Меню
Разработки
Разработки  /  Физика  /  Уроки  /  10 класс  /  Урок-повторение в 10 классе «понимаем ли мы закон архимеда?»

Урок-повторение в 10 классе «понимаем ли мы закон архимеда?»

Тип урока: урок систематизации и повторения знаний. Вид урока: урок-размышление; урок-исследование. Форма обучения: коллективная Педагогическая цель урока: повторить и систематизировать знания закона Архимеда из курса 7 класса, исследовать закон в незнакомой ситуации, сформулировать выводы, проведя эксперимент; направить знания на подготовку к итоговой аттестации. Данный урок проводится с целью повторения темы «Закон Архимеда». Этот урок – исследование изученного в 7 классе достаточно сложного и почти незамеченного закона Архимеда. Но ведь все в детстве зачитываются книгой французского фантаста Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой». Справедливы ли с научной точки зрения некоторые эпизоды? (Учащийся коротко объясняет физический смысл некоторых эпизодов с точки зрения закона Архимеда). Приводятся ещё примеры из литературных произведений, фильмов и др., требующих научного объяснения. Учитель представляет учащимся возможность вспомнить материал курса 7 класса: «Помните ли Вы закон Архимеда?» Формулируется закон, но допускается неточность. По аналогии с механикой вместо понятия «вес» используют «сила тяжести». Учитель предлагает учащимся самим поразмышлять и объяснить, почему эти понятия не заменимы. (путём рассуждений учащиеся делают вывод, что выталкивающая сила зависит от ускорения, а сила тяжести не может зависеть от ускорения (пример с лифтом)). После решения задачи1 на повторение курса 7 класса решаются нестандартные задачи на основе домашнего эксперимента. Задача 2. В сосуде с водой плавает кусок льда. Что будет с уровнем воды в сосуде после того, как лёд растает? Задача 3. Рассмотреть ту же ситуацию, только внутри куска льда находится кусочек свинца. Задача 4. Та же ситуация, только внутри льда вместо кусочка свинца помещён кусочек пробки. По результатам домашнего эксперимента, размышлений, повторения теории учащиеся делают вывод, что на основании внимательного изучения закона Архимеда можно придумать интересные вопросы и задачи. Пытаются выяснить, действует ли закон Архимеда в состоянии невесомости? Рефлексия. (отзыв учащихся) Урок-размышление, урок- исследование… Есть возможность изложить свою позицию, даже если она ошибочна с научной точки зрения. В спокойной обстановке и учитель, и одноклассники пытаются найти и объяснить физический смысл явления. Ни одной неудовлетворительной оценки по принципу: отрицательный ответ тоже путь к истине. Нравятся задания с использованием домашнего эксперимента.
25.08.2019

Содержимое разработки

УРОК-ПОВТОРЕНИЕ В 10 КЛАССЕ

«ПОНИМАЕМ ЛИ МЫ ЗАКОН АРХИМЕДА?»

Тип урока: урок систематизации и повторения знаний.

Вид урока: урок-размышление; урок-исследование.

Форма обучения: коллективная

Педагогическая цель урока: повторить и систематизировать знания закона Архимеда из курса 7 класса, исследовать закон в незнакомой ситуации, сформулировать выводы, проведя эксперимент; направить знания на подготовку к итоговой аттестации.

Планируемые образовательные результаты:

Предметные УУД:

Научатся: применять полученные знания по физике к различным ситуациям; использовать закон для исследования и объяснения различных явлений, например, применимость закона в состоянии невесомости тел; применять алгоритм решения расчётных задач на данную тему.

Получат возможность научиться: размышлять, развивать мысль, объяснять то или иное явление в доброжелательной форме, научно обоснованно.

Метапредметные УУД:

Регулятивные: высказывать мнения на основе наблюдений и сравнивать с данными в справочной литературе; вырабатывать критерии оценки и определять степень успешности своей работы.

Познавательные: владеть приёмами отбора и систематизации материала; анализировать, сравнивать, делать выводы, строить логические рассуждения; пользоваться дополнительной литературой.

Коммуникативные: свободно излагать свои мысли, адекватно воспринимать чужие, слушать и слышать других; быть готовым корректировать свою точку зрения.

Личностные УУД:

обладать умением понимать выразительность природных явлений; осознавать свою причастность к научным достижениям и ценностям; повысить уровень своих знаний по физике; проявить творческое отношение к процессу исследования предложенной ситуации.



Организационная структура урока.

1. Оргмомент. Мотивация занятия.

