Конспект уроку з фізики "Тиск рідин і газів. Закон Паскаля"

Дата _____________

Тема. Тиск рідин і газів. Закон Паскаля.

Мета уроку:

• Навчальна: формувати знання про тиск рідин і газів, ознайомити учнів зі методами вимірювання тиску.
• Виховна: виховувати культуру спілкування, мовлення.

• Розвиваюча: розвивати вміння спостерігати та описувати різні прояви та наслідки тиску; спонукати учнів до критичного мислення, вміння застосовувати  набуті знання у практичній діяльності для розв’язування задач.

Основні поняття: тиск, закон Паскаля.

Обладнання: прилад для демонстрування закон Паскаля.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань

Бесіда «Тиск твердих тіл. Вимірювання тиску»

ІІІ. Оголошення теми та мети уроку

Мисливці – початківці, перш ніж іти на полювання, тренуються влучати в ціль на нерухомих  мішенях: банки, яблуко і т.д. Якщо куля  влучає в пусту банку, в ній утворюється лише наскрізний отвір; якщо банку наповнити рідиною (водою), то після потрапляння в неї кулі, вона розлітається на маленькі шматочки.

Чому? Хто може пояснити? …А пояснити нам допоможе закон Паскаля, який ми сьогодні будемо вивчати.

Оголошення теми та мети уроку.

ІV. Формування нових знань

Візьмемо три циліндричні посудини: в одну покладемо дерев’яний брусок, у другу якихось крупів чи піску, а в третю наллємо води.

Дерев'яний брусок унаслідок дії на нього сили тяжіння тиснутиме лише на дно посудини.

Горох тиснутиме не тільки на дно, a й на стінки посудини в усіх точках дотику горошин. Кожна горошина всередині стиснена з усіх боків сусідніми горошинами i внаслідок дії сил пружності сама буде тиснути в усі боки на горошини. Ці сили тиску будуть тим більші, чим глибше лежить горошина, тобто чим більший шар гороху тисне на неї зверху.

Вода, налита y посудину, через велику рухливість молекул тиснутиме на дно та стінки посудини. Кожна частинка всередині води буде стиснута з усіх 6оків сусідніми частинками i внаслідок пружності буде з такою самою силою тиснути на сусідні частинки. Ці сили будуть тим більші, чим глибше буде розміщуватися частинка.

На малюнку зображено кулю, яку називають кулькою Паскаля. Вона має в різних місцях поверхні вузькі отвори. До неї приєднано трубку-циліндр, y якій встановлено поршень. Якщо набрати води в кулю i натиснути на поршень, то побачимо, що струмені води крізь отвори б’ють y всі боки з однаковою силою.

Це пояснюється тим, що поршень тисне на поверхню рідини в трубці. Частинки води передають тиск поршня іншим частинкам, що лежать глибше. Таким способом тиск поршня передається на всі частинки води в кулі. Внаслідок цього частина води виштовхується з кулі y вигляді струменів, що витікають з усіх отворів.

Якщо кулю заповнити димом, то з усіх отворів кулі почнуть виходити струмені диму. Це підтверджує, що  i гази передають тиск, який чиниться на них у всі боки однаково.

Тиск, створюваний  на рідину або газ зовнішніми силами, передається рідиною  або газом однаково в усіх напрямках. Це твердження називають законом Паскаля.

Саме існування тиску газу може викликати здивування. Як ви знаєте, молекули в газі розташовані не рівномірно і не в притул одна до одної, як у твердих тілах чи рідинах, а на порівняно великих відстанях, тобто молекули газу не впираються одна в одну і стінки посудини, тому не повинні тиснути на них. Річ в тому, що молекули газів не перебувають у спокої, а хаотично рухаються, причому з доволі великими швидкостями – сотні метрів за секунду. При цьому вони, звичайно, стикаються одна з одною і з стінками посудини. Цей дуже частий «барабанний дріб» ударів молекул газу і виявляє себе, як постійна сила тиску на стінки посудини. Переконатись, що часті удари невеликих частинок створюють постійний тиск, можна на досліді. Сипатимемо на аркуш паперу тонкого картону рівномірним потоком пісок. Ми побачимо, що аркуш картону при цьому деформується – так само, якби на нього діяла постійна сила, хоча насправді деформацію картону зумовлено окремими ударами піщинок.

