Навчальна: Сформувати знання учнів про архімедону силу, уміння виводити формулу, що виражає залежність сили, що виштовхує, від щільності рідини (газу) і об'єму тіла.
Розвиваюча: Продовжити формування вмінь установлювати причинно-наслідкові зв'язки між фактами, явищами й причинами; показати роль фізичного експерименту у фізику.
Виховна: Продовжити формування пізнавального інтересу до предмета «Фізика»; познайомити учнів із практичними застосуваннями закону в техніку, для підвищення інтересу до досліджуваного матеріалу освітити роль Архімеда у фізику.
Дидактичний тип уроку: вивчення нового матеріалу
Форма уроку: урок- пошук
Обладнання: динамометр, набори встаткування для груп, акваріум з водою, металевий циліндр, картки із завданнями.
План уроку:
1-й етап - Повідомлення цікавих відомостей по темі уроку
2-й етап - Проблематизація
3-й етап - Знайомство учнів з відомими рішеннями
4-й етап - Мікрогруповий
5-й етап - Аналіз і рефлексія
Хід уроку
1-й етап. Організаційний момент
Епіграф на дошці.
Учитель. Здрастуйте, діти! Починаємо урок, сьогодні ми з вами відправимося в Древню Грецію в 3 століття до нашої ери.
Мотивація.
Учитель. Саме в цей час у Сіракузах, на острові Сицилія проживав найбільший математик і фізик стародавності - Архімед. Він прославився численними науковими працями, головним чином в області геометрії й механіки. У цей час Сіракузами правил цар Гієрон. Він доручив Архімедові перевірити чесність майстра, що виготовив золоту корону. Хоча корона важила стільки, скільки було відпущено на неї золота, цар запідозрив, що вона виготовлена зі сплаву золота з іншими, більше дешевими металами. Архімедові було доручено довідатися, не ламаючи корони, є чи в ній домішка. І сьогодні ми з вами повинні вирішити це завдання, послідовно відтворити міркування Архімеда. Починаємо міркувати!
2-й етап. Пояснення нового матеріалу.
(Створення проблемної ситуації. Демонстрація досвіду. Учитель занурює м'яч у воду й швидко забирає руку. М'яч «вистрибує» з води)
Учитель. Чому м'яч сплив?
Учень. На м'яч подіяла сила з боку води.
Учитель. Вірно. Будемо називати її силою, що виштовхує. Опустимо в той же акваріум металевий циліндр. (Досвід демонструється) Тіло потонуло. Чи діє сила, що виштовхує, у цьому випадку?
Учень. Тіло потонуло, значить сила, що виштовхує, на нього не діє.
Учитель. Добре. Давайте проведемо ще один досвід. Проводиться досвід по мал. 137, с. 149. Хлопці аналізують даний досвід.
Учитель. Зробіть висновок.
Учень. На будь-яке тіло, занурене в рідину, діє сила, що виштовхує тіло з рідини.
Учитель. Вірно. Ця сила називається архімедяної. Це тема нашого уроку. Запишіть тему в зошиті. Уперше, що виштовхує силу, розрахував Архімед, тому її так і називають.
Саме за допомогою даної сили Архімед вирішив завдання пануючи, а ми з вами спробуємо відтворити дане рішення. Ідея рішення прийшла до вченого один раз, коли він, перебуваючи в лазні, поринув у наповнену водою ванну, його раптово осінила думку, що дала рішення завдання. Радісним і збуджений своїм відкриттям, Архімед викликнув: «Еврика! Еврика!», що значить: «Знайшов! Знайшов!»
А як ви вважаєте, як спрямована архімедова сила?
Учень. Сила, що діє на тіло, що перебуває в рідині, спрямована нагору.
Учитель. Чому дорівнює архімедова сила? Я пропоную вам експеримент.
(Проводиться експеримент по мал.139 , с. 150 підручника)
Учні аналізують побачене.
3-й етап. По черзі, на дошку вивішуються формули, роздруковані в збільшеному виді на аркушах формату А4, а хлопці роблять записи в зошиті.
Fa=Pв – Pж
Fа= Pж
P ж = mж g
mж = pж Vж
Vж = Vт
Fа= pж gVт
Учитель. Давайте зробимо висновок.
