1. Конспект інтегрованого уроку у 7 класі (математика, фізика)
Тема уроку: Виштовхувальна сила. Закон Архімеда
Мета уроку: з'ясувати причини виникнення виштовхувальної сили в рідинах та
газах; пояснити природу її походження; продовжувати навчати учнів
користування комп'ютерними технологіями; розвивати уявлення учнів про дію
різних сил, що діють в природі; виховувати в учнів прагнення до пошуку під час
розв'язуванні задач, що ставить перед ними життя, уміння розумно користу-
ватися матеріалом та вибирати з нього необхідне для застосування в
повсякденному житті.
Епіграф до уроку:
Розум – це не тільки знання, а й уміння
застосовувати ці знання на ділі.
Аристотель
Тип уроку: комбінований.
ХІД УРОКУ
І. Організаційний момент
Учитель -
Вітаю вас, шановні колеги, так я не помилилася, тому що на цьому уроці ви -
фізики-дослідники дії рідини на занурене тіло. Наша науково-дослідницька
робота буде присвячена саме цій темі. Сьогодні ми будемо відкривати по- новому
закон Архімеда. (слайд 2).
Але спочатку повторимо матеріал, необхідний нам для роботи на уроці.
Перед вами лежать картки самооцінки. На кожному етапі уроку вам потрібно
оцінити свої знання.(слайд 3).
ІІ. Актуалізація опорних знань
1. Робота з картками
Картка №1: Біля підніжжя гори барометр показав 740 мм рт. ст., а на вершині –
720 мм рт. ст. Укажіть висоту гори.
Картка № 2: Який тиск чинить людина на підлогу, якщо її маса 70 кг, а площа
стикання підошв з підлогою 350 см2
?
2. Фронтальне опитування (слайд 4).
Перелік запитань:
1. Що таке сила?
2. Від чого залежить результат дії сили?
3. Що таке вага тіла?
4. Одиниці вимірювання ваги?
2. 5. Прилад для вимірювання сили?
6. Як обчислити тиск на дно посудини?
7. Як обчислити силу тиску?
8) Сформулюйте закон Паскаля.
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності
Учитель -
Ми вже знаємо, що тверді тіла взаємодіють між собою. Наслідком такої взаємодії
є або зміна швидкості цих тіл, або їх деформація. Взаємодіють між собою тверді
тіла і гази. Повітря тисне на поверхню Землі і на всі тіла, що знаходяться на ній.
А про взаємодію яких тіл ми ще не згадували? Вірно про взаємодію твердих тіл і
рідин. Що ж нам хотілося б дізнатися про взаємодію таких тіл? (слайд 5).
1 Чи взаємодіють між собою тверді тіла і рідини?
2 Якщо взаємодіють, то що є наслідком цієї взаємодії?
3 Як обчислити силу, з якою рідина діє на занурене в неї тіло?
4 Від чого залежить ця сила?
5 Від чого ця сила не залежить?
Отже, сьогодні у нас буде урок-дослідження. На основі спостережень, аналізів
і висновків в результаті спільного дослідження ми зможемо знайти відповіді на
ці запитання.
ІV. Вивчення нового матеріалу.
1. Створення проблемної ситуації
Учитель: -
Ви знаєте, що під водою порівняно легко можна підняти досить важкі
предмети,які в повітрі підняти неможливо.
1. Дослід (демонструє вчитель).
- Якщо занурити у воду м`яч і випустити там його з рук, він спливе. Чому?
Зануримо тепер у цю ж рідину циліндр. Тіло потонуло. Чи діє сила в цьому разі?
Підвісимо тепер цей же циліндр до пружини,спостерігаємо її розтяг. Потім
зануримо його у воду, виявляємо скорочення пружини. (Забираємо воду і
показуємо, що таке саме скорочення пружини можна дістати діючи на це тіло
знизу вгору.) Чому? Подіяла сила, яка виштовхнула м'яч з рідини. У фізиці її так
і називають виштовхувальною силою Fв. (слайд 6).
3.Фронтальний експеримент №1
- Не забувайте дотримуватися правил техніки безпеки при роботі з
динамометром, скляним посудом, рідинами. Будьте охайними та уважними.
Мета експерименту: на досліді виявити виштовхувальну силу, що діє на
3. занурений в рідину циліндр,визначити цю силу та з’ясувати, як вона залежить
від густини рідини.
Порядок проведення експерименту:
1 Визначити вагу тіла в повітрі Р1.
2 Визначити вагу тіла у воді Р2.
3 Обчислити значення сили,користуючись виразом: Fв=Р1-Р2.
4 Визначити вагу тіла в солоній воді Р3.
