Технологическая карта урока по теме «Действие жидкости на погруженное в нее тело». 7 класс

Тема: «Действие жидкости на погруженное в нее тело», 7 класс
Урок постановки и решения учебной задачи (2 часа, спаренные уроки)
Время проведения – март.
Учебник «Физика-7» А.В.Пёрышкина.

Комментарий:
На уроке дети самостоятельно создают модели-схемы, знаковые модели (формулы), модели-рисунки. Эти модели играют роль опоры для самостоятельной формулировки грамотных и чётких определений. Технологическая цепочка «модель-схема – модель-формула – словесное определение на основе модели-опоры» позволяет детям усвоить сущность понятия на уровне понимания. Дети сами пошагово открывают элементы знания о выталкивающей силе, к концу урока у них формируется всесторонне изученное понятие «выталкивающая сила», которое выражается итоговой обобщающей моделью-схемой. (Работа по формированию понятий организуется по «технологии формирования учебной деятельности» А.И.Подольского (система Д.Б.Эльконина-В.В.Давыдова)).
Учитель – лишь организатор самостоятельной познавательной учебной деятельности учащихся.

Цели:
Дидактическая: сформировать понятие «Выталкивающая сила»
Психологическая: сформировать способ определения выталкивающей силы
Воспитательная: продолжить развитие творческих способностей детей

План работы:
I. Ориентировочно-мотивационный этап
Выравнивание знаний
Постановка УЗ
II. ОИЭ
Обнаружение способа измерения динамометром, направления и термина силы.
Моделирование схемы понятия по способу измерения, определение понятия «выталкивающая сила».
Выдвижение гипотез о связи выталкивающей силы с другими величинами и их опытная проверка.
Моделирование явления. Работа с моделью. Поиск причин возникновения выталкивающей силы.
Определение модуля выталкивающей силы.
Анализ знаковой модели. Обнаружение связи выталкивающей силы с весом вытесненной жидкости.
Опытная проверка установления связи.
III. РОЭ
Подведение итогов.
Итоговая самооценка.
Домашнее задание.

Содержание урока:
Этап урока
Действия учителей
Действия учащихся
Примечание

I. Ориентировочно-мотивационный этап

Актуализация знаний








2. Ситуация
успеха















3. Проблемная ситуация.
Ситуация всеобщего неуспеха















4. Постановка УЗ


























В чем заключается закон Паскаля?
В каком направлении давят жидкости?
От каких величин зависит давление жидкости?
Как рассчитать давление жидкости?
Как рассчитать силу давления жидкости?
Почему вода из ванны вытекает быстрее, если в неё погружается человек?
Почему вода из самовара вытекает сначала быстро, а потом всё медленнее?


Одинаково ли давление воды на боковые стенки сосуда на уровне АВ?





Учитель показывает опыты:
Демонстрация:
Водоросли в банке с водой. Водоросли вне банки.
Резиновый шарик, наполненный водой, сплющивается на столе. Этот шарик принимает шарообразную форму в воде.
Теннисный шарик «выскакивает» из воды.
Как объяснить результаты опытов?




- Сформулируйте цель наших дальнейших действий:

- Запишите тему в тетради:
«Действие жидкости на погруженное в неё тело»
- Какая физическая величина характеризует действие одного тела на другое?
- Сформулируйте цель урока с использованием понятия «сила».


- Какие характеристики имеет любая сила?

- Сформулируйте учебную задачу, стоящую перед нами на этом уроке.











Отвечают без затруднений
















Затруднения:
Гипотезы:
- Наверное, жидкость оказывает какое-то действие на тела, погруженные в неё;
-тела становятся в жидкости легче;
-жидкость как бы приподнимает, поддерживает тело;
-в жидкости уменьшается вес тела;
-жидкость выталкивает тело и др.

