Урок 47/18. Тиск рідин і газів. Закон Паскаля.

Мета:

              Освітня . Пояснити тиск рідин і газів з погляду молекулярно-кінетичної теорії будови речовини. Ознайомити учнів із законом передачі тиску рідинами і газами .

             Розвиваюча.   Продовжувати розвивати в учнів уміння спостерігати  фізичні явища, користуватися приладами,  інтелектуальні та творчі здібності, мислення, увагу, пам’ять, робити висновки, аналізувати. 

           Виховна .   Виховувати пізнавальний інтерес і  такі якості як самостійність, працелюбність, почуття колективізму. 

Тип уроку. Урок  вивчення нового навчального   матеріалу .

Прилади та матеріали: дерев’яні бруски,скляна посудина, надувні шарики різного кольору, насос Комовського, куля Паскаля, скляні трубки.

 Презентація  Урок 47.18

Відео  Досліди з фізики  Тиск твердих тіл, рідин і газів

Тільки наприкінці праці стає ясно,

з чого треба було почати.

                                                                                                                                             Блез Паскаль

                                                                   Хід уроку

1.Організаційний момент.

2.Перевірка домашнього завдання.

Учні перевіряють домашні вправи за готовими розв’язками.

     Два учні на дошці розв’язують  задачі:

Задача 1. На столі стоїть мідний куб з ребром 20 см. Який тиск він створює на

стіл.

Задача 2. Вантажівка створює тиск на дорогу 50 МПа. Якою є маса

вантажівки, якщо кожне з її чотирьох коліс має площу стикання з дорогою

20 см²?

   Висновок учителя за результатами  перевірки виконання домашнього завдання

аналіз  розв’язаних задач учнями і оцінювання учнів..

3.Актуалізація опорних знань.

   Питання учням класу:  

     1. Яку фізичну величину називають тиском?

     2. У яких одиницях вимірюється тиск?

     3. Які величини треба знати для обчислення тиску?

     4. Як можна регулювати тиск? 

     5.  Чому одна й та сама речовина в різних агрегатних станах має різні фізичні

властивості?  (Це  зумовлено  особливостями  їхньої  молекулярної  будови  і

характером руху молекул.)

     6 . Які особливості будови в газоподібних речовин?  (Відстані між молекулами

порівняно  великі,  а  сили  взаємного  притягання  дуже  малі.  Молекули  газу

перебувають у безперервному безладному русі.)

Дослід 1. Поставимо на стіл брусок прямокутного паралелепіпеда в трьох різних положеннях: на меншу грань, на більшу грань, на середню грань.

Запитання: У якому випадку тиск буде найбільший? найменший?

4.Мотивація навчальної діяльності.

   На попередньому уроці ми розглянули тиск твердих тіл, але речовина може перебувати  ще в рідкому і газоподібному стані.

       Запитання до учнів класу:

   Як ви думаєте, чи можемо ми тиск рідин і газів обчислювати так само як і тиск твердих тіл?

Учні відповідають, вчитель  аналізує  їх відповіді  і

оголошує тему та мету     уроку.

Тема: Тиск рідин і газів. Закон Паскаля.

5.Сприйняття та засвоєння нового матеріалу.

      Створення проблемної ситуації:

Дослід 2. В посудині знаходяться три гумові шарики різного кольору, які міцно зав'язані. Викачуючи з посудини повітря шарики будуть надуватися . Чому?

          Відповідь на питання «Чому?», ми дамо в кінці уроку.

Дослід 3. Візьмемо три стакани: в один поставимо деревяний брусок, в другийнасипемо піску, а в третій налиємо води.

                          Обговорення результатів досліду:

     дерев'яний брусок внаслідок дії на нього сили тяжіння тиснутиме лише на дно посудини;

     пісок тиснутиме не тільки на дно, а й на стінки посудини в усіх точках дотику піщанок; кожна піщанка в середині стиснена з усіх боків сусідніми піщанками і в наслідок дії сил пружності сама буде тиснути в усі боки на піщинки. Ці сили тиску будуть тим більші, чим глибше лежить піщинка, тобто чим більший шар піску тисне на неї зверху;

     вода налита в посудину, через велику рухливість молекул тиснутиме на дно і стінки посудини: кожна частина в середині води буде стиснута з усіх боків сусідніми частинками і внаслідок пружності буде з такою самою силою тиснути на сусідні частинки. Ці сили будуть тим більші, чим глибша буде знаходитись частинка.

   Тиск газу. Гази тиснуть трохи по-іншому ніж тверді тіла. Гази займають весь

наданий  їм  об’єм.  Вони  створюють  тиск  на  нижні,  бокові  та  верхні  частини

посудини в якій вони знаходяться. Молекули газу хаотично рухаються. Під час

цього руху вони зіштовхуються одна з одною і з стінками посудини. Ці зіткнення

і  створюють  тиск.  Зіткнення  однієї  молекули  слабеньке,  але  оскільки  в  газі

молекул дуже багато то і число зіткнень величезне.  Наприклад, число зіткнень

молекул повітря на 1см²  за 1с вираховується  двадцятитрьохзначним числом.

