Плавание тел. Условия плавания тел

Класс: 7

Форма проведения: “открытие” нового знания

Тип учебного занятия: изучение и первичное закрепление новых знаний и способов деятельности

Продолжительность урока: 45 мин.

Цели:

• Обучающая: выяснить условия плавания тел в зависимости от силы тяжести и архимедовой силы, действующей на тела в жидкости, а также в зависимости от плотности жидкости и тела. Усвоить их на уровне понимания и применения с использованием логики научного познания.
• Развивающая: развивать у учащихся творческую активность, творческие способности, умение самостоятельно выполнять эксперимент и научно объяснять его результаты; умение планировать свою деятельность, наблюдать, анализировать, сопоставлять, обобщать; формирование навыков организации самостоятельной деятельности учащихся с использованием ЭОР. создать условия для активизации мышления школьников.
• Воспитательная: воспитывать интерес к предмету, потребность в познании нового, внимание, самостоятельность, коммуникативные качества, компьютерную грамотность, аккуратность, культуру в организации учебного труда.

Технические и дидактические средства:

• компьютер, проектор, экран;
• презентация к уроку;
• компьютеры с тестами по количеству учеников;
• аквариум с водой;
• сосуды с водой (3 шт.), поваренная соль, яйцо;
• ареометр.

Опережающее задание: исследовательский мини-проект по теме “Условия плавания тел”; сообщение “Плавание животных и человека”

Структура урока:

1. Этап организационный 1 мин
2. Этап мотивации к учебной деятельности 2 мин
3. Этап актуализации опорных знаний учащихся 4 мин
4. Этап усвоения новых знаний и способов действий 10 мин
5. Этап закрепления полученных знаний и способов действий 10 мин
6. Этап обобщения и систематизации знаний 5 мин
7. Этап первичной проверки понимания изученного 9 мин
8. Этап информации о домашнем задании 1 мин
9. Этап подведения итогов занятия 1 мин
10. Этап рефлексии 2 мин

1. Этап организационный

Организация начала урока. Приветствие, выявление отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку, готовность наглядных пособий.

2. Этап мотивации к учебной деятельности

Учитель: 

Здравствуйте!
Дорогие семиклассники!
Я очень рада
Войти в приветливый ваш класс
И для меня уже награда
Вниманье ваших умных глаз.
Я знаю: каждый в классе гений,
Но без труда талант не впрок
Из ваших знаний и умений
Мы вместе сочиним урок.

Друзья, как много людей собралось сегодня в нашем классе. Как вы думаете, что сближает  в обществе человека с человеком?

- Улыбка

- Улыбнитесь друг другу и пожелайте успеха на уроке. Присаживайтесь. Вижу у всех хорошее настроение, на улице прекрасная погода. Всем нам известно, что за весной наступит лето. Лето – одно из прекрасных времен года. С чем оно у вас ассоциируется?

Ответы учащихся (предполагаемые): солнце, тепло, вода, купание... .

Народная мудрость гласит: солнце – мать, воздух – отец, вода – жизнь. Ребята, а кто умеет плавать?(Ответы учащихся).

Вода – удивительное вещество. В отличие от других жидкостей вода в твердом состоянии(лед) имеет плотность (900кг/м3) меньше, чем в жидком (1000кг/м3), что свойственно только для воды. Но сейчас мы познакомимся с волшебными свойствами воды.

3. Этап актуализации опорных знаний учащихся

Демонстрация опыта: “Волшебное яйцо”

- Учитель показывает три стакана с водой:

В первом стакане обычная пресная вода, во втором – солёная, в третьем – очень солёная

- Вопрос: почему тела(яйца) так расположились?

- Ответ: чем больше соли растворено в воде, тем больше выталкивающая сила, действующая на погруженное в неё тело

(зависит от плотности воды!)

- Но, вода не единственная жидкость, их много и сегодня на уроке мы выясним, почему одни тела плавают, другие тонут в одной и той жидкости. Давайте вместе сформулируем тему нашего урока: “Плавание тел. Условия плавания тел.”

