Тема «Тиск твердих тіл, рідин і газів»
Обгрунтування уроку: Тиск в курсі VII класу є однією з найцікавіших для учнів. Цей інтерес обумовлений незвичністю, новизною досліджуваних явищ, першою зустріччю їх з поняттям «фізичний закон», великий зв'язком досліджуваного матеріалу з життям, технікою. Під час вивчення цієї теми учні отримують особливо яскраві вистави про застосування досліджуваних явищ і законів на практиці. Безумовно, інтерес до вивчення теми стимулюється різноманітністю дослідів, які учні виконують на уроках і в процесі виконання домашніх завдань. Ця тема вивчається тільки в VII класі, тому вона повинна бути добре і міцно засвоєна.
· Узагальнення і повторення в цікавій формі матеріалу, пов'язаного з тиском;
· Формування практичних навичок обчислення тиску; розвиток експериментальних умінь, навичок логічного мислення, обгрунтування своїх висловлювань;
· Формування пізнавального інтересу до фізики; розвиток політичних знань і умінь, елементів творчості, вміння користуватися мовою фізики та застосовувати знання в новій обстановці.
Програма підготовки уроку:
Клас був розбитий на 7 мікрогруп за наступними напрямками діяльності:
· Мікрогрупах №1 «Теоретики» повинна підготувати теоретичний матеріал по заданій темі,
· Мікрогрупах № 2 «Практики» повинна знайти застосування даної теорії на практиці,
· Мікрогрупах №З «Художники» повинна на малюнках пояснити існування і залежність тиску,
· Мікрогрупах №4 «Експериментатори» повинна доводять існування тиску за допомогою дослідів,
· Мікрогрупах №5 «Біологи» повинна знайти застосування законів тиску у тварин і рослин,
· Мікрогрупах № 6 «Історики» повинна зібрати по даній темі історичний матеріал,
· Мікрогрупах №7 «Експерти» повинна підвести підсумок роботи груп і зробити висновок.
Сьогодні на уроці ми побуваємо в гостях у тиску. А, як відомо, в гості ходять з подарунками. Нашими подарунками будуть знання. Хлопці провели дослідницьку роботу. 1 група вивчала тиск твердих тіл, 2 - тиск рідин, а З - тиск газів. У кожній групі є теоретики, практики, художники, біологи, історики, експериментатори, експерти. Кожна мікрогрупах виконувала свою наукову роботу. Давайте надамо їм слово і подивимося, що з цього вийшло. Будь ласка, теоретики.
Ми розглядали тиск твердих тіл. Тиском називають фізичну величину, рівну відношенню сили тиску, прикладеного до даної поверхні, до площі цієї поверхні. При одній і тій же силі тиску більше в тому випадку, коли площа опори менше, і, навпаки, чим більше площа опори, тим тиск менше.
Силу, яке прикладають перпендикулярно поверхні, називають 'силою тиску (на дошці запис формул)
Використовуючи ці формули, ми з групою змогли визначити тиск, який я надаю на підлогу. Для цього нам знадобилася маса мого тіла і площа опори черевика. На аркуші паперу в клітинку обвели контур тієї частини підошви, на яку спирається моя нога. Порахували повне число клітин, додали половину числа неповних квадратиків. Отримане число помножили на 0, 25 см2 - це площа однієї клітини. Ось що у нас вийшло (обчислення і плакат на дошці)
Так як тиск залежить від площі поверхні, то нам стало зрозуміло, чому сумки, призначені для перенесення значних тягарів, постачають широкої прокладкою на плече. Це потрібно для зменшення тиску. Чим більше площа опори, тим тиск буде менше. А ще ми підготували питання класу:
- Вантажні автомобілі часто мають ззаду колеса з подвійними балонами. Для чого це робиться?
- Чи можна по сліду на контрольній прикордонній смузі визначити, пройшов людина без вантажу, або він ніс якийсь важкий вантаж?
- Який фізичний зміст закладений в російському прислів'ї «Шила в мішку не сховаєш»?
Ми з хлопцями порадилися і намалювали три картинки. 1-я «Принцеса на горошині». Ми зрозуміли, чому дівчина зазнала дискомфорт, лежачи на перині. У горошини мала площа поверхні, тому вона має великий тиск. 2-я «Роза і кактус» - ці квіти прекрасні, але мають шини. Через малу площу поверхні і великому тиску можна про них поранитися. 3-тя «Трактор». Маючи велику площу гусениць, ця машина при великій масі тисне 50 до Па. Що приблизно в 3 рази більше тиску, що чиниться хлопчиком масою 45 кг (малюнки на дошці)
Тварини для захисту використовують зуби, роги і копита. Це ми зрозуміли, прочитавши книгу «Таємниці тварин», У акули гострі зуби з піловідниє краями. Вони чинять тиск при силі 600 Н і площі 0,02 см Дон / см. Це можна сказати і про піраньї. Статтю про неї ми знайшли в газеті «Комсомольская правда». Ця невелика рибка має зуби, подібні бритві. Піраньї нападають на все живе і можуть залишити навіть від бика один скелет. А ось цар-птах беркут. Його ноги високі в «штанях» з пір'я, а кігті - знаряддя для ловлі, великі, гачкуваті, ніби ковані з міцної сталі. З таких кігтів вирватися неможливо. Тому людина використовує цих птахів для полювання.
Хлопці, давайте, визначимо, а чому ж дорівнює сила тиску, що надається одним зубом людини площею опори 40 мм 2 і тиском 8 000 к ПА. (Робота біля дошки)
З наведених вище чинників слід, що при одній і тій же силі тиску більше в тому випадку, коли площа опори менше, і, навпаки, чим більше площа опори, тим тиск менше.
Тиск, який чиниться спочиває рідиною, називається гідростатичним. Воно обчислюється за формулою Р = # 961; gh Це тиск не залежить від форми посудини, в якому знаходиться рідина, а залежить від щільності рідини і її висоти.
Визначимо, як змінитися тиск на дно мензурки, якщо в неї наливати по черзі воду, соняшникова олія на висоту 10 см. (Робота біля дошки)
Скажіть, як змінитися тиск, якщо воду, яка була у вузькій мензурки перелити в широку банку?
У 1653 р Блез Паскаль відкриває закон: «Рідини та гази передають чиниться на них тиск в усіх напрямках однаково
Пам'ятай, тиск без зміни
Передається в усіх напрямках
У газі і рідини це явище
Просто не викликає сумніву.
Закон Паскаля можна перевірити за допомогою пластикової пляшки, в якій є отвори. Якщо вистрілити з рушниці в круте яйце, то куля проб'є в ньому наскрізний
сире яйце, воно розіб'ється вщент. З цієї ж причини вибух глибинної бомби згубний для мешканців морів і озер.
А це гарна дитяча іграшка. При натисканні на кнопку гідростатичний тиск збільшується і кулька підстрибує. Під дією цього ж тиску обприскувач рослин розсіває воду.
А ось в сполучених посудинах - судинах, що мають загальну частину, поверхня однорідної рідини встановлюється на одному рівні. Це можна перевірити. (Досвід)
А якщо рідини будуть неоднорідними, то висота стовпа рідини з більшою щільністю буде менше висоти стовпа рідини з меншою щільністю
Використовуючи властивість сполучених посудин, можна побудувати модель фонтана. Серед цих моделей є і моя модель. Її принцип роботи.
Летять алмазні фонтани
З веселим шумом до хмар,
Під ними блищать ідоли,
Дробясь про мармурові перепони
Перловою, вогненної дугою,
Фонтани зобов'язані своїм існуванням знаменитому грецькому механіку Герону Олександрійському, що жив в 1 - II столітті до н. е ..
Ми довго думали, що можна намалювати по даній темі. І вирішили зобразити схему гідравлічного гальма. Він складається з гальмівної педалі, циліндра з поршнями, гальмівного циліндра, гальмівних колодок, гальмівних барабанів, пружини. При натисканні педалі створюється тиск в гальмівній рідині, колодки розсуваються, і колесо перестає обертатися.
Гідростатичний тиск у всіх місцях рідини, що знаходиться на одній і тій же глибині, однаково. Зі збільшенням глибини воно зростає. Але, незважаючи на величезний тиск у глибинах живуть голкошкірі, ракоподібні, молюски, черви, глибоководні риби. Організм цих тварин пристосований до існування в умовах великого тиску, і точно такий же тиск є всередині їх.