Учень. Сила, що виштовхує цілком занурене в рідину тіло, дорівнює ваги рідини в об'ємі цього тіла.
Учитель. Якщо подібний досвід провести з газом, то він показав би, що сила, що виштовхує тіло з газу, також дорівнює ваги газу, узятого в об'ємі тіла.
Учитель. Закон Архімеда формулюється в такий спосіб: тіло, що перебуває в рідині (або газі), втрачає у своїй вазі стільки, скільки важить рідина (або газ) в об'ємі, витиснутому тілом.
Учитель. Від чого залежить сила Архімеда? А зараз ви - дослідники, ви з'ясовуєте, від чого залежить архімедова сила. У кожної групи своє завдання. Приступаємо до роботи. Групам видається встаткування.
4-й етап. Дослідницька робота в групах
Завдання першій групі
Устаткування: посудина з водою, динамометр, алюмінієвий і мідний циліндри однакового об'єму, нитка.
1. Визначите архімедову силу, що діють на перше й друге тіла.
2. Зрівняєте щільність тіл і архимедову силу, що діють на тіла.
3. Зробіть висновок про залежність (незалежності) архімедяної сили від щільності тіла.
Висновок: Архімедова сила не залежить від густини речовини з якого виготовлене тіло.
Завдання другій групі
Устаткування: посудина з водою, тіла різного об'єму, динамометр, нитка.
1. Визначите архімедову силу, що діє на кожне з тел.
2. Зрівняєте ці сили.
3. Зробіть висновок про залежність (незалежності) архімедяної сили від об'єму тіла.
Висновок: Архімедова сила залежить від об'єму тіла, чим більше об'єм тіла зануреного в рідину, тим більше архімедова сила.
Завдання третій групі
Устаткування: динамометр, нитка, посудини з водою, солоною водою й маслом, алюмінієвий циліндр.
1. Визначите архімедові сили, що діють на тіло у воді, солоній воді й маслі.
2. Чим відрізняються ці рідини?
3. Що можна сказати про архімедяні сили, що діють на тіло в різних рідинах?
4. Установите залежність архімедяної сили від щільності рідини.
Висновок: Архімедова сила залежить від щільності рідини, чим більше щільність рідини, тим більше архімедова сила.
Завдання четвертій групі.
Обладнання: тіла різної форми, посудина з водою, нитка, динамометр.
1. По черзі опускаючи кожне тіло у воду, за допомогою динамометра визначите архімедову силу, що діє на неї.
2. Зрівняєте ці сили й зробіть висновок про залежність (незалежності) архімедяної сили від форми тіла.
Висновок: Архімедова сила не залежить від форми тіла, зануреного в рідину або газ.
Після одержання результатів кожна група звітує про пророблену роботу й повідомляє свої висновки. Висновки фіксуються у вигляді структурно логічної схеми.
Закріплення отриманих знань.
Учитель. А тепер давайте вирішимо завдання, що поставив перед Архімедом цар Гієрон (вправа 29, №8). (До дошки запрошуються керівники груп - пояснення рішення супроводжується записами на дошці)
Учень 1. Спочатку Архімед обчислив силу, що виштовхує.
Fа = Рв - Рж
Учень 2. Потім Архімед визначив об'єм корони.
Учень 3. Знаючи об'єм корони, він зміг визначити щільність корони, а по щільності відповістити на запитання пануючи: немає чи домішок дешевих металів у золотій короні?
Учитель. Вірно. Ми з вами вирішили завдання Архімеда. Легенда говорить, що густина речовини корони виявилася менше щільності чистого золота. Тим самим майстер був викритий в обмані, а наука збагатилася чудовим відкриттям. Історики розповідають, що завдання про золоту корону спонукала Архімеда зайнятися питанням про плавання тел. Результатом цього була поява чудового твору «Про плаваючі тіла», що дійшло до нас.
5-й етап. Аналіз і рефлексія.
Учитель. Сьогодні ми познайомилися з новою темою «Архімедова сила», а головне ми вирішили завдання Архімеда, зробивши подорож в 3 століття до нашої ери, з'ясувавши при цьому, від чого залежить сила, що виштовхує.
Виставляння оцінок.