Слайд №1 (Учащиеся записывают в тетради)

Учитель:

Слайд №2

Две тысячи двести лет тому назад великий физик и математик Архимед в трактате “О плавающих телах” объяснил причины, по которым одни тела плавают в жидкости, а другие тонут. Одним из таких трудов Архимеда является сочинение “О плавающих телах”. Рукопись этого перевода была обнаружена в 1884 г. в Ватиканской библиотеке в латинском переводе. Греческий же текст был найден только в 1905 г. При этом сохранилось около трех четвертей текста рукописи Архимеда

С данным явлением вы часто встречались в жизни, наблюдали за ним и поэтому эпиграфом к нашему уроку возьмем слова:

Слайд №3

“Незнающие пусть научатся, а знающие вспомнят ещё раз.” (Античный афоризм)

4. Этап усвоения новых знаний и способов действий

Учитель: “Знание — столь драгоценная вещь, что его не зазорно добывать из любого источника”. Последуем совету великого мыслителя Абу-ль-Фараджа, посмотрим с вами видеоурок и выясним условия плавания тел.

(просмотр видеоурока)

Учитель обобщает видеоурок, учащиеся делают опорные конспекты в тетрадях

Слайды №4,5. (На доске заранее записаны условия плавания тел)

Учитель: “Сперва собирать факты и только после этого связывать их мыслью” советовал нам Аристотель. Законы физики основаны на фактах, установленных опытным путем. Причем нередко истолкование одних и тех же фактов меняется в ходе исторического развития физики. Факты накапливаются в результате наблюдений. Но при этом только ими ограничиваться нельзя. Это только первый шаг к познанию. Обратимся к собственному опыту. Мы с вами знаем, что несмотря на то, что на любое тело погруженное в жидкость действует выталкивающая сила, но тем не менее одни тела плавают внутри жидкости, другие тонут, а третьи плавают на поверхности. Сегодня мы с вами выясним почему плавают тела, попробуем все сведения об условиях плавания тел получить из опыта. Группа экспериментаторов, получившая опережающее задание, готова поделиться результатами своей работы: беседу проводят ученики, учитель корректирует возможные неточности формулировок.

(отчет учащихся с использованием доски!)

Слайд №6

Ученик 1:

О, сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух!
И опыт, сын ошибок трудных
И гений, парадоксов друг.
(А.С. Пушкин)

Удивительно точно подметил поэт характер научной деятельности. И мы, сегодня на уроке, также попытаемся совершить небольшие, но самостоятельные открытия.

Задание №1

Определить плотность деревянных брусков (2 шт. – сосна, дуб)(массу бруска определить с помощью весов, объем определить с помощью линейки по формуле V= abc; по формуле определить плотность вещества)

Проверить на опыте: будут ли бруски плавать в воде? (опустить бруски в воду –сделать вывод о плавании тел)

Ученик 2: “Всякое знание, по Канту, начинается с опыта, но не ограничивается им.”

Задание №2

Определить плотность 2-х брусков (2 шт. – сталь, алюминий) )(массу брусков определить с помощью весов; объем определить с помощью линейки по формуле V= abc; по формуле определить плотность вещества)

Проверить на опыте: будут ли бруски плавать в воде? (опустить бруски в воду –сделать вывод о плавании тел)

Ученик 3:

• “Опыт – вот учитель жизни вечной”, - говорил М.В. Ломоносов, сделавший перевод на русский язык первого учебника по физике.
• “Опыт - отец всякой достоверности.
• Мудрость - дочь опыта” - сказал Леонардо да Винчи.

Задание №3

Определить плотность фруктов и овощей (яблоко, груша, помидор, огурец...)

