Тиск. Сила тиску. Одиниці тиску

Урок фізики в 8 класі з теми:

Тиск. Сила тиску. Одиниці тиску

Мета уроку:

• познайомити учнів з тиском як фізичною величиною; вивчити залежність тиску твердого тіла на опору від сили та площі опори та одиницю вимірювання тиску, навчити розрізняти тиск і силу тиску;
• розвивати вміння використовувати формулу тиску та сили тиску для розв’язування задач, експериментальні вміння і навички, винахідливість, логічне мислення, увагу,  творчі здібності та схильності до креативного мислення;
• розкрити роль фізичного знання в житті людини, суспільному виробництві й техніці, підвищувати пізнавальний інтерес до фізики як науки, виховувати самостійність, вміння робити висновки та узагальнення, застосовувати закони фізики для задоволення власних потреб, в тому числі почуття власної безпеки.

Цілі уроку:

Учні повинні знати

•  поняття сили тиску та тиску як показника залежності дії сили від площі, до якої вона прикладена;
• формулу тиску та одиницю вимірювання тиску;
• застосування знань про тиск в природі і техніці.

Учні повинні вміти

• розрізняти поняття тиску та сили тиску;
• з’ясувати залежність тиску від сили тиску й площі опори;
• встановлювати залежність між p, F та S;
• розв’язувати якісні та кількісні задачі для знаходження тиску.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

Обладнання і матеріали:

комп’ютер,проектор, екран, кнопки, пластилін, монети, цвяхи, картки, дві однакові мочалки, гирі масами 1кг та 500 г, картинки, конверти в яких знаходяться паперові зошити, лінійки, ручки, блокноти, презентація (Додаток 1)

ХІД УРОКУ:

1. Організаційний момент.

Вступне слово вчителя

Учитель: 

Діти! Вивчаючи фізику, на кожному уроці ви відкриваєте для себе щось нове, тобто здобуваєте знання, які вам стануть у пригоді протягом усього життя. Народне прислів’я каже що   «З усіх скарбів знання найцінніше, тому що воно не може бути ні вкраденим, ні загубленим, ані знищеним». (Слайд №1) Епіграфом нашого уроку нехай сьогодні стануть слова Джорджа Бернарда Шоу «Єдиний шлях, що веде до знання, - це діяльність».

Сьогодні на уроці ми організуємо роботу таким чином,щоб кожен з вас проявив свої здібності і отримав нові знання. Протягом уроку ви будете працювати в групах.

(учні поділені на групи заздалегідь)

(Слайд №1) Тема нашого уроку: «Тиск. Сила тиску. Одиниці тиску».

(учні записують в зошит число та тему уроку)

2. Мотивація навчальної діяльності.

Вивчивши тему сьогоднішнього уроку ви зможете пояснити з точки зору фізики запропоновані явища та дати відповіді на наступні запитання: (Слайд №2)

• Чому влітку на м’якому асфальті жінка, взута у туфлі на шпильках, залишає більш помітні й глибокі сліди порівняно з чоловіком у взутті з широкою підошвою?
• Чому шила та леза ножів час від часу нагострюють?
• Чому цвях вістрям уперед входить у дошку легко, а головкою вперед – ні?
• Чому з давніх часів мешканці Півночі для пересування по снігу використовували лижі?

Але для вивчення нової теми нам потрібні знання, які ви отримали на попередніх уроках.

3. Актуалізація опорних знань учнів

Фронтальне опитування: («Мікрофон») (Слайд №3)

• Що таке сила? 
  Відповідь: Сила – міра взаємодії тіл. 
• Від чого залежить результат дії сили на тіло?

Відповідь: Результат дії сили на тіло залежить від її модуля, напрямку, точки прикладання.

• Які сили вам відомі?

  Відповідь: Сила пружності , вага тіла, сила тяжіння, сила тертя.

• Що вам відомо про силу пружності?

Відповідь: Сила пружності:
– виникає при деформації; 

– є проявом дії міжмолекулярних сил ;
– перпендикулярна поверхні;

– у разі пружних деформацій тіла виконується закон Гука Fпруж = kх 

• Дайте означення сили тяжіння та назвіть формулу для її вимірювання.

