Урок "Исследование зависимости веса тела от объема погруженной части тела"

Урок 71. Лабораторная работа по теме «Исследование зависимости веса тела в воде от объёма погружённой в жидкость части тела».

Цель урока: выяснить экспериментальным путем зависимость веса тела от глубины погружения в жидкость; сформулировать вывод о зависимости веса тела от глубины погружения; сформулировать значимость результатов в жизни человека.

Задачи:

Образовательные: систематизация  знания учащихся о действии жидкостей и газов на погруженные в них тела; выяснить зависимость веса тела от глубины погружения; формировать  умения объяснять поведение тел в жидкости, определить практическое применение знаний.

Развивающие:  Формирование навыков организации самостоятельной деятельности учащихся при выполнении экспериментальных заданий;  овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, постановки целей, делать выводы, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, умений предвидеть возможные результаты своих действий; сформировать познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности учащихся;  

Воспитательные: воспитывать интерес к предмету, потребность в познании нового, внимание, самостоятельность, коммуникативные качества,  , аккуратность.

Планируемые результаты (личностные, метапредметные, предметные)

Предметные:  экспериментально выявлять зависимость веса тела от глубины погружения в жидкость, объяснять поведение тел в жидкости и делать вывод о том как меняется вес тела при погружении его в жидкость.

Метапредметные: овладеть умениями вести наблюдения; прогнозировать ситуацию; навыками самостоятельной постановки цели, планирования хода эксперимента и оценки результатов измерений;  обобщать полученную информацию и делать выводы; самоконтроля научиться работать в группе. 

Личностные: сформировать познавательный интерес, развивать творческие способности и практические умения, самостоятельность в приобретении знаний обосновывать и оценивать результаты своих действий, развивать творческую инициативу.

Ход урока 

1. Орг момент.

Приветствие. Ребята сегодня нам предстоит большая и серьезная работа.

1. Актуализация знаний.

Задача.

Почему тяжелый камень поднять в воде легче, чем на берегу реки? Ответы учеников

А кто-нибудь, из вас, задумывался над вопросом как изменяется вес камня при погружении в воду?

3. Изучение нового материала и способов деятельности

Прежде, чем перейдем к нашему исследованию давайте вспомним:

1. Какие силы действуют на тело в воздухе и куда они направлены?

2. Если тело подвесить на динамометр, какую силу он покажет?

3. Какие силы будут действовать на тело в последнем случае? Куда направлены эти силы и как они обозначаются?

4. Какие силы будут действовать на тело, если мы его опустим в воду случае? Куда направлены эти силы и как они обозначаются?

5. Что покажет тогда наш динамометр?

6. Чему будет равна сила, которую показывает динамометр?

Опускаем в воду ? Что вы наблюдаете?

Давайте измерим вес тела в воде.

Приступим.

1. Выполнение исследовательской работы в парах.

Запишем название ЛР, цель, приборы и материалы, которые вы видите у себя на партах.

Какую цель сегодня мы должны поставить?

Учащиеся формулируют цель.

Цель:

Исследовать зависимость веса тела в воде от объёма погружённой в жидкость части тела.

Учащиеся формулируют гипотезу.

Гипотеза:

Если объём погружённой в жидкость части тела увеличивается, то уменьшается его вес.

О
борудование и материалы: динамометр, стакан с водой, цилиндр с нанесенной шкалой. (используем лаборатория ГИА)

Выполняют работу по плану работы.

Ход работы:

1. Выполнить рисунок к лабораторной работе

2. На рисунке укажите силы, которые действуют на тело в воздухе и в воде.

1. Выполните все необходимые измерения, при погружении цилиндра в воду на глубину 2см, 4см и 8 см. Укажите результаты измерения с учетом абсолютной погрешности.

2. Результаты измерений представьте в виде таблицы.

1. Сделайте вывод

Как меняется вес тела при изменении глубины его погружении в воду? Постройте график зависимости P_в(h)

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Закрепление изученного материала.