5 Обчислити значення сили,користуючись виразом: Fв=Р1-Р3
6 Порівняйте значення виштовхувальних сил та зробіть висновок. (слайд 7)
Висновок (записується в зошит): виштовхувальна сила залежить від густини
рідини, в яку занурюють тіло. Чим більша ця густина , тим більша
виштовхувальна сила.
- Виконуючи наступний дослід встановимо ще одну залежність.
(слайд 8).
4.Фронтальний експеримент №2
Мета: на досліді виявити виштовхувальну силу, що діє на занурене в рідину
тіло, визначити цю силу та з’ясувати, як вона залежить від об’єму зануреного тіла
(картоплин різного розміру).
Порядок проведення експерименту:
1. Визначити вагу меншого тіла в повітрі Р1.
2. Визначити вагу меншого тіла в рідині Р2.
3. Обчислити значення Fв=Р1-Р2.
4. Визначте вагу більшого тіла в повітрі Р3.
5 Визначте вагу більшого тіла в рідині Р4.
6 Обчислити значення: Fв=Р3-Р4.
7. Порівняйте значення виштовхувальних сил та зробіть висновок.
(слайд 9).
Висновок (записати в зошит): виштовхувальна сила залежить від об`єму
зануреної частини тіла. Чим більший об' єм , тим більша виштовхувальна сила
(слайд 10)
Учитель: Дію рідини на занурене в неї тіло ґрунтовно дослідив давньогрецький
учений Архімед. Тому виштовхувальну силу, що діє з боку рідини на занурене в
цю рідину тіло, назвали архімедовою силою або силою Архімеда. Жив Архімед
у місті Сіракузи у 287-212 рр. до н.е. Вивчав умови рівноваги тіл. Про його
геніальність складено легенди. Сам факт відкриття дії архімедової сили
пов'язують із розв'язанням задачі практичного змісту.
4. 5.Цікаві факти про Архімеда
Плутарх писав, що Архімед був настільки захоплений математикою, що
слугам доводилося змушувати його приймати ванну, навіть коли вони його мили,
він продовжував малювати геометричні фігури на власному тілі. Архімед
винайшов «промінь смерті» — конструкцію з дзеркал, які перенаправили сонячні
промені на римські кораблі і викликали на них пожежі. Ця історія вважалася
вигадкою доти, поки Девід Уоллес з Массачусетського технологічного інституту
не провів експеримент. Його студенти зробили дерев’яну копію римського
корабля і за допомогою 127 дзеркал перевели на нього сонячні промені з відстані
в 30 метрів. Через 10 хвилин корабель загорівся. Коли римляни захопили
Сіракузи, один солдат наткнувся на Архімеда, який вивчав намальовану на піску
математичну діаграму. Вчений, розсерджений тим, що його відволікли, сказав
солдату: «Не чіпай мої креслення!». Після цих слів він був убитий …
Лазерна гармата Архімеда На думку італійських дослідників, система дзеркал
таки існувала. Але її дію насправді виявилася не зовсім такою, як це прийнято
вважати. Їх світло засліплювало противника, а потім кораблі дійсно спалахували,
як свічки. Але не «лазер» був тому причиною, а все той же грецький вогонь —
запальна суміш зі смоли, сірки і селітри, ще не відома тоді римлянам. За версією
італійців, гігантські бронзові диски, засліплювали ворогів відбитим сонячним
світлом, служили оптичним прицілом. Точніше, його можна було б назвати «
лазерним прицілом», як у трилерах про найманих вбивць. Щоб розробити таку
систему в давнину, Архімеду був змушений знати дві речі: відстань польоту
стріли з катапульти і оптимальна відстань, при якій людське око здатне
розрізняти світловий диск. Перше було добре відомо будь-якому воїну, другий
нескладно було визначити експериментально прямо на вулицях міста. Далі
Архімед розробив металевий апарат, в якому стріли випускалися в той момент,
коли відбувалося суміщення осі стріли з сонячним зайчиком. Вся зброя була
розрахована з урахуванням кривизни польоту стріли на відстань в 300 ліктів.
Коли флот Марцелла наблизився на цю дистанцію, з дзеркал злетіли чохли,
метальники навели знаряддя по «цілі», спалахнули наконечники стріл і
задзвеніли натягнуті тятиви …
І накінець цікавий факт, який зв’язаний з життям Архімеда. Яку позу слід
прийняти, щоб видати що-небудь розумне ? Австралійські вчені переконані, що
думка фонтанує у того, хто лежить на дивані. Як показав експеримент, люди
вирішують інтелектуальні та творчі завдання в горизонтальному положенні
набагато краще, ніж сидячи або стоячи. Це пояснюється тим, що один з гормонів,
5. що пригнічує творче мислення, в лежачому положенні виробляється менше. Та й
почувають себе ті, хто валяється, спокійніше. В якості додаткового аргументу
наводиться той факт, що Архімед працював лежачи у ванні, навіть коли його
мили слуги.
