Урок по теме "Плавание судов. Воздухоплавание". 7-й класс

Разделы: Физика, Конкурс «Презентация к уроку»


Презентация к уроку

Загрузить презентацию (3,3 МБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.


Цели урока (планируемые результаты обучения):

Личностные:

  • развитие у учащихся самостоятельности в приобретении новых знаний и практических умений приконструировании и изготовлении физических поделок

Метапредметные: развитие у учащихся умений:

  • формулировать гипотезы и оценивать их верность с точки зрения информации, полученной в ходе исследования;
  • проводить экспериментальные исследования и обобщать их результаты;
  • на основании результатов экспериментов формулировать выводы
  • развивать коммуникативные навыки при организации работы.

Предметные:

  • продолжение формирования у учащихся представления об условии плавания тел, изучение устройства судов, воздушных шаров;
  • совершенствование умения характеризовать поведение тел в жидкости и газе.

Материалы:

  • учебник физики;
  • компьютерная презентация «Плавание судов. Воздухоплавание»;

Оборудование:

  • ареометр;
  • сосуд с водой;
  • картезианский водолаз;
  • пластилин;
  • презентация к уроку;
  • компьютер, проектор.

Этап

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Актуализация темы (постановка учебной проблемы)

Проблемный вопрос: как заставить плавать кусок пластилина? Ответьте на вопрос, используя оборудование на ваших столах.

Выдвигают гипотезы, включаются в экспериментальную работу  

Изучение нового материала

 

1. Плавание судов. 
Наблюдает за работой учащихся
Учащиеся делают вывод: кусок пластилина тонет, лодочка, сделанная из него, плавает

2. Сообщения учащихся
1) Из истории плавания судов.
2) Подводная лодка.
3) Российский морской флот.
4) Исследование морских глубин.
5) Из истории воздухоплавания.

Учащиеся слушают и записывают в тетрадь главное, задают вопросы докладчикам.

3. Воздухоплавание. 

4. Демонстрация физических поделок учащихся (ареометр, картезианский водолаз)

 

Работа с учебником

Закрепление нового материала (решение качественных и расчетных задач)

Задачи на доске

Отвечают на вопросы, обсуждают, доказывают

Итог. Рефлексия

  • Что изучали на уроке?
  • Что вас удивило?
  • Что больше всего понравилось?
  • Какое открытие вы сегодня сделали?

Выставление оценок. Благодарность учащимся за работу.

Анализируют свою деятельность на уроке

Организация работы дома

Д/з: §51,52. Нарисуйте рекламный плакат на тему «Плавание судов» №657

Записывают домашнее задание

Ход урока

I. Актуализация темы (постановка учебной проблемы).

Учащиеся отвечают на вопросы.

  1. Что происходит с телами, погруженными в жидкость или газ?
  2. Каково происхождение силы, выталкивающей тело из жидкости?
  3. Как ее рассчитать?
  4. Какие положения может занимать тело в жидкости?

Нам известно о действии жидкости и газа на погруженное в них тело. Мы изучали условия плавания  тел. Чему же будет посвящен сегодняшний урок, мы узнаем, отвечая на проблемный вопрос.

II. Изучение нового материала.

Проблемный вопрос: как заставить плавать кусок пластилина?

1. Плавание судов.

Может ли плавать тело, если плотность материала, из которого оно сделано, больше плотности жидкости?

Кусок пластилина опускаем в воду, он тонет. Как заставить его плавать? (учащиеся выполняют экспериментальное задание, делают вывод).
Вывод: лодочка вытесняет гораздо больший объем жидкости, и архимедова сила оказывается большей, чем архимедова сила, действующая на кусок пластилина.

В нашем случае лодочка – модель судна. В настоящее время строятся речные и морские, пассажирские и транспортные корабли из материалов, плотность которых значительно превышает плотность пресной и морской воды. Но везде выполняется основное условие: вес воды, вытесненной погруженной частью судна, равен весу судна с его грузом, пассажирами, топливом и другим оборудованием.  

Чтобы судно могло плавать устойчиво и безопасно, его корпус должен погружаться в воду лишь до определенной глубины.

Вспомним основные термины и их определения.

Осадка судна – глубина его погружения.

Ватерлиния – линия, отмечающая наибольшую допустимую осадку (отмечается на корпусе красной линией).

Когда судно погружается до ватерлинии, оно вытесняет такое количество воды, что ее вес соответствует весу судна со всем грузом и называется водоизмещением. Оно измеряется в единицах силы. Однако довольно часто под водоизмещением понимают не вес, а массу вытесненной воды и измеряют в тоннах.

Грузоподъемность – это вес судна, принятого на судно при погружении его до ватерлинии, у первого парохода, построенного американским изобретателем Фултоном, водоизмещение составляло всего 1,6 ·105 Н или 16 т. В настоящее время водоизмещение танкеров-гигантов составляет 6,4·109Н и больше, т.е. более 640000 т.

