачи.

Ликующий и возбуждённый своим открытием, Архимед воскликнул: «Эврика! Эврика!», что значит: «Нашёл! Нашёл!»

Архимед взвесил корону сначала в воздухе, затем в воде. По разнице в весе он рассчитал выталкивающую силу, равную весу воды в объёме короны. Определив затем объём короны, он смог вычислить её плотность, а, зная плотность, ответить на вопрос царя: нет ли примесей дешёвых металлов в золотой короне? Плотность вещества короны оказалась меньше плотности чистого золота. Тем самым мастер был разоблачён в обмане)

   Учащимся предлагается работа в тетради: запись темы, даты, формулы закона Архимеда и формулировки закона.

   Возвращаясь к проблемному  вопросу, сделайте вывод: на гвоздь и корабль действуют разные силы Архимеда. Так от чего зависит сила Архимеда?

 

 Сл.4. Предлагаю вам выполнить задания по группам. Опыты учащихся. 

Используя лабораторное оборудование. Установим зависимость силы Архимеда от объема тела, плотности жидкости и независимости от плотности тела и глубины погружения тела в жидкость. 

Задание группе 1:

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры, нить.

а) определить архимедовы силы, действующие на первое и второе тела;

б) сравнить плотности тел и архимедовы силы;

в) сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от  плотности тела.                                    (не зависит)

Задание группе 2.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объёма из пластилина, динамометр, нить.

а) определить архимедову силу, действующую на каждое тело;

б) сравнить эти силы;

в)  сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объёма тела.                                         (зависит)

Задание группе 3:    

Оборудование: сосуды с водой маслом, динамометр, нить, алюминиевый цилиндр.

а) определить архимедовы силы, действующую на тело в воде и в масле;

б) чем отличаются эти жидкости?;

в) что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях;

г) установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

(зависит)

Задание группе 4:

Оборудование: кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.

а)  кусочку пластилина придайте форму шара, куба, цилиндра;

б) поочередно опуская каждую фигурку в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на неё;

в) сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости)  архимедовой силы от формы тела.                                      (не зависит)

 Запишем  в тетради и на доске сравнительно-обобщающую таблицу:

Сл.5

Параметр	Сила Архимеда зависит	Сила Архимеда не зависит
Плотность тела		не зависит
Плотность жидкости	зависит
Форма тела		не зависит
Объем тела	зависит

 

Сл.6. VI. Установим зависимость архимедовой силы от полученных величин.

Вывод проведем для случая, когда тело плавает в жидкости.

На тело действуют две силы: 

FA = Fт. ;

 Fт  = mg →   FA  = m g;  

m = ρ V  (т.к. Vж = Vт ).

Получим:  FA  = ρ V g.

Сл.7. V. Найдем формулировку закона Архимеда в учебнике (уч-ся находят в учебнике п.50 и читают).

Учитель: во времена Архимеда этот закон звучал так: тела, которые тяжелее жидкости, будучи опущены в неё, погружаются всё глубже, пока не достигают дна, и, пребывая в жидкости, теряют в своем весе столько, сколько весит жидкость, взятая в объеме тела.

Вывод  о корабле: Можем сделать вывод: на корабль и гвоздь действуют различные по величине Архимедовы силы, причем на корабль действует большая сила из-за большего объема. Видимо, сила Архимеда и удерживает на плаву корабль. 

Сл.8. VI. Решение задач: Упр.26 (№3-4), № 107, 110 (если останется время).

Сл.9

VII. Подведение итогов

Жидкости на тело давят, 

Вверх его все поднимают,

При этом силу создают, 

Что Архимедовой зовут!

Её считать умеем мы:

Надо знать лишь вес воды, 

Что то тело вытесняет – 

Всё закон нам объясняет.

Открыл его великий грек,

Ему имя – Архимед. 

Сл.10. VIII. Домашнее задание: п. 50, №106, 108 (если  будет решен №107).

Сл.11. IX. Рефлексия 

Ответь на вопросы:

• Что интересного ты узнал на уроке?
• Какие этапы урока тебе запомнились
• Какие вопросы входе урока у тебя появились?
• Всё ли о силе Архимеда ты усвоил?

 

Задание группе 1:

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры, нить.

а) определить архимедовы силы, действующие на первое и второе тела;

б) сравнить плотности тел и архимедовы силы;

в) сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от  плотности тела.                                    

 

Задание группе 2.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объёма из пластилина, динамометр, нить.

а) определить архимедову силу, действующую на каждое тело;

б) сравнить эти силы;

в) сделать вывод о зависимости (независимости) архимедовой силы от объёма тела.                                         

 

Задание группе 3:    

Оборудование: сосуды с водой маслом, динамометр, нить, алюминиевый цилиндр.

а) определить архимедовы силы, действующую на тело в воде и в масле;

б) чем отличаются эти жидкости?;

в) что можно сказать об архимедовых силах, действующих на тело в различных жидкостях;

г) установите зависимость архимедовой силы от плотности жидкости.

 

Задание группе 4:

Оборудование: кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.

а)  кусочку пластилина придайте форму шара, куба, цилиндра;

б) поочередно опуская каждую фигурку в воду, с помощью динамометра определите архимедову силу, действующую на неё;

в) сравните эти силы и сделайте вывод о зависимости (независимости)  архимедовой силы от формы тела.                                      

 

Задание группе 1:

Оборудование: сосуд с водой, динамометр, алюминиевый и медный цилиндры, нить.

 

Задание группе 2.

Оборудование: сосуд с водой, тела разного объёма из пластилина, динамометр, нить.

 

Задание группе 3:    

Оборудование: сосуды с водой и маслом, динамометр, нить, алюминиевый цилиндр.

 

Задание группе 4:

Оборудование: кусочек пластилина, сосуд с водой, нить, динамометр.