Відповідь: Сила, з якою Земля притягує до себе тіла, що перебувають на її поверхні, або поблизу неї. Формула для знаходження сили тяжіння:  Fтяж = mg.

• Що називається вагою тіла? Як її можна обчислити?

Відповідь: Вага тіла – це сила, з якою тіло діє на опору або підвіс унаслідок притягання до Землі. Визначається за формулою Р = mg. 

4. Вивчення нового матеріалу.

Робота в групах ( виконання спостережень та експериментів)

І. Вчитель: Діти! Ми повторили, які сили існують в природі. Для того, щоб з’ясувати від чого залежить результат дії сили проведемо спостереження та дослідження. Кожна група отримує завдання.

(Учням пропонуються виконати завдання щодо пояснення явищ, зображених на слайдах) (Слайд №4) Вчитель: В житті ми часто спостерігаємо що торкаючись піску чи то босоніж, чи то руками ми залишаємо на ньому сліди. Чи різняться сліди між собою та в чому ця різниця? Пропоную розглянути та пояснити ваші спостереження на наступних слайдах.

(Слайд №5) І група. Спостереження 1. Якщо натиснути на поверхню піску спочатку долонею, а потім пальцем ми переконаємося, що слід, котрий залишиться, зокрема його глибина, залежатиме від того, як саме було натиснуто – долонею чи пальцем (за однакової сили тиску)

(Слайд №6) ІІ група. Спостереження 2. Дерев’яний паралелепіпед поставити на пухкий сніг спочатку на один бік, а потім на інший, більшої площі. У першому випадку брусок більше провалиться в сніг, ніж у другому, хоча сила, що діє на сніг з боку бруска, не змінилася.

 (Слайд №7) ІІІ група. Спостереження 3. Якщо натиснути пальцем на дерев’яну дошку, то на ній не залишиться навіть маленької вм'ятини. Але якщо натиснути на канцелярську кнопку, вона легко ввійде в ту ж саму дошку. Як пояснити цей факт? Адже в обох випадках до поверхні стола діяла однакова сила?

Работа учнів в групах – проведення дослідів

І група. Проведіть дослід: гострим кінцем цвяха на­тисніть на пластилін так, щоб з'явилося за­глиблення. Тепер головкою цвяха натисніть на пластилін приблизно з тим самим зусил­лям. Порівняйте отримані заглиблення. Зробіть висновок про те, як залежить глибина заглиблення від площі опори.

Закінчіть фразу: «При збільшенні площі опори глибина заглиблення...»

ІІ група. Проведіть дослід: Покладіть на пластилін монету й гострим кінцем цвяха натисніть на монету, докладаючи зу­силля. Гострим кінцем цвяха на­тисніть на пластилін так, щоб з'явилося за­глиблення. Чому виїмка глибша, ніж у пер­шому випадку?

 Закінчіть фразу: «При зменшенні площі опори глибина заглиблення...»

 ІІІ група. Проведіть дослід: візьміть дві однакові мочалки та гирі масами 1кг та 500 г. На першу мочалку поставте гирю масою 1 кг, а на другу – масою 500 г. Що спостерігаємо? Порівняйте вагу, з якою тисне перша гиря з вагою другої гирі. Як залежить занурення гирі в мочалку від сили, з якою вона на неї тисне?

Закінчіть фразу: «При збільшенні сили тиску глибина заглиблення...»

Вчитель: Для характеристики залежності результату дії сили від площі поверхні, на яку діє ця сила, у фізиці використовують поняття тиску.

(Слайд №8) Означення. Тиск це фізична величина, яка дорівнює відношенню сили, що діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні.

Тиск позначають символом p і обчислюють за формулою

P=

де F – сила, що діє на поверхню (сила тиску);  S – площа поверхні.

Одиницею тиску в СІ є Паскаль

Па = Н/

1 Па – це тиск, який створює сила в 1 Н, що діє перпендикулярно до поверхні площею в 1

Названо на честь французького вченого XVII століття Блеза Паскаля

Повідомлення учениці про Блеза Паскаля – Слайди № 9,10,11

(Слайд №12) 1 Па – невеликий тиск, тому часто використовують кратні одиниці тиску: гектопаскаль, кілопаскаль, мегапаскаль.