(массу определить с помощью весов; объем определить с помощью отливного сосуда т.к. тела неправильной формы; по формуле определить плотность вещества)

Проверить на опыте: будут ли фрукты и овощи плавать в воде? (опустить фрукты и овощи в воду –сделать вывод о плавании тел)

Ученик 4: “В любой науке, в любом искусстве лучший учитель – опыт” Мигель де Сервантес 

Задание №4

Определить плотность своего тела.( массу определить с помощью весов; объем тела определить по методу “Архимеда” - налить в ванну воды, отметить ее уровень и, погрузившись в воду, отметить новый уровень. Затем, выйдя из воды, доливая в ванну воду емкостью известного объема до второй отметки, подсчитать объем тела.; по формуле определить плотность своего тела).

Проверить на опыте: будет ли человек плавать в воде?

(Сообщение учащегося “Плавание животных и человека”)

Слайд №7

Средняя плотность живых организмов, населяющих водную среду, близка к плотности окружающей их воды. Это и делает возможным их плавание под водой. Плаванию животных в толще воды способствует также дополнительная подъемная сила, которая возникает при их перемещении в водной среде.

Различают активное и пассивное плавание. При активном плавании животные передвигаются либо с помощью имеющихся у них гребных органов, либо посредством волнообразных изгибаний тела и использования непарных плавников, либо в результате периодических выталкиваний воды. При пассивном плавании животные просто увлекаются движущейся водой.

Слайд №8

Большую роль в передвижении рыб внутри воды играет плавательный пузырь. Меняя объем этого пузыря (а также количество газа в нем), рыба способна как увеличивать, так и уменьшать действующую на нее выталкивающую силу. Благодаря этому рыба может в определенных пределах регулировать глубину своего погружения.

Киты регулируют глубину своего погружения за счет уменьшения и увеличения объема легких.

Слайд №9,10

Строение человека таково, что его плотность оказывается близкой к плотности воды. У многих людей она чуть меньше, особенно когда желудок пустой, а вода соленая. В таких случаях человек способен свободно находиться на поверхности воды, не боясь утонуть. Вот что написал об этом в одном из своих рассказов американский писатель Эдгар По (1809—1849): “В среднем человеческое тело немногим тяжелее или легче воды... Тела тучных, дородных людей с тонкими костями и тела подавляющего большинства женщин легче, чем тела худощавых крупнокостных мужчин... Упавший в реку человек почти никогда не пойдет ко дну, если он позволит весу своего тела прийти в соответствие с весом вытесненной им воды — другими словами, если он погрузится в воду почти целиком. Для людей, не умеющих плавать, наиболее правильной будет вертикальная позиция идущего человека, причем голову следует откинуть и погрузить в воду так, чтобы над ней оставались только рот и нос. Приняв подобную позу, вы обнаружите, что без всяких усилий и труда держитесь у самой поверхности. Однако совершенно очевидно, что вес человеческого тела и вес воды, которую оно вытесняет, находятся лишь в весьма хрупком равновесии, так что достаточно ничтожного пустяка, чтобы оно нарушилось в ту или иную сторону. Например, рука, поднятая над водой и тем самым лишенная ее поддержки, представляет собой добавочный вес, которого достаточно, чтобы голова ушла под воду целиком, тогда как случайно схваченный даже небольшой кусок дерева позволит вам приподнять голову и оглядеться. Человек, не умеющий плавать, обычно начинает биться в воде, вскидывает руки и старается держать голову, как всегда, прямо. В результате рот и ноздри оказываются под водой, которая при попытке вздохнуть проникает в легкие. Кроме того, большое ее количество попадает в желудок, и все тело становится тяжелее настолько, насколько вода тяжелее воздуха, наполнявшего эти полости прежде. Как правило, этой разницы достаточно для того, чтобы человек пошел ко дну”.

Слайд №11

На Земле есть и такое море, в котором вообще невозможно утонуть. Это соленое озеро, называемое Мертвым морем. Оно настолько соленое, что в нем отсутствует всякая жизнь (за исключением некоторых видов бактерий). Если вода большинства морей и океанов содержит 2—3% соли, то в Мертвом море ее содержится более 27%! Из-за большого содержания соли плотность воды здесь оказывается больше плотности человеческого тела, и потому человек в Мертвом море может спокойно лежать на его поверхности и читать книгу. Если же в эту воду войдет лошадь, то, как пишет Марк Твен, она оказывается в столь неустойчивом состоянии, что “не может ни плавать, ни стоять в Мертвом море,— она тотчас же ложится на бок”.

