«Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску. Тиск в природі, техніці та побуті»

Урок – мандрівка  на тему:

«Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску. Тиск в природі, техніці та побуті»

   

Мета уроку:

формування предметних компетентностей: 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;

формування ключових компетентностей:

•         спілкування державною мовою:  формувати вміння  усно висловлювати свої думки, чітко та аргументовано пояснювати факти;

•         уміння вчитися: організовувати роботу для досягнення результату ;

•         загальнокультурну: дотримуватися норм мовленнєвої культури та дотримання правил толерантної поведінки;

•         компетентність у природничих науках: формування допитливості, прагнення робити відкриття, формулювати припущення і робити висновки, пізнавати себе і навколишній світ шляхом спостереження та дослідження;

•         фізичну грамотність: уміння застосовувати фізичні знання для виконання завдань усвідомлення ролі фізичних знань та вмінь в особистому житті людини;

•         соціальну: проявляти ініціативу, продуктивно співпрацювати з однокласниками в групі, команді та колективі;

•         інформаційно-комунікаційна компетентність, вчити використовувати засоби інформаційно-комунікаційної компетентності у навчанні та інших життєвих ситуаціях

Тип уроку. Урок засвоєння нових знань (урок-подорож).

Обладнання: мультимедійний проектор, комп’ютер,

Хід уроку

І. Організаційний етап.

Добрий день, шановні учні. Епіграфом нашого уроку я хочу взяти слова давньогрецького філософа Конфуція:

Те, що я чую, я забуваю.

Те, що я бачу, я запам’ятовую.

Те, що я роблю, я розумію.

      Ви любите подорожувати?

      А чи завжди під час подорожі, зустрівшись з незвичайним явищем, ви намагаєтесь пояснити його?

      А полюбляєте відкривати щось нове, раніше вам невідоме?

Тож сьогодні разом з вами ми спробуємо зробити невелике самостійне відкриття.

Сьогоднішній урок ми проведемо у формі мандрівки.  На вашому шляху будуть міста, замки, острови. Я, як екскурсовод, ознайомлю вас із цими пунктами маршруту та із завданнями.

Ви, здійснюючи подорож побуваєте у таких пунктах:

Пункт 1. Місто Ерудитів

Пункт 2. Місто Кмітливих.

Пункт 3. Острів Експериментаторів.

Пункт 4. Місто Законів.

Пункт 5. Станція Нерозгаданих таємниць.

Пункт 6. Замок Чаклунів.

Пункт 7. Місто Техніків.

 

ІІ. Актуалізація опорних знань

Починаємо мандрівку.

Пункт 1. Місто Ерудитів

Отже, ми продовжуємо вивчати тему «Взаємодія  тіл».

Гра «Вірю – не вірю»

      Сила – міра взаємодії тіл

      Деформація – зміна форми та розмірів тіла

      Сила, яка виникає при деформації тіла – сила тяжіння.

      Динамометр – прилад для вимірювання сили

      g =9,8 Н/кг

      Одиниця сили в СІ – метр

      Вага – це сила, з якою Земля притягує всі тіла.

      Площу позначають літерою L.

      Одиниця ваги в СІ – кг

      Р – сила тяжіння.

      Вага верблюда 600 кг.

      Сила тяжіння немає напрямку.

 

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Пункт 2. Місто Кмітливих

На урок я прийшла з ось таким приладом. Як називається даний прилад? (Тонометр)

 Правильно, тонометр. А що можна виміряти за допомогою тонометра? (Артеріальний тиск людини)

А  зараз звернемо увагу на екран. Прочитайте мені, будь ласка, речення повністю.

1. У хворої людини підвищився артеріальний…….
2. Атмосферний…… різко падає, можливі опади.
3. «Наутилус» занурився в безодні глибини, не зважаючи на великий….. зовнішнього середовища.
4. – Це була жінка -, сказав комісар Мегре,- тільки тоненька шпилька жіночих черевичків могла спричинити такий….

У всіх реченнях пропущено слово: - Тиск.

Часто в житті ми стикаємося з цим словом, тільки в різних ситуаціях. Що у вашому розумінні означає це слово? Спорідненим до слова тиск є дієслово «тиснути».

А що з точки зору фізики воно може означати? (Жати силою)  Я думаю, що ви вже здогадалися яка тема нашого уроку. Яка? (Тиск) Правильно. Молодці.

Отже, тема уроку «Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску. Тиск в природі, техніці та побуті». Для вас ця тема є новою. Ми побачили з вами, що в житті з цим словом стикаємося часто, тому сьогодні на уроці ми повинні познайомитися з фізичною величиною - тиск; дізнатися, що дана величина характеризує, як позначається, в яких одиницях вимірюється та за якою формулою визначається.

