Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску.

Навчальний предмет. Фізика. 7 клас.

Розділ. Взаємодія тіл. Сила.

Тема. Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Учитель: Мельник Ірина Миколаївна, вчитель фізики та астрономії, Білоцерківська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів № 11 Білоцерківської міської ради, Київська область, місто Біла Церква.

Програма для загальноосвітніх навчальних закладів «Фізика. 7-9 класи», затверджена наказом Міністерства освіти і науки України від 07.06.2017 № 804, (http://mon.gov.ua/activity/education/zagalna-serednya/navchalni-programi-5-9-klas-2017.html)

Мета: сформувати  уявлення про тиск як про фізичну величину;

навчити учнів розрізняти поняття «тиск» і сила тиску;

показати практичне значення знань про тиск;

формувати мотивацію до вивчення фізики, використовуючи різноманітні прийоми;

удосконалювати  вміння учнів спостерігати, аналізувати, узагальнювати; сприяти розширенню кругозору школярів.

Обладнання: лабораторні динамометри, бруски, лінійки, канцелярські кнопки, олівці.

Хід уроку

Організаційний момент. Доброго дня!

1. Фізична розминка

- Поміркуйте, про що йде мова в моїх фразах? ММ1

Якщо він різко падає, можливі опади

У хворого він може раптово підвищитися

Його не витримали захисники команди «Спартак» від нападників «Динамо»

Це була жінка, - сказав комісар Мегре, - тільки тонкий підбор жіночого

взуття міг чинити такий великий …

- Правильно, хоча слово використовувалося в  різних значеннях, це слово «тиск». Одже сьогодні на уроці ми будемо говорити про «Тиск. Силу тиску»ММ2

2. Актуалізація опорних знань

- Перед тим як будувати поверх, перевіримо на скільки міцний фундамент

• Що таке сила? (Векторна величина, яка є мірою взаємодії тіл)
• Як позначають силу у фізиці і в яких одиницях вона вимірюється? (F, Ньютон)
• Які сили нами вивчені? (Тяжіння, тертя, пружності)
• Як обчислити силу тяжіння, що діє на тіло? (F=mg)
• Як позначають площу поверхні тіла у фізиці і в яких одиницях вона вимірюється? (S, м², см², мм², ар, га)
• Назвіть одиницю площі в СІ. (м²)
• Скільки в 1квадратному метрі міститься квадратних сантиметрів? Квадратних міліметрів? (1 м²=10⁴ см², 1 м² = 10⁶ мм²)

3. Мотивація навчальної діяльності

- Скажіть, будь ласка, ММ3

чи можете ви чинити на поверхню дію більшу чи хоча б таку ж, як важкий гусеничний трактор на ґрунт? (відповіді учнів)

- Відповідь на це питання ми одержимо  протягом сьогоднішнього уроку.

4. Сприйняття та засвоєння нового матеріалу

- Візьміть у руки олівець і натисніть пальцем на основу олівця, а потім на загострений грифель

•                   Чи однаковою є сила дії на олівець у першому й другому випадках? (Так, сила однакова).
•                   А результат дії сили? (У другому випадку сила здійснює більшу дію).
•                   Чим відрізнялися ці дві дії? (Прикладалися до різної площі).

- Спробуйте натиснути на стіл долонею

•                   Чи вдалося вам побачити дію сили? (Ні)

- А тепер візьміть кнопку і прикладіть таку ж саму дію

•                   Чи побачимо тепер результат дії сили? (Так)
•                   Чим відрізнялися ці дві дії? (Прикладали силу до різної площі)

- А тепер погляньте на екран ММ4

•                   Як ви вважаєте, кому легше йти по снігу? Чому? (тій людині, яка пересувається на лижах; площа дотику збільшується)

- Результат дії сили залежить не тільки від модуля сили, але й від площі поверхні, перпендикулярно до якої вона діє ММ5

- Одже, фізична величина, яка характеризує дію сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно поверхні, до площі цієї поверхні називається тиском.

