Урок «Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Барометры »

 Теме «Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Барометры »

Цель урока:

– образовательная:  сформировать понятие атмосферного давления, раскрыть его природу, экспериментально доказать его наличие; ознакомить учащихся  с явлениями, вызванными действием атмосферного давления;

– развивающая:  развивать умение выделять главное, аргументировать свой ответ, приводить примеры, формулировать выводы, анализировать и систематизировать предлагаемую информацию;

– воспитательная: создать условия для положительной мотивации при изучении физики, используя разнообразные приемы деятельности, сообщая интересные сведения;

Тип урока: комбинированный.

Методы обучения: эвристический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, демонстрации и практические задания, решение задачи физического содержания.

Техническое оборудование: компьютер, телевизор; приборы для демонстрации опытов, доказывающих существование атмосферного давления: стакан с водой, лист бумаги, свеча, монетка, тарелка.

ХОД УРОКА

I. Организационная часть.

Приветствие, проверка готовности к уроку, эмоционального настроя.

Гуляя в тенистой роще, греческий философ беседовал со своим учеником: «Скажи мне, — спросил юноша, — почему тебя часто одолевают сомнения? Ты прожил долгую жизнь, умудрен опытом и учился у великих эллинов. Как же так, что для тебя осталось столь много неясных вопросов?»

В раздумье философ очертил посохом перед собой два круга: маленький и большой. «Твои знания — это маленький круг, а мои — большой.  Но все, что осталось вне этих кругов, — неизвестность. Маленький круг мало соприкасается с неизвестностью. Чем шире круг твоих знаний, тем больше его граница с неизвестностью. И впредь, чем больше ты станешь узнавать нового, тем больше будет возникать у тебя неясных вопросов».

Греческий мудрец дал исчерпывающий ответ.

Сегодня на уроке мы попытаемся расширить круг наших знаний.

II. Целеполагание и мотивация.

Ребята, вытяните руки вперед ладонями вверх. Что вы чувствуете? Вам тяжело? Нет, странно, а ведь на ваши ладони давит воздух, причем масса этого воздуха равна массе КАМАЗа, груженного кирпичом. То есть около 10 тонн! Как вы думаете о чем пойдет сегодня речь.

Тема урока: Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Барометры.

Цель урока: расширить знания об атмосферном давлении, убедиться в его существовании и научиться использовать полученные знания для решения физических задач.

III. Актуализация опорных знаний.

Прежде, чем приступить к новой теме проверим домашнее задание, вспомним термины, которые изучили на прошлом уроке по теме «Давление жидкостей и газов», которые пригодятся нам сегодня на уроке.

У доски учащиеся показывают решение домашних задач. С остальными учащимися проводим игру.

Игра «Передай мяч» учащиеся передают на соседнюю парту маленький мяч, называя слова по данной теме и давая им объяснения. Если ученик не знает ответа, то он просто передает мяч следующему ученику.

1.Чем обусловлено давление газа?

2.От чего зависит давление газа ?

3.Сформулируйте закон Паскаля.

4.Как называется давление создаваемое жидкостью? Как рассчитать это давление?

5. В какой воде пресной или соленой давление на одной глубине больше?

6. Какие сосуды называются сообщающимися?

7. Как устанавливается однородная жидкость в сообщающихся сосудах?

А теперь из курса географии давайте вспомним:

1. Что такое атмосфера? (воздушная оболочка Земли).

2. В каком слое воздух наиболее сжатый и плотный? Почему? (в нижнем, количество молекул в этом слое больше, а чем выше слой, тем воздух более разреженный).

3. Как вы думаете, что произошло бы с атмосферой Земли, если бы не было силы земного притяжения? (она бы улетела).

Итак, наша Земля находится на дне воздушного океана, которое простирается вверх на несколько тысяч километров.  Атмосфера не имеет четкой верхней границы. Вследствие действия силы тяжести, верхние слои воздуха, подобно воде в океане, сжимают нижние слои, в результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха.

Экспериментально установлено, что вес 1м³ воздуха равен 13Н

- А почему атмосфера “не оседает” на поверхность Земли? (Молекулы газов, составляющих атмосферу, движутся непрерывно и беспорядочно)

Оказывается, чтобы покинуть Землю, они должны обладать скоростью не меньше 11,2 км/с, это вторая космическая скорость. Большинство молекул имеют скорость меньше 11,2 км/с. Плотность воздуха уменьшается с высотой.

IV. Изучение нового материала.

Давайте попробуем дать определение атмосферному давлению (ученики высказывают свои мнения).

Запись в тетради: атмосферное давление – это давление, оказываемое атмосферой Земли на земную поверхность и на все тела, находящиеся на ней.