«Изучить действие жидкости на погруженное в неё тело»



Сила

«Изучить силу, с которой жидкость действует на погруженное в неё тело».
Точка приложения.
Направление.
Модуль.
«Изучить силу, с которой жидкость действует на погруженное в неё тело, определить её точку приложения, направление, модуль».













































Запись на доске справа
























II. Операционально-исполнительский этап

1. Обнаружение способа измерения динамометром, направления и термина силы.



















2. Моделирование схемы понятия по способу измерения и определение.























3. Выдвижение гипотез о связи выталкивающей силы с другими величинами и их проверка.














































4. Моделирование явления. Работа с моделью. Поиск причин возникновения выталкивающей силы.













































5. Определение модуля выталкивающей силы.

















































6. Анализ знаковой модели понятия. Обнаружение связи выталкивающей силы с весом вытесненной жидкости.










7. Опытная проверка установленной связи.



- Каким прибором измеряется сила?


- Предложите способ измерения силы, с которой жидкость действует на погруженное в неё тело.






- Примените этот способ.



- Определите направление этой силы.
- Какое можно дать название этой силе? (Для подсказки напомнить опыт с теннисным шариком).
- Смоделируйте в виде схемы понятие выталкивающей силы по способу измерения.









- Смоделируйте понятие выталкивающей силы в знаковой форме – в виде формулы.
- Дайте определение выталкивающей силы.









- Как вы думаете, от каких величин, характеризующих жидкость и тело, зависит величина выталкивающей силы?



- Давайте на опыте исследуем наши гипотезы (предлагается работа в группах).
Группы получают задания:
Группа 1: Исследовать зависимость FВЫТ от глубины погружения тела (оборудование: стакан с водой, динамометр, тело в виде параллелепипеда на нити).
Группа 2: Исследовать зависимость FВЫТ от формы тела (оборудование: стакан с водой, динамометр, тело из пластилина).
Группа 3:Исследовать зависимость FВЫТ от объёма тела (оборудование: стакан с водой, динамометр, 2 тела из пластилина, объёмы которых отличаются в 2 раза).
Группа 4: Исследовать зависимость FВЫТ от плотности тела (оборудование: стакан с водой, динамометр, цилиндры из разных металлов одинакового объёма).
Группа 5: Исследовать зависимость FВЫТ от плотности жидкости ( оборудование: стакан с водой, стакан с раствором соли, тело, динамометр).
-Подведём итоги исследований:









Давайте смоделируем действие жидкости на тело и обнаружим причины возникновения выталкивающей силы.





(Рисунки и рассуждения по рисунку у доски делаются самими учащимися. Обсуждается лучший вариант)






























- Предложите модель-рисунок выталкивающей силы, на котором укажите её точку приложения и направление.




- Чему равен модуль выталкивающей силы?


(В случае затруднения фронтальная работа с моделью-рисунком)









- Проанализируйте формулу – от каких величин зависит выталкивающая сила?
- Сравните с результатами практических исследований.
Эту формулу впервые получил древнегреческий учёный Архимед, и она носит название «закон Архимеда», а выталкивающая сила называется силой Архимеда или архимедовой силой. Обозначается FА.
Смоделируйте в виде схемы понятие архимедовой силы и дайте определение.





















- Что представляет собой правая часть формулы?
( В затруднении: чему равен объём тела, погруженного в жидкость?)





- Сделайте вывод:






-Давайте проверим на опыте, что FА= PЖ.
-Поговорите действия, необходимые для этого.









-Сделайте вывод.







Динамометром.



Из обсуждений:
Измерить вес груза в воздухе.
Измерить вес груза в жидкости.
Сила равна разности веса тела в воздухе и веса в жидкости.

Работа в парах. Оборудование: динамометр, стакан с водой, груз.
Вверх.

выталкивающая.



Работа в парах












FВЫТ=P1 – P2


«Выталкивающая сила – это физическая величина, характеризующая действие жидкости на погруженное в неё тело, равная разности веса тела в воздухе и веса тела в жидкости»
Выдвигают гипотезы: от объёма тела, плотности жидкости, плотности тела, глубины погружения, формы тела и др.
Проделав практическую работу, группы отчитываются по плану: цель, ход работы, результаты, выводы.


























Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости и объёма тела и не зависит от плотности тела, его формы, глубины погружения и расположения.


Работа в парах или группах. Из обсуждений приходят к модели:






«На верхнюю грань действует столб жидкости высотой h1, он создаёт давление p1=
·gh1 и силу давления F1=
·gh1S, на нижнюю грань – столб жидкости высотой h2, давление p2=
·gh2, сила давления F2=
·gh2S. Силы давления жидкости на боковые грани одинаковые и уравновешивают друг друга. Т.к. h2 > h1, тоp2 > p1, то F2 > F1, их равнодействующая
R= F2 – F1 направлена вверх. Это и есть выталкивающая сила.
Причина возникновения выталкивающей силы – разность давлений жидкости на верхнюю и нижнюю грани тела.









FВЫТ= F2 – F1=

·gh2S –
·gh1S =

·gS(h2 – h1).

Анализируют формулу и сопоставляют с моделью-рисунком. В рисунке находят S, h2 – h1, приходят к мысли, что
S(h2 – h1) – это объём тела. Поэтому
FВЫТ=
·gVТ

от плотности жидкости и объёма тела.
совпадают



















«Выталкивающая сила или сила Архимеда это физическая величина, характеризующая действие жидкости на погруженное тело, равная произведению плотности жидкости, g = 9,8 Н/кг, объёма погруженного тела»

Объём тела равен объёму вытесненной жидкости VТ = VЖ, поэтому

·VТg =
·VЖg, но
·ЖV=mЖ, то FА=mЖg=PЖ.

Сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости
FА = Pж


Работа в парах.
«Чтобы измерить FА, надо измерить P1, P2, найти P1 – P2.
Чтобы измерить PЖ, надо измерить VЖ=VТ с помощью мензурки, рассчитать
·ЖVЖg. Сравнить FА с PЖ».
Выполняют измерения и расчёты.
Действительно, сила Архимеда равна весу вытесненной жидкости.
























Работа по составлению схем ведется с первых уроков физики










Рефлексивно-оценочный этап.
Подведём итоги, делая самооценку. (Могу ли я ответить на вопросы?)
Какая цель и задачи были перед нами?
Как называется сила, характеризующая действие жидкости на тело?
К чему приложена сила Архимеда?
Куда она направлена?
В чём причина возникновения силы Архимеда?
Как рассчитать модуль силы Архимеда?
Как измерить силу Архимеда?
Как проявляет себя сила Архимеда?
Дайте определение силы Архимеда.
Сделайте итоговую самооценку.

Задание на дом:
§§48-49, предложить обобщённую схему-модель понятия силы Архимеда;
Найти 10 примеров действия архимедовой силы из дополнительных источников
Творческая работа.



*Обобщённая схема-модель понятия силы Архимеда. (С неё начинается следующий урок – урок интериоризации способа)
















Пример творческой работы

Свириденко Саша, 7 кл.
***
Экзамен сдан! И искупаться
Пошёл на речку целый класс.
Как подсчитать, с какою силой
Вода выталкивает нас?

***
Однажды я два разных тела
В жидкость опустил одну.
И вижу: вдруг одно всплывает,
А другое – пошло ко дну.
Догадайтесь, в чём секрет?
Жду я правильный ответ.













А

В

Выталкивающая сила

Действие жидкости на погруженное в нее тело

Вес тела в воздухе

Вес тела в жидкости

Выталкивающая сила

Действие жидкости на тело

Плотность жидкости

g = 9,8 Н/кг

Объем погруженного тела

F1

F2

h1

h2

F выт.

Выталкивающая сила (сила Архимеда)

Действие жидкости на тело

Вес вытесненной жидкости

Выталкивающая сила (сила Архимеда)

Действие жидкости на тело

Точка приложения на теле

Направление вверх

Модуль
FА=
·ж gVт
FА = P1 – P2
FА= Pж