Проблемні ситуації:

А) Чому ми провалюємося в пухкий сніг у чоботах і не провалюємося, коли стоїмо на лижах, адже на лижах чи без лиж людина діє на сніг з силою, що дорівнює її вазі?

Б) Чому каблуки туфель дівчини чинять тиск набагато більший, ніж ноги слона?

В) Ви збираєтесь в похід. Який рюкзак ви виберете з вузькими чи широкими лямками?

Г) Індійські факіри можуть лежати на гострих лезах. Що треба зробити факіру, щоб зменшити ризик порізати шкіру спини: зменшити чи збільшити кількість лез? Д) Чому гострим ножем різати легше, ніж тупим?

Д) З якою метою під залізничні рейки підкладають шпали та металеві підкладки?

Е) Чому комар своїм хоботком може створити тиск набагато більший ніж тиск, що створює людина, коли стоїть?

Є) Чому гострим ножем різати легше, ніж тупим?

Ж) Чому до людини, яка провалилася під лід треба підповзати, а не йти пішки?

На всі ці та й інші питання ми одержимо в ході сьогоднішнього уроку

 

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Пункт 3. Острів експериментаторів.

За допомогою чого в фізиці можна перевірити істинність того чи іншого висловлювання?  (Дослід, експеримент)  Правильно. Тож, проведемо наступний дослід.

Дослід 1. Візьміть, будь ласка, у руки олівець і натисніть його основою на палець. Відчули дію? А тепер оберніть олівець, і загостреним грифелем з такою самою силою і у тому ж самому напрямі , натисніть знову ж таки на палець.

Ви відчули різницю у дії сили? Але ж сила однакова, напрям той самий і прикладали Ви до пальця. У чому причина спостережуваного явища? (У основи олівця й у кінчика грифеля різна площа поверхні).  Отже, результат дії сили залежить від площі тієї поверхні, перпендикулярно до якої вона діє.

Дослід 2. Візьмемо пластмасову або залізну лінійку, яку покладемо на два дерев’яні бруски. Далі на зверзу на лінійку кладемо вантажі, і спостерігаємо за тим що відбувається з лінійкою.

  У розглянутих дослідах та прикладах сила діяла перпендикулярно до поверхні тіла. Такy силу називають силою тиску. Це не окремий вид сили, її природа може бути різною. Стоячи перпендикулярно до поверхні підлоги, ми  своєю вагою створюємо тиск на неї.

 

Пункт 4. Місто Законів.

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

Тиск — це фізична величина, яка характеризує результат дії сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні.

Одиницею тиску в СІ є паскаль (на честь французького вченого Блеза Паскаля)

[р] = Па

1 Па — це тиск, який створює сила в 1 Н, що діє перпендикулярно до поверхні площею 1 м²:

На практиці ще використовують кратні одиниці тиску:

гектопаскаль:  1 гПа = 100 Па

кілопаскаль:  1 кПа = 1000 Па

мегапаскаль:  1 МПа = 1000 000 Па.

Знаючи тиск можна визначити й силу тиску:

 

Пункт 5. Станція Нерозгаданих таємниць.

Ми вивчили, що таке тиск. Як ви думаєте, як можна змінити тиск? (змінивши силу тиску або змінивши площу, на яку діє ця сила).

Змінювати тиск шляхом зміни сили тиску не завжди зручно і можливо. Тому змінюють площу, на яку діє сила тиску. Якщо площу поверхні збільшувати, то тиск відповідно зменшуватиметься, і навпаки, зі зменшенням площі тиск зростатиме. Ці способи знайшли застосування в техніці і природі.

Це ми розглянемо трішки пізніше, а зараз я вам пропоную розв’язати задачі. (Біля дошки учень)

1. Рибалка вирушає на зимову риболовлю. Чи безпечно те, якщо лід на початку березня витримує тиск 9 кПа, а маса рибалки із спорядженням та без улову 100 кг. Сліди від зимового взуття зображено на рисунку.
2. З якою силою діє танк на поверхню, якщо при площі його гусениць - 3 м², тиск його на поверхню

буде 15 000 Па.

3. Токарний верстат масою 300 кг спирається на фундамент. Тиск становить 150000 Па. Яка площа

опори верстата?

Ну, що ж тепер ми можемо дати відповіді на поставлені запитання на початку уроку?

А) Чому ми провалюємося в пухкий сніг у чоботах і не провалюємося, коли стоїмо на лижах, адже на лижах чи без лиж людина діє на сніг з силою, що дорівнює її вазі? (Щоб збільшити площу опори, а відповідно і зменшити таким чином тиск на сніг)

Б) Чому каблуки туфель дівчини чинять тиск набагато більший, ніж ноги слона? (Тому що площа опори каблучків туфель дівчини набагато менша ніж площа опори ніг слона, тому і тиск більший.)