Но мы на себе давление воздуха не ощущаем. Так существует ли оно? Докажем существование атмосферного давления на опыте, а в этом поможет нам (ФИ учащегося)

Опыт 1 выполняет учащийся.  Наполним обыкновенный стакан до краёв водой. Накроем его листком бумаги так, как это показано на рисунке. Плотно прикрыв его рукой, перевернём бумагой вниз. Осторожно уберём руку, держа стакан за дно. Вода не выливается. Почему это происходит?

Ответ: Воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха распространяется во все стороны одинаково (по закону Паскаля), значит, и вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды оставалась совершенно ровной.

А как было открыто  атмосферное давление?

Учащийся 2 В 1654 году магдебургский бургомистр и физик Отто фон Герике показал на рейхстаге в Регенсбурге один опыт, который теперь во всём мире называют опытом с магдебургскими полушариями.  Он взял два металлических полушария, сложил их вместе, между ними поместил кожаное кольцо, не оставившее между полушариями даже малейшей щели  и  выкачал воздух из полости между ними. Давление атмосферы так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать 8 пар лошадей. Чем больше воздуха выкачивали из полости между полушариями, тем сильнее они сжимались снаружи атмосферным давлением.

 Выводы: учащиеся приходят к выводу, что атмосферное давление на самом деле существует.

1638 году герцог Тосканский решил украсить сады Флоренции фонтанами , но его затея не удалась - вода не поднималась выше 10,3м.

Поиски причин упрямства воды и опыты с более тяжелой жидкостью - ртутью, предпринятые в 1643г. Торричелли, привели к открытию атмосферного давления.

Давайте посмотрим этот опыт .

Торричелли обнаружил, что высота столба ртути в его опыте не зависит ни от формы трубки, ни от ее наклона. На уровне моря высота ртутного столба всегда была около 760мм. Это давление было принято за нормальное атмосферное давление. Давайте выразим это давление в единицах СИ.

Учащийся выполняет у доски.

Атмосферное давление можно измерить и другим способом с помощью прибора который называется барометр- анероид. Барометр-анероид является важным прибором для предсказания погоды. Высокое давление – ясная погода, низкое давление – дождливая погода .

Измерение давления имеет и другое практическое применение. Было установлено, что при подъёме на каждые 12 м давление уменьшается на 1 мм рт.ст. Следовательно по изменению атм.давления можно определить высоту горы.

V. Закрепление новых знаний.

Великий Аристотель говорил – сначала надо собирать факты, и только после этого связывать их мыслью. Давайте прислушаемся к его совету. На столе у меня  есть стаканы с водой, шприц, монетка, свечка. Подумайте и проделайте возможные эксперименты с этими предметами.

Выполнить эксперимент: На тарелку положите монету и налейте воды так, чтобы она ее покрывала. На столе имеется стакан и свеча. Как вынуть монету из воды, не замочив рук?

Пламя нагревает воздух в стакане. И часть его выходит наружу. Когда стакан переворачивают, воздух в нем охлаждается, давление его падает и внешнее атмосферное давление загоняет воду в стакан. Теперь можно взять монету.

Учитель: Послушайте, ребята, одну историю. Однажды мама вымыла банки горячей водой и сразу надела на них горячие пластмассовые крышки. Спустя некоторое время мама не смогла снять крышки. Призванный на помощь папа с большим трудом справился с заданием, поругивая … Назовите это явление. Почему? Ответ: атмосферное давление.

Объяснение: От горячей воды банка нагрелась, часть воздуха вышла. Мама закрыла банки крышкой, банка остыла, и внутри давление меньше стало, чем снаружи (атмосферного).

Решение задачи у доски.

VI. Подведение итогов урока.

Подведем итоги урока. Для этого восстановите предложения, заполнив пустые графы.

1. Вокруг Земли существует ______, которая удерживается благодаря ______

2. Воздух имеет ___ и давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней тела.

3. С увеличением высоты плотность атмосферы ___________ и давление _________.

Итак, в начале урока мы сказали, что на наши вытянутые  ладоши давит воздух с силой, равной весу груженого КАМАЗа. Как называется такое давление?

Учитель: На каком законе базируется понимание того, что нам не тяжело удерживать в ладонях весь столб воздуха?

Ученики: На законе Паскаля. Давление воздуха действует на наши ладони и сверху и снизу одинаково. Поэтому мы и не замечает этого веса.

VІІ. Домашнее задание. Рефлексия

Мы с вами прошли трудный путь от предположения о существовании атмосферного давления к доказательствам. Цели нашего урока  достигнуты. Вы показали себя хорошими наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя все новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование.

Рефлексия «Светофор». Оцените свое эмоциональное состояние после урока.

Ребята у вас на столах лежат три листочка:

Желтый цвет – все получилось урок удался;

Зеленый цвет – осталось кое-что не понятно;

Сиреневый цвет – ничего не понятно.

Большое спасибо, ребята, за совместную работу!