- Запишемо формулу для визначення тиску ММ

- Проведемо якісний аналіз цієї формули.

Питання 1. Сила тиску не змінюється, а площа опори збільшується. Як зміниться тиск? (Тиск зменшиться)

 - Так, правильно,тому, що тиск обернено пропорційний площі.

Питання 2. Площа опори не змінюється, а сила тиску збільшується. Як зміниться тиск? (Тиск збільшиться)

  - Так, тому, що тиск прямо пропорційний силі тиску.

- Сформулюйте висновок, як при одній і тій же силі тиск залежить від площі.

(Учні роблять висновок про те, що при одній і тій же силі тиск більший у тому випадку, коли площа опори менша, і, навпаки, чим більша площа опори, тим тиск менший).

- Зверніть будь ласка увагу на трикутник ММ, в кутах якого розташовані величини нашої формули. Цей трикутник допоможе вам ще дві важливі формули. Прикриємо ту величину, яку необхідно знайти:

наприклад F  і отримаємо F=pS  ММ6

потім S    S=F/p  ММ

i   p     p=F/S  ММ

- Запишимо одиницю вимірювання тиску

1 Н/м² =1 Па

Одиниця тиску була названа на честь французького вченого Блеза Паскаля.

Учень __________      підготував повідомлення про вченого ММ7.(виступ учня)

- Що це? (показую калькулятор, учні відповідають) прототипом цього пристрою  була ось ця лічильна машина ММ8, яку винайшов Блез Паскаль, коли йому було 18 років. За допомогою цієї машини навіть необізнана людина могли виконувати чотири арифметичні дії. Паскаль виготовив 50 моделей (паскалин), причому кожна наступна була кращою за попередню.

- 1 Па – дуже малий тиск, такий тиск чинить тіло масою 102 г на поверхню площею 1 м². Тому на практиці використовують кратні одиниці. Відкрийте підручник на ст. 151,  зверніть увагу на інші одиниці тиску та як вони записуються.

__________, прочитай, будь ласка.(учень зачитує)

гектопаскаль (гПа), 1гПа=100 Па

кілопаскаль (кПа), 1кПа=1000 Па

мегапаскаль (МПа) 1МПа=1000000 Па

- В природі взаємодіють різні тіла, тому і значення тисків можуть бути різними. Наведемо деякі приклади ММ9

Тиск легкового автомобіля на дорогу - 210⁵ Па

Нормальний атмосферний тиск - 10⁵ Па

Тиск кінчика жала оси - 3,110¹⁰ Па

Тиск трактора на ґрунт - 510⁴ Па

Тиск фундаменту Останкінської телевежі на ґрунт - 2,710⁴ Па

- Здійснимо екскурсію в світ природи і техніки.

Чим більша площа опори, тим менший тиск,  і, навпаки, зі зменшенням площі опори (при незмінній силі) тиск зростає. Тому, в залежності від того, хочуть отримати малий чи великий тиск, площу опори збільшують або зменшують. ММ10 Шини вантажних автомобілів і шасі літаків роблять значно ширшими, ніж легкових. Особливо широкими шини роблять у автомобілів, призначених для пересування в пустелях. Важкі машини, такі як трактор, танк або болотохід, можуть проїжджати по болотистій місцевості, по якій не завжди пройде людина.

ММ11 І, навпаки, добре загострені леза ріжучих і вістря колючих інструментів навіть від малої сили створюють великий тиск.

ММ12 У живій природі також трапляються ріжучі та колючі пристрої, це – зуби, кігті, дзьоби, колючки тощо.

ММ13 А ви знаєте, чому лосі досить легко можуть ходити болотом? (Роздвоєні копита лосів мають перетинку, яка збільшує площу опори і зменшує тиск.)ММ

- Ми переконалися в справедливості формули тиску в природі та техніці.