Помимо Мертвого моря, огромной соленостью обладают также воды залива Кара-Богаз-Гол и озера Эльтон в Волгоградской области.

5. Этап закрепления полученных знаний и способов действий

Учитель:

Слайд №12,13 “Ареометр”

Учёные придумали интересный прибор – ареометр. Посмотрите. Он представляет собой стеклянную трубку, запаянную с двух концов, на донышке трубки обычно насыпают песок. Прибор плавает на поверхности жидкости. Как вы думаете, для чего нужен этот прибор?

Слайд №14 “Плавание судов”

Из стали делают лишь тонкий корпус судна, а большая часть его объема занята воздухом. Среднее значение плотности судна оказывается значительно меньше плотности воды. Поэтому оно не только не тонет, но и может принимать для перевозки большое количество грузов.

Слайд №15 “Подводная лодка”

Подводная лодка имеет внутри специальные, так называемые, балластные цистерны. Расположены они в нижней части лодки. Когда балластные цистерны пусты, лодка держится на воде. Для погружения в цистерны забирают морскую воду, лодка устремляется вниз. Регулируя количество забираемой воды, добиваются различной глубины погружения лодки. Если требуется всплыть на поверхность, воду из цистерн выгоняют сжатым воздухом заранее запасенным в специальных баллонах.

Слайд №16 “Сплав леса”

Лесосплав — вид транспортирования леса по воде, при котором используется плавучесть древесины. Лесосплав как технологический процесс входит в состав лесозаготовительных работ и является их заключительной стадией, имеющей целью доставку заготовленных лесоматериалов в пункты потребления или перевалки их на другие виды транспорта.

Лесосплав — массовый, наиболее дешёвый, а в некоторых районах и единственный виды транспорта древесины. Различают молевой (россыпью), плотовой, кошельный лесосплав и в сплоточных единицах. Молевой, кошельный и в сплоточных единицах — это первоначальный лесосплав. Плотовой делится на первоначальный и магистральный.

6. Этап обобщения и систематизации знаний

Учитель:

“Физика и лирика”

Мертва наука
без искусства,
оно ей прибавляет
чувства.

В загоне - лирики,
в почете - физики,
мне кажется, что это - ерунда,
придумали, наверно, это циники...

Мы в жизни друг без друга -
никуда...
А.П.Чехов “Степь”

“Егорушка... разбежался и полетел с полуторасаженной вышины. Описав в воздухе дугу, он упал в воду, глубоко погрузился, но дна не достал; какая-то сила, холодная и приятная на ощупь, подхватила его и понесла обратно наверх. Он вынырнул и ... опять нырнул... Опять та же сила, не давая ему коснуться дна и побыть в прохладе, понесла его наверх”.

Вопрос: о какой силе идет речь в этом отрывке?

Ответ: выталкивающая сила

Слайд №17 К.Г.Паустовский “Кара - Бугаз”

“... Придурковатый наш кок отпросился искупаться, но залив его не принял. Он высоко выкидывал его ноги, и при всем тщании кок погрузиться в воду не смог. Это повеселило команду и улучшило несколько ее дурное расположение. Кок к вечеру покрылся язвами и утверждал, что вода залива являет собой разбавленную царскую водку, иначе - серную кислоту.”

Вопрос: почему кок не смог погрузиться в воду залива Кара-Богаз-Гол?

Ответ: из сего обстоятельства вы можете судить, какова соленость этого залива, подобного Мертвому морю в Палестине.

Слайд №18 Н.А.Некрасов “Дедушка Мазай и зайцы”

Мимо бревно суковатое плыло,
Сидя, и стоя, и лежа пластом,
Зайцев с десяток спасалось на нем.
"Взял бы я вас - да потопите лодку!"
Жаль их, однако, да жаль и находку -
Я зацепился багром за сучок
И за собою бревно поволок

Вопрос: почему Дедушка Мазай не взял зайцев в лодку?

