Конспект урока-спектакля на тему «Закон Архимеда» в 7 классе

Разработка учебного занятия

Конспект урока-спектакля на тему «Закон Архимеда» в 7 классе

Автор: Курицына Валентина Александровна, учитель физики МОБУ «Свирицкая средняя общеобразовательная школа» Волховского района Ленинградской области

Цели урока:

• Познакомить с особенностями выталкивающей силы;

• Изучить физическое содержание закона Архимеда;

• Углубить знания учащихся по истории открытия закона Архимеда.

Подготовка к уроку:

1. Предварительная работа: подготовка учащихся для исполнения ролей Гиерона и Архимеда.

2. Приборы и материалы:

• Учебник «Физика – 7» под редакцией Перышкина А.В., Родиной Н.А.

• портрет Архимеда;

• транспаранты с формулировками: закон Архимеда и формул;

• ведерко Архимеда;

• штатив, весы, корона, слиток, два одинаковых сосуда с водой, картофель – 1шт, сосуды с водой простой и раствором соли, тела разного объема, динамометр;

• карточки с обозначением физических величин для магнитной доски;

• карточки для контроля.

Сценарий урока:

Учитель: Давайте заглянем сквозь тысячу лет

В тот город у моря, где жил Архимед.

Вот по дороге мощеной

В раздумье шагает ученый.

К царю Сиракуз направляется он,

Навстречу спешит из дворца Гиерон.

Гиерон: Нужен твой совет ученый,

Мастер сделал мне корону,

Погляди-ка, Архимед,

Золотая или нет.

С виду золотом сверкает,

Но ты знаешь, все бывает…

Говорят, что мастер прыткий

Отпилил кусок от слитка,

Остальную часть расплавил,

Серебра туда добавил,

А потом принес хитрец

Мне подделку во дворец.

Золото иль позолота

Разгадать твоя забота.

Надо точно это все определить,

Но корону не царапать, не пилить!

Учитель: Из дворца побрел ученый,

Мысли заняты короной,

Говоря с самим собой,

Архимед пришел домой.

Рассуждает тихо дома:

Архимед: Вот весы, (берет в руку рычажные весы)

А вот корона, (кладет корону на весы)

Надо слиток золотой.

Где его найти?.. Постой,

Был же у меня кусочек (ищет слиток, кладет его на весы)

Вот и вышло между прочим

Вес короны и вес слитка одинаковы.

Учитель: Улыбка озарила мудреца.

Стал он на доске писать

И тихонько рассуждать:

Мы за ним понаблюдаем,

Ну да и порассуждаем.

Итак. Архимед получил, что вес короны и вес слитка одинаковы, т.е.

Р_к = Р_с (выкладывается на магнитной доске с помощью моделей букв).

Вопрос: Как можно найти вес?

Ответ: Нужно массу умножить на коэффициент, т.е. m_k · g = m_c· g

Вопрос: Как найти массу?

Ответ: Нужно плотность умножить на объем, т.е. ρ_k· V_k· g = ρ_c · V_{c ·} g

Учитель: Думал Архимед ночью,

Думал днем.

И однажды в ванне моясь,

Погрузился он по пояс,

На пол вылилась вода,

Архимед вскричал тогда.

Архимед: Эврика! Нашел решенье!

И не надо удивленья.

Пусть воды сюда несут,

А с водой еще сосуд.

Воду равно наливаю

И все в воду опускаю.

Ну! Смотрите-ка сюда,

В чашах поднялась вода

Ставьте черточки по краю.

Учитель: (ставит черточки)

Ничего не понимаю,

Лишь две черточки я вижу,

Эта выше, эта ниже.

А какой же вывод главный?

Архимед: Да у них объем не равный.

Учитель: Ну, конфуз тут, братцы, явный.

Помогайте мне друзья,

Так оставить все ж нельзя.

Чей объем то будет больше?

Ответ: Объем короны больше, чем объем слитка.

Учитель заменяет на магнитной доске модель V_kна большую по размеру, получается

ρ_k· V_k· g = ρ_c · V_{c ·} g

Вопрос: А плотности могут быть равны?

Ответ: Нет, плотность вещества, из которого сделана корона, меньше, чем плотность золота.

Учитель заменяет буквы и получается равенство вида

ρ_k· V_k· g = ρ_c · V_{c ·} g

Учитель: Ну, какую же корону

Принес мастер Гиерону?

Ответ: Корона была не из чистого золота. Там был металл плотность которого меньше плотности золота.

Учитель: Значит, обманул царя хитрец,

Ну, спасибо, Архимед.

(оборачивается, но Архимеда не видит, он ушел)

А его уже и нет.

Может снова пошел он

Открывать какой закон.

Подумаем и мы опять,

Чтоб от него нам не отстать.

Давайте вспомним, что делал Архимед.

Ответ: Он взвесил корону и слиток.

Вопрос: И что он определил?

Ответ: Что вес короны равен весу слитка.

Вопрос: А почему он понял, что Р_к = Р_с?

Ответ: Весы находились в равновесии.

Вопрос: Что же произошло, когда корону и слиток опустили в воду.

Ответ: Равновесие весов нарушилось.

Вопрос: Теперь. Что можно сказать о весе короны и весе слитка?

Ответ: Р_к ≠ Р_с

Вопрос: Почему? Кто догадался?

Учитель: Напишите мне творческую записку. Давайте проделает опыт, может он нам поможет. (Проводит опыт с ведерком Архимеда)

Подвесим ведерко к пружине.

Вопрос: Что произошло с пружиной?

Ответ: Пружина растянулась.

Вопрос: Какая сила действует на пружину?

Ответ: На пружину действует вес ведерка.

Учитель: Подействуем на ведерко некоторой силой направленной вверх.