5. Колективне розв’язування задач.

- Наближається зима, водойми покриваються льодом. Ваші знайомі, родичі, батьки вирушають на зимову риболовлю. Але чи завжди можна виходити на лід. Давайте це з’ясуємо, розв’язавши ось таку задачу ММ14.

Рибалка вирушає на зимову риболовлю. Чи безпечно це, якщо лід на початку зими витримує 9 кПа, а маса рибалки із спорядженням  та без улову 100 кг. Сліди від зимового взуття зображені на малюнку (площа сліду 500 см²).

(Учень виходить до дошки розв’язувати задачу)

- При обчисленнях р=9800 Па, а лід витримує тиск 9000 Па, тому на лід виходити небезпечно)

- Ви розв’язали задачу. Давайте поміркуємо: ММ

1. Як курка може удвічі збільшити тиск на землю? (Підняти одну лапу. Площа опори при цьому зменшується удвічі, у стільки ж разів збільшиться тиск) ММ15
2. У комара, звичайно, сила комарина. ММ Яким же чином комар проколює шкіру людини, слона? (Жало комара має маленьку площу, тому створює великий тиск).
3. Людина провалилася під лід. Як треба діяти, спираючись на знання про тиск, щоб врятувати її? (Підповзати до неї, а не йти. Збільшити площу опори, при цьому зменшиться тиск на лід).ММ
4. ММ Індійські факіри можуть лежати на гострих лезах. Що треба зробити факіру, щоб зменшити ризик порізати шкіру спини: зменшити чи збільшити кількість лез? (Збільшити. Площа опори збільшиться, тиск зменшиться).
5. ММ Для чого в рюкзаку роблять широкі лямки? (Більша площа лямок, менший тиск на плечі).

6. Підсумки уроку

ММ16 Пригадайте питання, яке ми поставили на початку уроку « Чи може людина чинити на поверхню дію, більшу за трактор?»  Я запрошую двох учнів до дошки і ми спробуємо відповісти на це запитання.

ММ 17 Нехай сила, з якою людина може тиснути на поверхню, невелика (близько 500 Н), а вага трактора близько 65000 Н, але якщо людина буде з цією силою тиснути на канцелярську кнопку, площа вістря якої 0,1 мм², а трактор опиратися на гусениці площею 1,4 м², то результат дії буде різним.

Зробіть відповідні підрахунки

- Тиск кнопки на поверхню при підрахунках дорівнюватиме 500 МПа, а трактора – всього 0,05 МПа. ММ Виявляється, людина може чинити тиск навіть більший, ніж трактор!

- На сьогоднішньому уроці ми познайомилися з такою фізичною величиною як тиск. Дізналися як тиск залежить від сили тиску та площі. Переконалися в справедливості формули тиску в природі та техніці.

7. Домашнє завдання

- ММ 18 Готуючись до наступного уроку вам необхідно:

Опрацювати матеріал параграфа 22. Виконати завдання Впр. 22 (4).

Виконати інтерактивні вправи:

https://learningapps.org/8385953 ; https://learningapps.org/8390704

Підготувати по 2 цікавих запитання для однокласників з вивченої теми.

------------------------------------------------------------------------------------------------

8. Розпочнемо виконувати експериментальну задачу (якщо залишився час, і продовжити на наступному уроці.)

Обчислити тиск твердого тіла (бруска) на стіл, використовуючи ті прилади, які знаходяться у вас на столах.

- Яке питання ви хочете мені задати? (тіло має  поверхні різної площі, яку площу необхідно використати?)

- Всі три, але завдання виконуємо групами:

перший ряд – більша площа

другий ряд – середня площа

третій ряд – менша площа

• Визначити силу тиску (вагу тіла) за допомогою динамометра, враховуючи ціну поділки приладу.
• Обчислити площу за допомогою лінійки
• Обчислити тиск