2. Сообщения учащихся.

2.1. Из истории плавания судов.

Вопрос:  - кто первым построил пароход? (американский изобретатель Фултон)

2.2. Подводная лодка.

Вопрос:  что нужно сделать, чтобы подводная лодка всплыла? Погрузилась в воду?

2.3.Российский морской флот.

2.4. Исследование морских глубин.

Вопрос: - как рыбы перемещаются в толще воды?

2.5.Из истории воздухоплавания.

3. Воздухоплавание

(Работа с учебником Стр. 126) Человек стремился создать средства для плавания не только в воде, но и в воздушном океане. Для этого он конструировал и строил летательные аппараты – воздушные шары, аэростаты, дирижабли.

Вопросы:

  1. Из чего состоит воздушный шар? (оболочки, подвесной системы (строп), гондолы и балласта)
  2. Чем воздушный шар отличается от дирижабля? (Воздушные шары перемещаются вместе с воздушными массами и поэтому неуправляемы. В отличие от них дирижабль является управляемым летательным аппаратом, поскольку у него имеются пропеллеры, приводимые во вращение двигателем. Недостатки дирижаблей – их небольшая маневренность и скорость полета. Важнейшее достоинство – большая грузоподъемность и дешевизна перевозок.)
  3. Какими газами наполнены аэростаты? (Воздушные шары раньше наполняли теплым воздухом, сейчас наполняют газом – водородом или гелием, т.е. газами, плотность которых меньше плотности окружающего нас воздуха.)
  4. Что такое подъемная сила? (Подъемная сила Fп = FA – FT)

  5. Как регулировать подъемную силу? (Для регулировки подъемной силы, а, следовательно, подъема или спуска воздушного шара, воздухоплаватели используют различные приемы. Чтобы подняться выше, они выбрасывают часть груза – балласта из гондолы, а чтобы опуститься вниз, выпускают часть газа из оболочки или прекращают нагрев воздуха, находящегося в оболочке. Воздухоплаватели также должны учитывать, что по мере поднятия шара вверх,  архимедова сила, действующая на него, уменьшается, т.к. разреженный воздух верхних слоев атмосферы, вытесненный шаром, весит меньше, чем у поверхности Земли.)

 Сравним подъемную силу воздушных шаров, наполняемых разными газами.

Таблица

1 м3водорода весит при нормальном давлении всего 0,9 Н, гелия – 1,8 Н, тогда как  1 м3 воздуха весит 12,9 Н. Отсюда следует, что шар объемом 1 м3, наполненный водородом, способен поднять в воздух груз весом  12,9Н – 0,9Н =12 Н. Сюда входит и вес оболочки, из которой сделан шар, поэтому ее нужно сделать по возможности легче. Подъемная сила водорода больше подъемной силы гелия, но водород взрывоопасен, он горит, а гелий в 40-50 раз дороже водорода.

Демонстрация физических поделок учащихся (самодельный ареометр, картезианский водолаз).

III. Закрепление

Задача: Какая подъемная сила действует на шар-зонд на высоте 10 км, где плотность воздуха равна 0,41 кг/м3? Сила тяжести, действующая на шар равна 20Н. Объем шара 20м3. (82-20=62Н)

IV. Рефлексия. Подведение итогов.

  • Что изучали на уроке?
  • Что вас удивило?
  • Что больше всего понравилось?
  • Какое открытие вы сегодня сделали?

Выставление оценок. Благодарность учащимся за работу.

V. Домашнее задание. §51,52. Нарисуйте рекламный плакат на тему «Плавание судов» №657

Список литературы и источников.

  1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: Учеб. для общеобразоват.учеб.заведенй. – М.: Дрофа, 2010.
  2. Перельман Я.И. Занимательная физика. Книга 1. – М.: Триада-Литера, 1994.
  3. Лукашик В.И. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразоват. учреждений. – М.: Просвещение, 2009.
  4. Открытая физика. 1.1. Полный интерактивный курс физики. ООО «Физикон».
  5. http://class-fizika.narod.ru/

Из истории плавания судов

Первое средство передвижения людей по воде – обломки деревьев, потом появились плоты, челны – бревна с выдолбленным углублением, в котором помещался человек.

с созданием больших лодок начинается собственно судостроение. Первые деревянные суда появились в Египте во времена Древнего царства (примерно 3000 лет до н.э.). По форме они были похожи на апельсиновую корку с поднятыми концами. Конструкция таких судов была слишком хрупкая, поэтому весь корпус по длине обхватывался тросом. Такие суда имели каркас и обшивку, на них укреплялся четырехугольный, высокий, узкий парус.

Во времена Древней Греции появляются значительные различия между торговыми и военными судами. В это время строятся знаменитые греческие триеры и римские кинкеры.

В 8-11-х вв. в северных морях господствуют смелые и воинственные викинги. Ладья викингов не изменяла свою форму на протяжении многих веков.

Вплоть до 19 в. корабли были парусными. В начале 19 в. самые быстроходные парусники (3-х и 4-х мачтовые клиперы) перевозили чай из Китая и шерсть из Австралии в Европу и Америку со скоростью 30 км/ч. Рекорд скорости показало судно «Катти Сарк», оно шло со скоростью 39 км/ч. Этот рекорд не побит до сих пор ни одним из парусных судов.

В 19 в в судостроении происходят значительные изменения: дерево заменяется железом, парус– паровой машиной. Первый речной пароход «Клермонт» построен в США в 1807 г. по проекту Роберта Фултона, а первый морской появился в России в 1815 г. Судовой паровой котел топили дровами. В 1903 г. на Волге построили первое в мире дизельное судно – танкер «Вандал». В 20 в. появились корабли с двигателями, работающими от пара, созданного при участии ядерного реактора. Первое гражданское судно такого типа – атомный ледокол «Ленин». Он начал работать в Арктике в 1959 г. Сейчас судно – это сложное инженерное сооружение, способное передвигаться по воде (суда), под водой (подводные суда) и над водой (суда на подводных крыльях и на воздушной подушке).

Из истории воздухоплавания

Тысячи лет прошли с тех пор, как человек начал мечтать о полете. Об этом свидетельствуют сказки о ковре-самолете, о крылатом коне, о смельчаках, поднявшихся к небу на крыльях, склеенных воском. Но сила тяжести прочно привязывала человека к земле. Впервые ее удалось преодолеть с помощью теплого воздуха. Человек издавна наблюдал, как поднимается вверх дым. Вероятно, это наблюдение подтолкнуло его на мысль о полете вверх с помощью дыма. Первый воздушный шар был изготовлен во Франции в 1873 г. братьями Монгольфье. Шар наполнили теплым воздухом и назвали монгольфьером по имени его изобретателей. Оболочка была выполнена из прорезиненного шелка. Первыми воздухоплавателями были баран, петух и утка. После приземления шара, оказалось, что петух повредил крыло. Этого было достаточно, чтобы между учеными разгорелся спор о возможности жизни на больших высотах.

Монгольфьеры имели один недостаток: они быстро опускались, т.к. воздух в них остывал. Их использовали, главным образом, для развлекательных полетов. Для военных и научных целей использовали воздушные шары, наполненные водородом и гелием. Эксперимент с воздушным шаром, наполненным водородом впервые произвел французский профессор физики Шарль. Он же изобрел веревочную сеть,  охватывающую шар и передающую на него весовые нагрузки, изобрел клапан, воздушный якорь и первый применил песок в качестве балласта, сконструировал барометр. Поэтому создателем современного аэростата следует признать Шарля. Аэростатами сейчас называют аппараты легче воздуха.

Вести о полетах на воздушных шарах очень занимали наших соотечественников. Русские совершили много полетов и производили при этом научные наблюдения. Так в 1887 г. для наблюдения солнечного затмения на таком шаре совершил полет Д.И.Менделеев. Менделеев много сделал для развития воздухоплавания, однако он считал, что будущее принадлежит летательным аппаратам тяжелее воздуха.

В 30-е годы прошлого столетия было построено несколько аэростатов для исследования верхних слоев атмосферы – их назвали стратостатами. Гондола стратостата делалась герметичной, чтобы люди на большой высоте не страдали от недостатка кислорода. Стратостатами достигали высоты свыше 20 км. Первый в мире стратостат был создан швейцарским ученым Августом Пикаром. Недостаток стратостата – он летит туда, куда его гонит поток воздуха.

На смену неуправляемым аэростатам пришли управляемые аппараты-дирижабли. Во время первой и второй мировых войн в армиях многих стран использовались аэростаты, связанные с земной поверхностью прочным стальным тросом. Они играли роль подвижных наблюдательных пунктов, подвесок радиоантенн, воздушных заграждений, мешающих полету авиации противника.

Американские заводы выпускали учебные, учебно-патрульные и боевые дирижабли, оснащенные пушками и бомбами. Самые крупные из них имели объем 18400 м3. В 50-х годах прошлого столетия были спроектированы и построены  воздушные корабли объемом 43000 м3.
Наиболее известные дирижабли – «Норвегия» и «Италия», построенные итальянцем Умберто Нобиле, полет последнего к Северному полюсу закончился трагически. В годы первой мировой войны наибольшую известность имели так называемые цеппелины, создателем которых был граф Фердинанд фон Цеппелин.

Современные воздушные шары используются в рекламных целях, дирижабли – для аэрофотосъемок.

26.04.2018