Вопрос: Что произошло с пружиной?

Ответ: Она сократилась.

Вопрос: Что вызвало сокращение пружины?

Ответ: Сокращение пружины вызвала сила, с которой подействовали на ведерко.

Учитель: Опустим ведерко в воду. Что произошло с пружиной?

Ответ: Пружина сократилась.

Вопрос: Какая сила теперь вызвала сокращение?

Ответ: Сокращение пружины вызвала сила, которая выталкивает ведерко из воды.

Учитель: Да, вода подействовала на ведерко с некоторой силой, которая выталкивает ведерко из воды. И называют эту силу выталкивающей силой или архимедовой. Обозначают ее F_A. Направлена она вверх.

(Учитель показывает модель буквыF_A)

А теперь посмотрим, на сколько делений сократилась пружина?

Ответ: На два деления.

Вопрос: Кто заметил, что происходило во время погружения ведерка.

Ответ: Из сосуда выливалась вода.

Вопрос: Если я вылью эту воду в ведерко, что произойдет с пружиной.

Ответ: Пружина растянется

(Выливаем воду)

Вопрос: На сколько делений растянулась пружина.?

Ответ: На два деления.

Вопрос: Пружина растянулась на два деления. Почему?

Ответ: На пружину подействовал вес вылитой воды.

Вопрос: Какой можно сделать вывод?

Ответ: Пружина сократилась под действием архимедовой силы на столько, на сколько растянулась под действием веса вытесненной воды.

Вопрос: Что можно сказать об этих силах?

Ответ: Эти силы равны, т.е. F_A = Р_ж

Учитель: Итак, на тело погруженное в жидкость действует архимедова сила, которая численно равна весу жидкости, вытесненной телом. Но что же такое архимедова сила? Как она появилась? Какова ее природа? Вы ответите через 5 минут, прочитав в учебнике на стр.97 третий абзац

§ 48.

В процессе работы оформите в тетради рисунок 136.

(Через 5 минут)

Учитель: Как же возникает архимедова сила?

Ответ: На погруженное в жидкость тело действуют силы со стороны жидкости. Силы, действующие на боковые грани, уравновешивают друг друга.

Сила, действующая на верхнюю грань, меньше силы, действующей на нижнюю грань, поэтому тело выталкивается из жидкости с силой равной разности сил.

У читель: Запишем это кратко в тетрадь

F₂ F₁

F_выт=F₂ − F₁

F _выт =F_A = P_ж = m_ж ∙ g = ρ_ж ∙ V_ж ∙ g , но

V_ж = V_т

F_А = ρ_ж ∙ g∙ V_т

Вопрос: Что нужно знать, чтобы вычислить архимедову силу?

Ответ: Нужно знать плотность жидкости и объём тела, погруженного в жидкость.

Вопрос: Что будет происходить с F_А, если,

ρ_ж ↑ , то F_А ? V_т ↑ , то F_А ?

ρ_ж ↓ , то F_А ? V_т ↓ , то F_А ?

Учитель: Итак, мы выяснили, что на погруженное в жидкость тело действует архимедова сила.

А теперь можете ответить на вопрос: Почему нарушилось равновесие весов у Архимеда?

Ответ: Архимед крону и слиток опустил в воду, значит на них подействовала выталкивающаяся сила, но V_к V_с , поэтому на корону действовала большая архимедова сила, чем на слиток, следовательно вес короны в жидкости стал меньше, чем вес слитка.

Вопрос: На какую же величину уменьшился вес?

Ответ: На величину архимедовой силы.

Вопрос: А какой силе равно F_А?

Ответ: Она равна весу жидкости вытесненной телом.

Вопрос: Какой вывод можно сделать?

Ответ: Тело, находящееся в жидкости теряет в своём весе столько, сколько весит жидкость, вытесненная телом.

Учитель (показывает на портрет Архимеда): Видите, какой Архимед! Он не только разгадал загадку короны, но при этом увидел новые явление, которое привело его к открытию закона.

А теперь посмотрим, есть ли среди нас Архимеды?

(читает творческие записки) и дальше по ситуации.

Учитель: Сегодня мы с вами узнали…

А что мы сегодня узнали?

Ответ: Мы узнали:

1. Что на тело, погруженное в жидкость, действует архимедова сила;

2. Что архимедова сила равна разности сил;

3. Что F_А = ρ_ж ∙ g∙ V_т

4. Что при погружении в жидкость вес тела уменьшается на величину F_А

5. ЧтоF_A = P_ж

Учитель: Давайте проверим, как мы это усвоили (происходит закрепление материала)

Опыт 1: Картошку опускают в простую воду и в солёную.

Вопрос: В какой воде на картошку действует большая F_А?

Опыт 2: Тела разного объёма опускают в одну и ту же жидкость.

Вопрос: На какое из них действует большая архимедова сила?

Вопрос1: Вес тела в воздухе равен 20Н, а вес тела в воде равен 16Н. Чему равна F_А?

Вопрос2: Где легче плавать в море или в реке?

Самостоятельная работа

1. Работа с карточками.

2. Взаимопроверка.

3. Анализ результатов.

Домашнее задание: § 48-49 упр. 32 (1,2), устно подготовить математический вывод формулы по § 48 (индивидуальное задание)

Выходит Гиерон

Учитель: Что надо теперь вам, царь Гиерон?

Гиерон: Хочу я отвесить ребятам поклон

И глядя сегодня на племя младое, скажу им

Ребята не знайте покоя

Читайте, учитесь и помните вечно

Закон Архимеда – он прав бесконечно.

Учитель: Спасибо тебе, Гиерон, за поклон

Вам рады сегодня мы все бесконечно

Закон, что узнали, запомним навечно.

11