6.Перегляд мультиплікаційного фільму про Архімеда (слайд 11)
7. Учитель
- З'ясуємо причини виникнення виштовхувальної сили.(слайд 12 )
На всі тіла, занурені в рідину діє Fв, і на ті що плавають і на ті,що тонуть. З’ясуємо
причину виникнення цієї сили. Обчислимо значення Fв для кубика, зануреного в
рідину. Сили, з якими вода діє на бічні грані бруска, будуть рівні й зрівноважують
одна одну. Під дією цих сил тіло тільки стискається. А сили, що діють на верхню
і на нижню грані, неоднакові. На верхню грань тисне зверху із силою F1 стовп
рідини висотою h1.На рівні нижньої грані тіла тиск створює стовп рідини
висотою h2. Але h2 > h1,слідує F2 > F1. Тому тіло виштовхується з рідини із
силою: Fв=F2-F1=P2S2-P1S1=pgh2s2-pgh1s1=pgs(h2-h1);h=h2-
h1;s=s1=s2;sh=v,де pv-маса рідини в об’ємі кубика. Тому, виштовхувальна сила
виникає внаслідок того, що тиск рідини на різні ділянки поверхні неоднаковий.
Закон Архімеда: на тіло,занурене в рідину або газ,діє виштовхувальна сила,що
напрямлена вертикально вгору і дорівнює вазі рідини або газу в об’ємі зануреної
частини тіла (слайд 13).
У невагомості ваговий тиск рідини відсутній, тиск рідини в усіх точках
однаковий. Тому в умовах невагомості ця сила не діє.
Fa=p рідини gv зануреного тіла (слайд 14).
V. Узагальнення знань учнів з нової теми.
1. Якісні запитання (Слайд 15).
- Чому вареники через деякий час після того, як їх укинули в окріп,
піднімаються на поверхню?
(при варінні їх об’єм збільшується, то збільшується в архімедова сила, що діє а
вареники, і як тільки вона стане більшою за вагу вареника він спливає).
- Підводний човен сплив на поверхню води в Північно-Льодовитому океані і
обледенів. Важче чи легше буде йому тепер опускатися під воду?
(важче, бо збільшився об’єм, архімедова сила, яку треба подолати).
- Водорості мають тонкі довгі стебла. Чому вони не потребують товстіших,
міцніших? (втримувати свою вагу їм допомагає архімедова сила)
2. Розв’язування задачі (слайд 16)
6. Визначити виштовхувальну силу, яка діє на камінь об’ємом 1,6 м3
у чистій
воді.
3. Короткочасна самостійна робота (тести з вибором правильної відповіді).
(слайд 17)
А Б В
1
Формула сили Архімеда... F = mg F = рgv P = рgh
2 Виштовхувальна сила
більша в рідині…
з більшою
густиною
з меншою
густиною
не залежить від
густини
3 Більша виштовхувальна
сила діє на тіло, в якого…
об`єм менший об`єм більший не залежить від
об`єму
4 Закон Архімеда в умовах
невагомості…
не залежить від
умов
діє не діє
5 Виштовхувальна сила
Архімеда напрямлена…
вниз вгору по колу
6 Сила Архімеда дорівнює.. вазі витісненої
рідини
вазі тіла силі тяжіння
7 У якій воді легше
плавати:у морській чи
річковій?
у річковій,бо
менша густина
однаково у морській, бо більша
густина
8 Собака легко рухає
потопаючого у воді,однак
на березі не може його
зрушити з місця. Чому?
потопаючий
допомагає собаці
у воді
у воді вага
людини
зменшується
у воді вага людини
збільшується
9 Що важче утримати у воді:
цеглину чи шматок заліза,
якщо вони однакової
маси?
шматок заліза
важче утримати
цеглину важче
утримати
однаково
10 Чи однакова архімедова
сила діє на одне і те ж
тіло,занурене у воду, на
Землі і на Місяці?
не однакова однакова на Місяці архімедова
сила не діє
11 Першокласник пірнув на
глибину 3 м.,а
десятикласник на 1м.Кого
сильніше виштовхує вода?
десятикласника однаково першокласника
12 Чому неможливо погасити
палаючий гас водою?
Густина гасу
більша за
густину води
Гас буде
спливати на
поверхню води
і горіти
Велика температура
гасу.
7. 4.Перевірка та оцінення самостійної роботи (слайд 18).
VІ. Рефлексія (слайд 19).
▪ Сьогодні я дізнався…
▪ Тепер я можу…
▪ Було цікаво…
▪ Я зрозумів, що…
▪ Мене здивувало…
VІІ. Домашнє завдання. (Слайд 20).
Вивчити § 37;
підготувати повідомлення за темою: «Вивчення океанських глибин: від
водолазного дзвона до акваланга»(Слайд 21).