   Таким чином :  тиск газу на стінки посудини утворюється ударами молекул

газу.

     Куляста форма оболонки доводить, що газ тисне на її стінки по всім

напрямках однаково. Якщо об’єм газу зменшити, так щоб маса його залишилася незмінною, то в кожному кубічному сантиметрі газу молекул стане більше, густина газу збільшиться. Тоді число ударів молекул в стінки посудини зростає і зростає тиск газу.

    Для зберігання і транспортування газів їх сильно стискають, тиск зростає, тому їх розміщують в міцні сталеві балони .  

     Передавання тиску рідинами і газами. Закон Паскаля.   Окремі шари і дрібні частинки рідини та газу можуть вільно переміщуватися одні відносно інших в усіх напрямках. 

      Рухливістю  частинок газу та рідини пояснюється те, що тиск, який чиниться на них, передається не лише в напрямі дії сили, а й у кожну точку рідини або газу.

    Тиск, який діє на рідину або газ, передається без зміни в кожну точку об’єму рідини або газу.  Це твердження називають законом Паскаля.

    Властивістю рідини передавати в усі сторони здійснюваний на неї тиск

пояснюється явище, відоме у фізиці під назвою « гідростатичний парадокс ».

   Візьмемо три посудини різної форми, але з однаковою площею дна, і налиємо

в них води до однакового рівня.

          Тиск на дно цих посудин однаковий (це показує однакова деформація

гумового дна кожної з посудин і відповідні покази стрілок). Результати досліду

можна пояснити, користуючись законом Паскаля:

    Сила, з якою рідина тисне на дно посудини, не залежить від форми

посудини, якщо посудини  мають однакову площу дна й однакову висоту

стовпа рідини.

   Дослід 4. Куля Паскаля.

На законі Паскаля ґрунтується дія шприца: тиск пальця лікаря на пор­шень шприца передається без змін рідині, що міститься в ньому, і ліки виходять через голку шприца.

   Дослід 5.У скляну трубку, нижній отвір якої закритий тонкою гумовою плівкою, наллємо воду (мал. 98, а). Дно трубки прогинається. Отже, на дно діє сила тиску води. Чим більше наливаємо води, тим більше прогинається плів­ка. Але щоразу після того, як гумове дно прогнулося, вода в трубці перебуває в рівновазі, бо крім сили тяжіння на воду діє сила пружності гумової плівки.

Опустимо трубку з гумовим дном, у яку налито воду, в ширшу посудину з водою. Бачимо, що в міру опускання трубки вниз гумова плівка поступо­во випрямляється (мал. 98, б). Повне випрямлення плівки показує, що тиск на неї згори і знизу однаковий. Отже, в рідині існує тиск, спрямований знизу вгору, і на цій глибині він дорівнює тиску згори вниз.

Якщо виконати дослід з трубкою, в якій гумова плівка закриває боковий отвір, як це показано на малюнку 99, а, б, то ми переконаємося, що бічний тиск рідини на гумову плівку також буде однаковим з обох боків.

     З цієї формули видно, що тиск рідини на дно посудини залежить тільки від

густини і висоти стовпа рідини. За нею можна обчислити й тиск на стінки

посудини, а також тиск всередині рідини, в тому числі тиск знизу вгору,

оскільки він на тій самій глибині однаковий в усіх напрямах.

6.Осмислення об’єктивних зв’язків.

       Вчимось розв’язувати задачі.

    Задача 1. Обчисліть тиск води на дно однієї з найглибших морських западин,

глибина якої дорівнює 10900 м.

     Задача 2. Стовп рідини висотою 10 см чинить тиск на дно 1764 Па. Яка густина цієї рідини?

        Питання для закріплення матеріалу.

    1.  Від чого залежить результат дії сили тиску?

    2.  Як залежить тиск від об’єму, температури, від стовпа рідини, від

густини?

7.Підсумок уроку.

    Учні працюють за технологією «Мікрофон»  відповідаючи на  проблемне запитання  «Чому надуваються шарики при викачуванні повітря збанки?»

  У досліді 2  шарики  надуваються тому що в них є деяка кількість молекул повітря і коли ми будемо викачувати повітря з посудини то тиск зовні шариків буде зменшуватись, а ті молекули, що є в середині будуть чинити тиск на стінки шарика в усіх напрямах і шарики будуть надуватись;

          Оцінювання вчителем роботи учнів на уроці.

 8.Домашнє завдання.

   Розпочати підготовку до навчального проекту   «Розвиток  судно-  та повітроплавання»