Данный урок проводится с целью повторения темы «Закон Архимеда». Этот урок – исследование изученного в 7 классе достаточно сложного и почти незамеченного закона Архимеда. Но ведь все в детстве зачитываются книгой французского фантаста Жюля Верна «Двадцать тысяч лье под водой». Справедливы ли с научной точки зрения некоторые эпизоды? (Учащийся коротко объясняет физический смысл некоторых эпизодов с точки зрения закона Архимеда). Приводятся ещё примеры из литературных произведений, фильмов и др., требующих научного объяснения.

2. Актуализация знаний. Повторение.

Учитель представляет учащимся возможность вспомнить материал курса 7 класса: «Помните ли Вы закон Архимеда?» Формулируется закон, но допускается неточность. По аналогии с механикой вместо понятия «вес» используют «сила тяжести». Учитель предлагает учащимся самим поразмышлять и объяснить, почему эти понятия не заменимы. (путём рассуждений учащиеся делают вывод, что выталкивающая сила зависит от ускорения, а сила тяжести не может зависеть от ускорения (пример с лифтом)).

Решение задачи на повторение курса 7 класса.

Задача 1. Рассчитать Архимедову силу. (Вспоминая 7 класс, опыты по определению выталкивающей силы, учащиеся приводят на доске решение данной задачи):

- расчёт выталкивающей силы: Fв = F2 – F1

- выражение силы давления: F2 = р2S; F1 = р1S

- значение давления: р1 = ρgh1; р2 = ρgh2

- значение выталкивающей силы: Fв = ρgh2S - ρgh1S = ρgS (h2 - h1) = ρghS = ρgV

- окончательно: FA = ρжgVт = mжg, где mж = ρжVт

FA = ρжVт



Далее учитель предлагает вспомнить условия плавания тел. (Учащиеся формулируют: вес тела должен быть уравновешен выталкивающей силой, действующей на тело согласно закону Архимеда. Записывают условия: FA FT – тонет; FA FT – всплывает; FA = FT – плавает.

3. Решение нестандартных задач на основе домашнего эксперимента.

Теперь проанализируем домашние экспериментальные задачи. (Результат эксперимента учащиеся демонстрируют на фотографиях).

Задача 2. В сосуде с водой плавает кусок льда. Что будет с уровнем воды в сосуде после того, как лёд растает?

Ответ учащегося по результату эксперимента: уровень воды не изменился, так как вес льда уравновешен выталкивающей силой и, следовательно, равен весу воды, вытесненной льдом. Когда лёд растаял, он превратился в воду, объём которой был вытеснен ранее.

Задача 3. Рассмотреть ту же ситуацию, только внутри куска льда находится кусочек свинца.

Ответ учащегося по результату эксперимента: уровень воды в сосуде понизился. Но доказать это сложновато.

Задача 4. Та же ситуация, только внутри льда вместо кусочка свинца помещён кусочек пробки.

Замечание учащегося: если бы не опыт и его результаты, то мы сразу могли бы ответить по аналогии с предыдущей задачей. В случае со свинцом уровень воды опускался. Свинец тяжелее воды, а пробка легче воды. Поэтому можно было предположить противоположный эффект: уровень воды должен бы повыситься.

Ответ учащегося по результату эксперимента: в результате таяния льда пробка всплыла на поверхность, а уровень воды остался прежним. Очевидно, но с доказательством опять проблема.

Учитель предлагает учащимся вместе доказать состоятельность результатов эксперимента.

На доске учащийся записывает исходные данные.

Пусть V – объём куска льда вместе со свинцом;

ʋ - объём кусочка свинца;

V1 – объём воды, вытесненной подводной частью куска льда;

ρж – плотность воды; ρл – плотность льда; ρс – плотность свинца.

Вес льда со свинцом ρлg (V- ʋ) + ρсg ʋ, который уравновешен выталкивающей силой

ρлg (V- ʋ) + ρсg ʋ = ρжgV1 (*)

Определим объём воды V2, в которую превратится лёд после таяния:

ρлg (V- ʋ) = ρжg V2 , подставим в (*), получим

ρжg V2 + ρсg ʋ = ρжgV1.

Из этого равенства V2 = V1 - ʋ (ρс / ρж ) (**)

Дальше рассуждаем следующим образом: до таяния льда объём вытесненной воды V1 . Затем объём свинца и воды от таяния льда (V2 + ʋ). Сопоставим эти объёмы.

Из равенства (**) получим: V2 + ʋ = V1 + ʋ - ʋ (ρс / ρж) = V1 - ʋ (1 - ρс / ρж).