Мабуть цікаво, від чого залежить значення тиску рідини чи газу?

Візьмемо несильно надуту кулю. Якщо її стиснути, то об’єм, що займає повітря, зменшиться. При цьому, можна відчути, що тиск повітря в кульці збільшився.

Отже, якщо об’єм газу (рідини) зменшують, тиск газу збільшується. Це пояснюється тим, що у разі зменшення об’єму, кількість молекул, що припадає на одиницю об’єму збільшується, внаслідок чого удари молекул об стінки посудини частішають.

Якщо слабо надуту кулю покласти в порожню посудину, і налити в цю посудину гарячої води, можна помітити, що кулька трохи надметься. Отже, внаслідок підвищення температури тиск газу збільшується. Ця властивість пояснюється тим, що із збільшенням температури, швидкість хаотичного руху молекул газу залежить від його температури. Швидші молекули частіше вдаряються об стінки посудини та до того ж їхні удари сильніші. Це і зумовлює збільшення тиску газу.

Закон Паскаля можна перевірити на простому експерименті: наповнити поліетиленовий пакет водою чи повітрям і зав’язати. Натиснемо на нього рукою – плівка натягнеться у всіх напрямках, натиснемо сильніше – пакет порветься, і ймовірніше не в місці натискання.

У 1648р. Блез Паскаль провів цікавий дослід. Він уставив в закриту дерев’яну бочку, наповнену водою, вузьку трубку і, піднявшись на балкон другого поверху, влив у цю трубку кварту (0,9л) води. Через малу товщину трубки вода в ній піднялася на значну висоту, і тиск в бочці збільшився на стільки, що кріплення бочки не втримали, і вона тріснула.

V. Закріплення вивченого матеріалу

Інтерактивна вправа «Опитування по ланцюжку».

Учитель задає запитання, а учні по черзі відповідають. Причому учень, що дав відповідь, передає хід своєму однокласнику.

1. Автомашину навантажили. Чи зміниться тиск у камерах коліс автомашин? Чи однаковий він у верхній та нижній частинах камери?
2. Як читається закон Паскаля?
3. Як передають тиск рідини і гази?
4. Як за допомогою приладів, підтвердити закон Паскаля?
5. Яку спільну властивість мають рідини і гази?
6. Як змінюється тиск газу в разі зміни його густини?
7. Як змінюється тиск газу в разі зміни його температури?
8. Чому рідина створює тиск не тільки на дно посудини, а й на її бічні поверхні?
9. Яким способом можна видалити вм’ятину на м’ячику для настільного тенісу?
10. Чому під час пострілу в бляшанку наповнену водою вона розлітається, а в пустій утворюється лише отвір?
11. Чому вибух під водою нищить всі живі істоти,що там живуть?
12. Чому, водолази на великих глибинах користуються скафандрами, що виготовляють з кращих сортів сталі?
13. На якому поверсі будинку вода з кранів витікає під більшим тиском: на нижньому, чи верхньому?

VІ. Підсумок уроку

Інтерактивна вправа «Чергова буква».

Гра проводиться за правилами гри в «міста».

Учням пропонується по черзі називати фізичні терміни із заданою умовою.

Наприклад. Назвати фізичний термін, який починається на літеру, якою закінчується попередній: тиск, кілограм, маса, атом, …

VІІ. Домашнє завдання

Опрацювати:

• Конспект.
• § 27 П-4,
• § 24 (п.1) П-2,
• § 13 (1,2) П-3,
• § 18 П-1.