Тиск впливає на рух крові по судинах людини. З'ясуємо, на яку висоту може піднятися кров по кровоносної судини при тиску 100 мм. рт. ст. якщо щільність крові равна1023 кг / м3 (робота біля дошки)
У хлопців з'явилися питання до класу:
- Чому вода з самовара випливає спочатку швидше, а потім повільніше?
- Чому паперовий мішок, надутий повітрям, з тріском розривається, якщо вдарити його про руку?
- Якщо глибоководну рибу швидко витягти на поверхню моря, то її внутрішні органи роздуються, і вона загине. Чому?
(Тиск риби не буде врівноважено зовнішнім тиском).
Отже, гідростатичний тиск залежить від висоти стовпа рідини і її щільності, але не залежить від форми посудини.
Прийшов час послухати повідомлення про атмосферний тиск.
У газах тиск створюється ударами безладно рухаються молекул. Воно однаково в усіх напрямках. Газову оболонку землі називають атмосферою. Встановлено, що маса 1 м3 повітря становить в середньому 1,29 кг. Тиск атмосфери називають атмосферним тиском.
Формула тиску Р = # 961; gh для розрахунку атмосферного тиску не підходить, так як атмосферне повітря не має постійної щільністю і не має певної висоти. Але ми виміряємо його за допомогою барометрів-анероїд.
Вперше атмосферний тиск зміг визначити в 1643г. Торрічеллі за допомогою скляної метрової трубки і ртуті. Нормальний атмосферний тиск виявився рівним 760 мм. рт. ст. або Па.
У 1646 р Паскаль винаходить водяний барометр. У 1648 р Пер'є виміряв висоту стовпа ртуті в барометрі біля підніжжя і на вершині гори Пюн-де-Дом. І довели, що атмосферний тиск залежить від висоти. При піднятті на кожні 12 м тиск зменшується на 1 мм. рт. ст ..
Давайте визначимо, на якій глибині знаходиться станція метро, якщо барометр на платформі станції показує 763 мм. рт. ст ..
Маючи барометр, ми провели спостереження за зміною атмосферного тиску. Побудували графік. Проаналізувавши, дійшли висновку. Погода залежить від атмосферного тиску. Якщо тиск був нормальним або трохи більше, ніж нормальне - погода була гарною, небо ясним. При зменшенні тиску погода псувалася, йшов дощ.
А ось людина, потрапляючи в простір з низьким тиском (високо в горах) відчуває біль у вухах і в усьому тілі. Пояснюється це тим, що в людському тілі є ряд порожнин, що містять повітря. Наприклад, кишечник, середнє вухо, лобова і верхня щелепна западина кістки. тиск в цих порожнинах дорівнює атмосферному тиску. Коли зовнішній тиск на людину швидко зменшується, повітря. що знаходиться всередині нас, починає розширюватися, робити тиск на різні органи і викликає біль.
Мухи можуть утримуватися на стелі завдяки крихітним присоскам, в яких створюється розріджена атмосферний тиск, яке утримує присосок.
У 1504 р англійський мореплавець Пітер Мертир повідомив про рибу прилипали. Ця риба з такою силою присмоктується до акули, що відірвати її неможливо. На цей живий гачок в Австралії до сих пір ловлять акул і великих риб (до 18 кг.), Черепах.
У 1654 р Геріке, бажаючи здивувати всіх в існуванні атмосферного тиску, на присутніх справив знаменитий досвід з «магдебурзькими півкулями». З порожнини між двома складеними разом металевими півкулями викачали повітря. При цьому сили атмосферного тиску так сильно притиснули ці півкулі один до одного, що їх не змогли роз'єднати кілька пар коней.
А ще Ми б хотіли звернути увагу на фізичні терміни, які сьогодні прозвучали на уроці. Подивіться на них уважно і не допускайте помилки в написанні цих слів.
Гази створюють тиск ударами безладно рухаються молекул. Це тиск передається в усіх напрямках однаково. Атмосферний тиск залежить від висоти і визначається за допомогою барометрів.
Отже, сьогодні на уроці ми не тільки повторили вивчений матеріал, але і дізналися ще багато нового. І я думаю, що цілі нашого уроку були досягнуті, ми з вами шляхом дослідження дізналися істину. І урок я хочу закінчити словами Аристотеля: «Шукати істину і легко, і важко, бо очевидно, що ніхто не може ні цілком її осягнути, ні повністю її помітити, але кожен додає потроху до нашого пізнання природи, і з сукупності всіх цих факторів складається велична картина. »