Ответ: сила тяжести может быть больше выталкивающей силы и лодка потонет вместе с зайцами.

Слайд №19 В.Д.Иванов “Русь изначальная”

Воин-разведчик по имени Ратибор собирается перейти на другой берег реки. Для этого он взял длинную и толстую тростинку, “чтоб дышать под водой. Ноздри и уши пловец заткнул желтым воском.

... Придерживая тростинку за конец губами, он скрылся под водой и обеими руками поднял камень величиной с коровью голову. Обвязав груз тонкой веревкой, Ратибор устроил петлю для руки”.

Вопрос: для чего Ратибор взял тяжелый камень в руки? Может ли человек дышать через тростинку (трубку), находясь на значительной глубине?

Ответ: чтобы увеличить силу тяжести и не всплыть на поверхность воды вдали от берега; нет, избыточное давление, при котором человек может безопасно дышать, обычно не превышает 0,3атм. или на глубине 3-х метров.

(Нам известно, что на каждые 10 метров давление увеличивается на 1 атмосферу!!!)

Слайд №20 Ю.П.Кузнецов “Стальной Егорий”

Сквозь пустые тростинки дыша,
Притаились в реке наши деды,
Хан велел наломать камыша
На неровное ложе победы.
И осталась тростинка одна.
Сквозь одну по цепочке дышали.
Не до всех доходила она
По неполному кругу печали.

Слайд №21 К.Г.Паустовский “Мещорская сторона”

На берегах этих рек в глубоких норах живут водяные крысы. Есть крысы, совершенно седые от старости. Если тихо следить за норой, то можно увидеть, как крыса ловит рыбу. Она выползает из норы, ныряет очень глубоко и выплывает со страшным шумом. На широких водяных кругах качаются желтые кувшинки. Во рту крыса держит серебряную рыбу и плывет с ней к берегу. Когда рыба бывает больше крысы, борьба длится долго, и крыса вылезает на берег усталая, с красными от злости глазами.

Чтобы легче было плавать, водяные крысы отгрызают длинный стебель куги и плавают, держа его в зубах... Он прекрасно держит на воде даже не такую тяжесть, как крыса.

Вопрос: почему стебель куги обладает хорошей плавучестью?

Ответ: куга - болотное растение; губчатый тростник; стебель куги полон воздушных ячеек.

Слайды №22-26 “Подумайте”

7. Этап первичной проверки понимания изученного

А теперь проверим, как хорошо вы усвоили новый материал. Поможет нам в этом компьютер. (Если нет возможности использовать большое количество компьютеров на уроке, я предлагаю и печатную версию теста.

Напомнить ребятам правила работы с компьютерным тестом.

Слайд №27

Компьютерное тестирование (www.schooltests.ru)

Подведение итогов тестирования, работа над ошибками, которые показал компьютер

8. Этап информации о домашнем задании

Домашнее задание: Слайд №28

9. Этап подведения итогов занятия

Подведение итогов урока. Выставление оценок.

10. Этап рефлексии

Оцените степень своего погружения в тему “Плавание тел”. Рефлексия (карточка у каждого ученика). Как я себя чувствовал на уроке? Нарисуйте смайлик и прикрепите на той глубине, которая соответствовала бы глубине вашего погружения в сегодняшний урок

Приложение 1

Приложение 2

Литература для учителя и учащихся:

1. А.В. Перышкин Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учеб. учреждений. - 14-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2010. - 192с.
2. Справочник школьника. Физика: М.; Филологическое общество “Слово”, Компания “Ключ -С”, 1995.- 576 с.
3. С.А.Тихомирова Дидактический материал по физике 7-11 класс. Физика в художественной литературе. Москва “Просвещение” 1996
4. Зубарева В.А. Литературная “поддержка” уроков физики. Департамент образования и науки Липецкой области, г. Липецк 2005
5. (www.schooltests.ru)
6. http://class-fizika.narod.ru/
7. http://www.youtube.com/
8. http://vseznaichik.ru/
9. https://urok.1sept.ru/