Ответьте на вопрос:

Где в практике нужны знания, данного исследования человеку

А теперь сделаем вывод наоборот с уменьшением глубины погружения вес…?

1. Применение изученного материала.

Сейчас, после прочтения текста вы должны ответить на вопрос почему не сразу удалось поднять «Садко» и объяснить почему рвались тросы.

Чтение текста Я. И. Перельман

Как был поднят «Садко»?

В широком просторе океана гибнут ежегодно тысячи крупных и мелких судов, особенно в военное время. Наиболее ценные и доступные из затонувших кораблей стали извлекать со дна моря. Советские инженеры и водолазы, входящие в состав ЭПРОН (Экспедиции подводных работ особого назначения), прославились на весь мир успешным подъемом более чем 150 крупных судов. Среди них одно из самых больших - ледокол "Садко", затонувший на Белом море в 1916 г. из-за халатности капитана. Пролежав на морском дне 17 лет, этот превосходный ледокол был поднят работниками ЭПРОН и вступил опять в строй.

Техника подъема была всецело основана на применении закона Архимеда. Под корпусом затонувшего судна в грунте морского дна водолазы прорыли 12 туннелей и протянули сквозь каждый из них прочные стальные стропы. Концы строп были прикреплены к понтонам, намеренно потопленным подле ледокола. Вся эта работа была выполнена на глубине 25 м под уровнем моря.

Рис.51. Схема подъема 'Садко'

Понтонами (рис.51) служили полые непроницаемые железные цилиндры 11 м длиной и 5,5 м в диаметре. Порожний понтон весил 50 тс. По правилам геометрии легко вычислить его объем: около 250 м³. Ясно, что такой цилиндр порожняком должен плавать на воде: он вытесняет 250 тс воды, сам же весит только 50 тс; грузоподъемность его равна разности между 250 и 50, т. е. 200 тс. Чтобы заставить понтон опуститься на дно, его заполняют водой.

Когда (см. рис. 51) концы стальных строп были прочно прикреплены к потопленным понтонам, в цилиндры стали с помощью шлангов нагнетать сжатый воздух. На глубине 25 м вода давит с силой (25/10+1) кгс/см²≈3,5 атм. Воздух же подавался в цилиндры под давлением около 4 атм. и, следовательно, должен был вытеснять воду из понтонов. Облегченные цилиндры с огромной силой выталкивались окружающей водой на поверхность моря. Они всплывали в воде, как аэростат в воздухе. Совместная, подъемная их сила при полном вытеснении из них воды равнялась бы 200 тс⋅12=2400 тс. Это превышало вес затонувшего "Садко", так что ради более плавного подъема понтоны были освобождены от воды только частично.

Тем не менее подъем осуществлен был лишь после нескольких неудачных попыток. Вот что писал руководивший работами главный корабельный инженер ЭПРОН Т. И. Бобрицкий^*:

^* (В книге.' Завоевание глубин.- Л.: Молодая гвардия, 1936.)

"Четыре аварии терпела на нем спасательная партия, пока добилась успеха. Три раза, напряженно ожидая судна, мы видели вместо поднимающегося ледокола стихийно вырывающиеся наверх, в хаосе волн и пены, понтоны и разорванные, змеями извивающиеся шланги. Два раза показывался и снова исчезал в пучине моря ледокол, прежде чем всплыл и окончательно удержался на поверхности" ⁸.

Отвечаем на вопросы, поставленные перед чтением текста.

Домашнее задание: (в эл журнале прикреплен файл с задачами)

Решить задачи из сборника

М.Ю. Замятнин Сборник задач по физике. Основы механики. 7 класс. Стр 211 № 5.178, 5.179

Рефлексия.

А сейчас мне хочется, чтобы уходя с урока, каждый прикрепил подводную лодку, на ту глубину, которая соответствовала бы глубине вашего погружения в сегодняшний урок.