1 гПа = 100 Па,  1кПа = 1000 Па,

1МПа = 1000000 Па.

Порівняти тиски, що створюються різними тілами, можна за допомогою таблиці:

Робота з таблицею - Слайд №13

(Слайд №14) Вчитель: Формулу для визначення тиску можна записати у виді трикутника, з якого потім легко виводити формули для обчислення сили тиску та площі опори, на яку тиск здійснюється. (Записи відповідних формул на дошці)

(Слайд №15) У техніці, будівництві, на транспорті дуже часто використовують різні способи, щоб зменшити або збільшити тиск. Яким чином це можна зробити? Оскільки тиск прямо пропорційний силі тиску, то його можна збільшити збільшивши дану силу і навпаки, зменшити, зменшуючи силу тиску. Також тиск обернено пропорційний площі опори, на яку він здійснюється. Значить зменшивши площу опори тиск зменшуємо, а збільшивши – збільшуємо.

5. Закріплення вивченого матеріалу. (Робота в групах) (Слайд №16)

Кожній групі пропонуються якісні задачі до розв’язання:

1 група.

1. Навіщо заточують леза ножів? (Слайд №17)

Відповідь: Щоб зменшити площу опори. В результаті цього тиск, який чинить ніж, збільшиться.

(Слайд №18) 2. Людина провалилася під лід. Як треба діяти, спираючись на знання про тиск, щоб врятувати її?

Відповідь: Тому, хто провалився під лід, дуже важко вибратися з ополонки, адже лід кришиться під вагою тіла. Щоб запобігти цьому, треба широко розвести руки в сторони, розпластавшись на льоду, і перекотитися на спину, щоб витягти ноги. Чим більше ти розпластаєшся на льоду, тим менше тиснутимеш на нього. Вибравшись з ополонки, не можна ставати на ноги, а слід перекотитися чи переповзти на безпечне місце, пам'ятаючи, що вага тіла стала більшою через мокрий одяг.

Допомогти тому, хто провалився під лід, можна, якщо з безпечного місця подати потерпілому довгу жердину, гілку, кинути мотузку, зв'язані паски, шарфи. Підбиратися до потерпілого найкраще, прив'язавшись мотузкою, лігши на лижі або дошку і обережно просуваючись до ополонки.

(Потрібно лягти на лід і попереду себе переміщувати дошку. Таким чином площа опори збільшиться, а тиск зменшиться).

(Слайд №19) 3. Чому каблучки туфель дівчини чинять тиск набагато більший, ніж ноги слона?

Відповідь:  Тому що площа опори каблучків туфель дівчини набагато менша ніж площа опори ніг слона, тому і тиск більший.

2 група.

(Слайд №20) 1. Як людина, що стоїть на підлозі, може дуже швидко подвоїти тиск на підлогу, не навантажуючи себе ніякими додатковими вантажами?

Відповідь: Потрібно стати на одну ногу. Площа опори зменшиться вдвічі, а тиск збільшиться вдвічі.

(Слайд №21) 2. Індійські факіри можуть лежати на гострих лезах. Що треба зробити факіру, щоб зменшити ризик порізати шкіру спини: зменшити чи збільшити кількість лез?

Відповідь: Потрібно збільшити кількість лез, в результаті цього збільшиться площа опори, на яку тисне факір і тиск на леза зменшиться, отже ризик порізати шкіру спини також зменшиться.

(Слайд №22) 3. Чому з давніх часів мешканці Півночі для пересування по снігу використовували лижі?

Відповідь: Щоб збільшити площу опори, а відповідно і зменшити таким чином тиск на сніг.

3 група.

(Слайд №23) 1.  З якою метою під залізничні рейки підкладають шпали та металеві підкладки?

Відповідь: Щоб збільшити площу опори. В результаті цього тиск, коли по рейках буде проходити потяг, зменшиться.

(Слайд №24) 2. Виберіть у нашому віртуальному магазині один предмет та поясніть свій вибір з фізичної точки зору: рюкзак для тих, хто любить ходити в похід; санки для тих, хто любить на них кататися; крісло для тих, хто  довго сидить за комп'ютером, для стильних – на вибір взуття, в якому зручно ходити взимку.