Проанализируем результат. Так как ρс ρж , то (V2 + ʋ) V1 , значит, в результате таяния льда (со свинцом внутри) уровень воды в сосуде понижается.

Для доказательства второго эксперимента (внутри находится пробка) используем тот же ход мыслей.

Пусть ʋ - объём кусочка пробки;

ʋ1 – объём пробки, погружённой в воду;

ρп – плотность пробки.

Найдём разность объёмов воды, вытесненной куском льда с пробкой, и воды, получающейся в результате таяния льда: V1 - V2 = ʋ (ρп / ρж ) (***)

По условию плавания пробки: ρп ʋ = ρж ʋ1, подставим в равенство (***), получим

V1 = V2 + ʋ1 .

Значит, объём воды, вытесненной куском льда, равен сумме объёмов воды от таяния льда и воды, вытесненной погружённой частью пробки. Следовательно, в данном случае уровень воды в сосуде остаётся неизменным. Что и требовалось доказать.

Учащиеся делают вывод, что на основании внимательного изучения закона Архимеда можно придумать интересные вопросы и задачи,

4. Закрепление.

Учитель предлагает для размышления проблему: действует ли закон Архимеда в состоянии невесомости?

Учащиеся размышляют, пытаются обосновать свои рассуждения, опираясь на решение предыдущих задач. Мнения разделились.

Часть из них считают, что закон Архимеда в космическом корабле в состоянии невесомости не действует. Объяснения одних учащихся опираются на сущность закона Архимеда: из-за различия плотностей тела и жидкости (взятых в одинаковых объёмах) требуется различная работа по поднятию их на одну и ту же высоту. В состоянии невесомости это различие равно нулю.

Объяснения других основано на теории использования силы давления жидкости на тело, погружённое в неё. Понимая, что выталкивающая сила обусловлена различием сил давлений на нижнее и верхнее основания тела. В состоянии невесомости это различие исчезает. Отсутствует и выталкивающая сила. Закон Архимеда не выполняется.

Есть мнение, что закон Архимеда действует и в состоянии невесомости. Рассуждения основывают на теории движущегося лифта. Они доказывают, что при приближении ускорения ɑ к ускорению g закон Архимеда остаётся в силе. При ɑ = g наступает состояние невесомости. Выталкивающая сила и вес жидкости, вытесненной телом, обращаются в нуль. Дальнейшие объяснения недостаточно убедительны.

Учитель подводит итог всем размышлениям: в состоянии невесомости закон Архимеда не действует. Если разность (g - ɑ) сколь угодно мала, но не равна нулю, существует направление «снизу вверх». Именно в этом направлении действует выталкивающая сила. Но при (ɑ - g) это направление исчезает. Все направления становятся эквивалентными: исчезает различие между «верхом» и «низом». Это значит, что закон Архимеда в состоянии невесомости не выполняется.

5. Подведение итогов урока.

1. Закон Архимеда выполним не только для жидкостей, но и для газов (формулируется учащимися)

2. Размышления над результатами домашнего эксперимента, доказательство их состоятельности расширило знания и уровень понимания закона Архимеда.

3. Повысился уровень сложности решаемых задач по данной теме при подготовке к итоговой аттестации.

6. Рефлексия. (отзыв учащихся)

Урок-размышление, урок- исследование… Есть возможность изложить свою позицию, даже если она ошибочна с научной точки зрения. В спокойной обстановке и учитель, и одноклассники пытаются найти и объяснить физический смысл явления. Ни одной неудовлетворительной оценки по принципу: отрицательный ответ тоже путь к истине. Нравятся задания с использованием домашнего эксперимента.

7. Домашнее задание.

Повторить §§ 35-54, учебник А. В. Пёрышкин, 7 класс.

Решить задачу.

В сосуд, имеющий цилиндрическую форму с площадью поперечного сечения S, налита вода, в которой плавает кусок льда со свинцовым шариком внутри. Объём куска льда вместе с шариком равен V; над водой выступает 1/20 часть этого объёма. На какую высоту h опустится уровень воды в сосуде после того, как лёд растает? Плотности воды ρ в =103 кг/м3 ; льда ρ л = 900 кг/м3 ; свинца ρ с = 11,3 3 кг/м3.





-80%
Курсы повышения квалификации

Система работы с высокомотивированными и одаренными учащимися по учебному предмету

Продолжительность 72 часа
Документ: Удостоверение о повышении квалификации
4000 руб.
800 руб.
Подробнее
Скачать разработку
Сохранить у себя:
Урок-повторение в 10 классе «понимаем ли мы закон архимеда?» (39.75 KB)

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт