Конспект уроку фізики для 7 класу з теми "Тиск рідин і газів.Закон Паскаля"

Тема: Тиск рідин і газів. Закон Паскаля.

Мета уроку:

Навчальна:

• поглибити знання учнів про тиск;
• пояснити, як створюють тиск рідини і гази;
• розкрити фізичний зміст закону Паскаля; встановити залежність між тиском, який чинить рідина на стінки і дно посудини, від  її густини і висоти стовпа рідини;
• озна­йомити учнів із практичним застосуванням знань про тиск у рідинах (приклади з живої природи й техніки).

Розвиваюча:

• розвивати логічне мислення, спостережливість, самостійність учнів; збуджувати інтерес учнів до вивчення фізики.

Виховна:

• Виховувати працелюбність і наполегливість, вміння робити висновки та узагальнення.

Обладнання: гумові кульки, скляна  трубка з гумовим дном, куля Паскаля, набір скляного посуду різної форми, лист картону, пісок, пляшка з отворами на різній висоті, дидактичний матеріал, склянка з теплою водою

Тип уроку: комбінований

Хід уроку:

І. Організаційий момент

Привітання учнів, налаштування на продуктивну роботу, організація уваги.

ІІ. Перевірка домашнего завдання

Зібрати у учнів картки «Мої фізичні величини».

Провести бліц-опитування:

1. Яку фізичну величину називають тиском?
2. Які величини треба знати для обчислення тиску?
3. Як розрахувати тиск?
4. У яких одиницях вимірюється тиск?
5. Що таке сила тиску?

Звернути увагу: не слід плутати поняття «тиск» і «сила тиску». У досліді з олівцем тиск був різним, а сила тиску однакова. Сила тиску знаходиться за формулою F=PS  [Н]

6.  Як можна регулювати (змінювати) тиск?
7. Наведіть приклади застосування зміни тиску у технічних пристроях,      природі,техніці тощо.
8. Наведіть приклад, коли зменшуючи тиск, можна зберегти життя людини.

Проблемне запитання.

 А чи створюють тиск гази? рідини?

Аналізуємо відповіді учнів.

ІІІ. Оголошення теми і мети уроку. Мотивація навчальної діяльності

Темою нашого сьогоднішнього уроку є «Тиск рідин і газів. Закон Паскаля».

ІV. Актуалізація опорних знань

Питання до класу:

• які властивості речовини в рідкому та газоподібному стані?
• Чому одна й та сама речовина в різних агрегатних станах має різні фізичні властивості? (Це зумовлено особливостями їхньої молекулярної будови і характером руху молекул.)
• Які особливості будови в газоподібних речовин? (Відстані між молекулами порівняно великі, а сили взаємного притягання дуже малі. Молекули газу перебувають у безперервному без­ладному русі.)
• Які особливості будови речовини в рідкому стані? (Відстані між молекулами порівняно великі, а сили взаємного притягання дуже малі. Молекули газу перебувають у безперервному без­ладному русі.)

V. Вивчення нового матеріалу

1. Тиск газів.

Молекули газу перебувають у неперервному і хаотичному русі. Сили взаємодії між ними надзвичайно малі. У процесі хаотичного руху частина молекул стикається із стінками гумової кульки, змінюючи напрям свого руху. Велика кількість таких ударів створює значну силу тиску, яка спричиняє  деформацію поверхні.

 

 

 

 

 

Переконаємося на досліді в тому, що часті удари невеликих частинок створюють постійну силу тиску: сипатимемо на аркуш тонкого картону рівномірним потоком пісок. Аркуш картону при цьому деформується. Деформацію картону зумовлено окремими ударами піщинок. Чим більше кількість піщинок, тим більше деформується лист картону. Аналогічно відбувається в газах. 

Висновок:  Причина тиску газів – удари молекул о стінки посудини, тиск газу залежить від його густини.

Дослід з несильно надутою повітряною кулькою .

 Якщо  стиснути її, то об'єм, що його займає повітря, зменшиться. При цьому  відчуємо, що тиск повітря в кульці збільшився.

  Висновок:  Отже, якщо об'єм газу зменшити, тиск газу збільшиться.

Дослід з несильно надутою повітряною кулькою.

Покладемо слабко надуту повітряну кульку в порожню посудину (рис.13.4).Якщо налити в цю посудину гарячої води, ми помітимо, що кулька трохи надметься (рис.13.5).

Висновок: унаслідок підвищення температури тиск газу збільшується

2. Тиск рідин.

Дослід з циліндром, який має гумове дно.

   У циліндр з гумовим дном поступово наливаємо  воду. Чим вищий стовп води, тим більше прогинається дно. Усі рідини на Землі зазнають дії сили тяжіння. Через це вони мають вагу. Гумове дно прогнеться внаслідок дії ваги води. Доливши в посудину ще води, збільшимо її масу. Це призведе до збільшення ваги рідини, а, отже, до більшого прогинання гумового дна.

 

 

 

 

 

Висновок: рідина своєю вагою створює тиск. Чим вищий стовп рідини, тим тиск більший.

Дослід з пляшкою, яка має отвори на різній висоті

У пляшку з отворами наллємо воду. Дальність вильоту струменя різна і тим більша, чим нижче розташовується отвір. З отворів, розташованих на одному горизонтальному рівні, б’ють симетричні струмені.

Висновок: тиск у рідині на одному рівні однаковий. Із глибиною тиск зростає.

      Рідина  так  само як і газ, може передавати тиск.

 3. Закон Паскаля.

Дослід з кулею Паскаля.

Висновок: Як для рідин, так і для газів характерна спільна властивість - вони передають тиск в усіх напрямах однаково. Цю особливість дослідив французький фізик Блез Паскаль, який сформулював   закон, названий на його честь.

Закон Паскаля. Тиск, який діє на рідину або газ, передається

ними в усіх напрямах однаково.

 4. Розрахунок тиску рідини на дно і стінки посудини.

Розрахуємо тиск, який чинить рідина на дно посудини.

 

 

 

 

За означенням тиску: . Силою тиску в даному випадку є вага рідини:             F = P = g·m. Розраховуємо масу рідини в посудині: m = ρ·V = ρ·S·h, де

 h-висота рівня рідини над дном,

 S-площа дна посудини,

 ρ-густина рідини.

Таким чином,      p= 

Отже, тиск рідини не залежить ні від маси рідини в посудині, ні від площі дна.

                             

 

Висновок:   тиск  рідини, як наслідок  дії тяжіння залежить від її густини і висоти стовпа рідини, і відповідно до закону Паскаля передається  цей тиск в усіх  напрямах однаково.

Зміну  тиску з глибиною добре відчувають люди, які працюють, пірнаючи в глибини водойм. Якщо в легкому скафандрі водолаз може працювати на глибині до 100м, то для дослідження глибини океанів, яка сягає кількох кілометрів, виготовляють особливо міцні товстостінні апарати – батисфери і батискафи.

Найбільша глибина, якої досягає людина в батискафі, становить близько 11км.

                                  

 

 Медичні прилади, в яких використовується тиск газу та рідини: шприц, тонометр, інгалятор, створення апаратів «штучна нирка», «штучне серце».

VІ. Закріплення нового матеріалу.

Задача 1. Визначте тиск води у найглибшому місці  Світового океану – у Маріанській западині в Тихому океані, де глибина становить 11,035 км.

Дано: h=11,035км =11035 м ρ=1030 кг/м3	Розв'язання p=ρ·g·h
р - ?	р=1030кг/м3·9,8Н/кг·11035м=114МПа

 

Відповідь: р = 114 МПа.

Задача 2.  У чотири посудини, що мають однакову площу дна, але різну форму, налили воду до одного рівня. Чи однаковий буде тиск на дно цих посудин.? Чому?

 

 

Сказати учням, що це явище називається гідростатичним парадоксом і пояснити його можна користуючись законом Паскаля.

Задача 3. З балона випустили половину газу. Як змінився тиск газу в балоні? Поясніть.

VІІ. Підсумок уроку

Чи досягли ми мети уроку? Що запам’яталося на уроці?

Оцінювання

Домашнє завдання

1. Підручник Фізика 7. (Головко М.В., Засєкін Д.О., Засєкіна Т.М., Коваль В.С., Крячко І.П., Непорожня Л.В., Сіпій В.В.) §29, 30 - вивчити, впр.18 усно.
2. Задача. На яку глибину треба занурити в море батискаф, щоб тиск води на його поверхню   дорівнював 6190 кПа?).

На цьому наш урок закінчено. До побачення.

 

 

 

 

 

Блез Паскаль (Pascal, Blaise) (1623-1662), математик та фізик один з

   найбільш відомих діячів 17 сторіччя. Народився в Клермон-Ферране 19 червня

   1623 року. Мати Паскаля вмерла 1626р., а батько пізніше з дітьми переїхав

   до Парижа в 1631р. Покинувши служити він присвячує себе вихованню дітей:

   Блеза та та двох його сестер - пізніше відомих діячів науки. Батько

   відсторонював Блеза від навчання математики, вважаючи що вивчання такої

   складної науки потрібно починати з 15-16 років. Але дар хлопчика

   проявлявся все яскравіше. Вже в 12 років він самостійно, користуючись

   словниками та схемами, що малював в кімнаті для ігор, прийшов до деяких

   геометричних виводів та намагався знайти докази 32-ої теореми в першій

   книзі Евкліда. Хлопчик дуже швидко розвивався та через деякий час на рівні

 з великими ученими обговорював наукові проблеми. Сконструював за декілька років біля 50 схем арифметичних машин. А в 1649 році отримав королівську привілею на свій винахід - «Паскальове колесо».

   Також Паскаль продовжує серію дослідів Торрічеллі. Паскаль з ентузіазмом

   взявся за подальші експерименти, намагаючись узагальнити виводи Торрічеллі.

   В роки присвячені інтенсивним науковим дослідам, Паскаль твердо

   дотримувався теорії реалізму. Для Паскаля розум повинен цілковито

   підкорюватися фактам. Але все ж таки його розум не був вільний від

   сумнівів і не міг задовольнятися наукою. Вночі 23 листопада 1654,

   приблизно з десяти до часу ночі, в ньому пройшов переворот. Вступивши в

   магічний контакт з Богом, він покинув земні справи та посвятив себе Ісусу

   Христу. Цей дослід він тайно записав, та напис на шматку паперу був

   знайдений після його смерті.

    В період тяжкої хвороби 1659 Паскаль, написав молитвений зворот  (Prire

   pour  demander  Dieu  le  bon  usages  des  maladies, опубл. в 1779).

   Назва твору є доказом збігу двох початків в авторі: реалістичного та

   магічного. Він наближається до смерті з оптимізмом і радістю.

   А в 1661 році знайшов в собі сили і винайшов засіб пересування в

   тогочасному місті «багатомісну карету по п'ять су».

   Помер Паскаль 19 серпня 1662 році, причастившись перед смертю.

Цікаві факти (повідомлення учнів)

• У 1943 році французи Ж.-І.Кусто та Е.Ганьян винайшли аква­ланг — автономний апарат, що складається з балонів зі стисненим повітрям і дихального пристрою (шланга із загубником) і дозволяє людині дихати під водою при тривалих зануреннях під воду.
• Батисфера опускається на глибину до 1360 м; батискаф — до 10 919 м.
• 23 січня 1960 року на батискафі «Трієст» було досягнуто рекордної глибини при дослідженні Маріанської западини.
• Без спеціального спорядження досвідчені нирці опускаються на глибину до 30 м; з аквалангом — до 40 м; у твердому водолаз­ному костюмі — до 300 м.
• Світовий рекорд...

...пірнання без дихального апарата був встановлений в 1992 ро­ці. Італієць Умберто Пелідзарі опустився на глибину 118 м. Весь шлях зайняв 2 хв 56 с. При зануренні нирець використав важкий баласт, а при підйомі — надувний гумовий балон.

• Риби пристосовані до умов існування у воді, насамперед, формою свого тіла. У більшості їх вона обтічна: загострена голова, від неї тіло поступово потовщується, досягає найбільшої товщини посередині і до хвоста звужується. Завдяки цьому тіло риби з меншим напруженням врізається у товщу води. Вода, обтікаючи найтовщу частину тіла, тисне на його задню частину, що сприяє просуванню риби вперед.