         В) Ви збираєтесь в похід. Який рюкзак ви виберете з вузькими чи широкими лямками? (З широкими, щоб зменшити тиск на плечі)

Г) Індійські факіри можуть лежати на гострих лезах. Що треба зробити факіру, щоб зменшити ризик порізати шкіру спини: зменшити чи збільшити кількість лез? (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)

Д) З якою метою під залізничні рейки підкладають шпали та металеві підкладки? (Щоб збільшити площу опори. В результаті цього тиск, коли по рейках буде проходити потяг, зменшиться)

Е) Чому комар своїм хоботком може створити тиск набагато більший ніж тиск, що створює людина, коли стоїть? (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)

Є) Чому гострим ножем різати легше, ніж тупим? (Менша площа дотику,  а тиск більший)

Ж) Чому до людини, яка провалилася під лід треба підповзати, а не йти пішки? (Щоб збільшити площу поверхні тіла, а тиск на лід зменшити)

Пункт 6. Замок Чаклунів.

У тваринному і рослинному світі зустрічаються як дуже великі, так і дуже маленькі значення тисків. У складному процесі еволюції виживають лише ті види, які краще змогли пристосуватися до навколишнього світу. Одне з основних завдань - вижити, захистити себе від ворогів. І тут дуже до речі і гострі шипи троянд і кактусів, і колючки їжака і дикобраза. Довжина колючок у деяких видів кактусів досягає 15 см, а міцність їх така, що за допомогою цих колючок можна програвати пластинки.

Розглянемо ці пристосування з точки зору фізики. Дуже мала площа шипів і колючок забезпечує величезний тиск навіть при незначній силі. Спробуйте взяти в руки їжака або гілочку троянди - і ви самі переконаєтеся в цьому. До речі, свої колючки їжак використовує не тільки для захисту. Дуже цікавим видовищем є їжачок, що несе на колючках яблука. Спостереження показують, що для цього він катається по купі яблук, поки не наколе хоча б кілька.

За таким же принципом влаштовані гострі зуби й ікла хижаків, дзьоби і лапи птахів. Ці пристосування не тільки ворога злякають, але і їжу добувати допомагають. Моржі, наприклад, своїми величезними бивнями розкопують на морському дні молюсків. Левиця гострими іклами здатна миттєво умертвити свою жертву, а інші зуби виконують роль гострих ножиць, відрізати шматки м'яса. Комахи відмінно «знають» фізику: тонкі жала комарів, ос, бджіл створюють величезний тиск, проколюючи шкіру. Рекордсменом є комар - при укусі він створює тиск до 100 млрд кПа!

Дерева теж живуть відповідно до законів фізики - чим вище дерево, тим товще воно у основі, а бічні корені створюють додаткову опору, зменшуючи тиск на грунт.

Таблиця приблизних значень тисків у живій природі, виражена в кПа.

Заяць	Росомаха	Вовк	Лось	Слон
1,2	2,1	12	50	600

 

Пункт 7. Місто Техніків.

У техніці, будівництві дуже часто використовують різні способи, щоб зменшити або збільшити тиск.

При зведенні будинку його фундамент роблять ширшим, ніж сам будинок, для зменшення тиску на ґрунт.

Проблема тиску відіграє важливу роль на транспорті.

Шини вантажних автомобілів роблять набагато ширшими, ніж у легкових автомобілях.

Розгляньте таблицю та поміркуйте, чому, наприклад, гусениці трактора створюють на грунт набагато менший тиск, ніж колеса легкового автомобіля?

Тиски, який створюють деякі тіла

Тіло, що створює тиск	Тиск р, кПа	Тіло, що створює тиск	Тиск р, кПа
Людина, що стоїть, на підлогу	20-30	Швацька голка на тканину	До 100 000
Гусениці трактора на грунт	40-50	Колеса залізничного вагона на рейки	300 000
Колеса легкового автомобіля на грунт	200-300	Зуби собаки на кістку	До 150 000
Лезо лопати на грунт	1000-2000	Жало оси на шкіру	33 000 000

 

 

Підсумок уроку

Дослід.  Станьте біля парт. Зараз ви спричиняєте певний тиск на підлогу. А зараз виконайте певну дію, щоб ваш тиск на підлогу збільшився у два рази. (Підняти одну ногу)

Рефлексія.

      Продзвенить скоро дзвінок.

      Вам сподобався урок?

      А чи зрозуміли ви сьогодні тему?

Зараз поплескайте 1 раз в долоні ті, хто погано засвоїв матеріал сьогоднішнього уроку.

Поплескайте 2 рази в долоні ті, хто зрозумів тему уроку, але ще є певні проблеми в застосуванні знань.

А тепер поплескайте в долоні ті, хто добре засвоїв матеріал уроку.

А я аплодую вам за те, що мені було приємно з вами працювати на уроці.

 

 

Домашнє завдання.