    Відповідь: Учні пояснюють причину вибору речей з віртуального магазину. Рюкзак вибрано с широкими лямками, санки с широкими полозьями, взуття на товстій и широкій подошві.

   (Слайд №25)  3. Чому комар своїм хоботком може створити тиск набагато більший ніж тиск, що створює людина,  коли стоїть?

    Відповідь: Комар своїм хоботком тисне на дуже малу площу опори, яка є набагато меншою, ніж площа опори, на яку тисне людина, що стоїть. Тому і тиск, який чинить комар значно перевищує тиск, який створює людина.

Вчитель: Будь – яка поверхня витримує тільки певний тиск. Наприклад, шкіра людини витримує тиск 3000000 Па. Якщо тиск перевищить той, який може витримувати поверхня, то опора рушиться. Тому, в залежності від того, який результат хочуть дістати, тиск можна збільшувати або зменшувати. Які ж способи зміни тиску? Де їх використовують?

Повідомлення учнів:

•  «Тиск високий та низький»; (Слайди  №26, 27, 28, 29, 30)
• «На гусеничному ходу і по снігу». (Слайди №31,32, 33, 34,35)

Вчитель:(Слайди №36, 37) На слайдах ви бачите роль тиску в житті тварин, у їхній боротьбі за існування та у житті рослин.

Розв’язуємо розрахункові задачі.

(Слайд №38) № 15.4. Яку силу тиску і тиск створює на опору площею 400 см² тіло, маса якого дорівнює 12 кг?

    Дано:                                Розв’язання:

m = 12 кг                                   

S = 400 см²                          F = mg

g = 10 н/кг

F = 12 кг ∙10 н/кг = 120 H

  F-?  p -?    p = ==3000 Па = 3 к Па

Відповідь: сила тиску 120 Н, тиск – 3 кПа.

(Слайд №39) №15.11. Людина масою 90 кг стоїть на лижах, які мають довжину 1,8 м і ширину 10 см. Який тиск людина створює на сніг?

Дано:     Розв’язання: F = P = mg = 90кг •10 = 900H

m = 90 кг      S = a ∙ b = 1,8 м ∙ 0,1 м = 0,18 м²

g = 10 н/кг

а = 1,8 м                          p = = =  5000 (Па) = 5 (кПа)

в = 10 см = 0,1 м

p -?                          Відповідь: людина створює на сніг тиск 5 кПа

6. Підсумок уроку.

Фронтальне опитування:

• Що нового ми вивчили на уроці?
• Чому ми навчилися на цьому уроці?
• Від чого залежить тиск?
• В яких одиницях вимірюють тиск?

Вчитель виставляє оцінки учням.

Рефлексія. ( Метод «Рюкзак») (Слайд №40)

Вчитель: Наш урок добігає кінця. А зараз я пропоную вам зібрати «рюкзак», щоб узяти в дорогу знання, вміння, настрій від сьогоднішнього уроку, вивчене на уроці для використання в житті. На столі у кожної групи є конверт, в якому знаходяться паперові зошити, лінійки, ручки, блокноти на яких ви стисло запишете продовження запропонованих речень та вкладете у рюкзак, який ви бачите на дошці.

(Учні записують продовження запропонованих речень та виходять до дошки, озвучують написане та заповнюють рюкзак)

- На уроці мені сподобалось…

- Урок важливий, тому що…

- Знання, отримані на уроці знадобляться мені…

- Я отримала гарну оцінку, тому що…

- Тепер я знаю…

- Тепер я вмію…

- Я досяг(ла) успіху, тому що…

- Мій настрій…

7. Домашнє завдання. (Слайд №41)

1. Вивчити §17.

2. Збірник: – 1-й рівень: № 15.2., №15.3., №15.5;

           2-й рівень: №15.6., №15.8., №15.10, №15.16;

           3-й рівень: №15.22., №15.23.. №15.24., №15.26., №15.28.

творче завдання напишіть невеличкий твір на тему на «Людина і тиск».

Вчитель: Діти! Хочу сказати, що фізику доступна радість розуміти природу і навіть «вести з нею бесіду» тож я бажаю навчитися вам розуміти природу та спілкуватися з нею однією мовою.