Урок фізики, 7 клас. Тема: "Тиск рідин і газів. Закон Паскаля."

Урок фізики 7 клас. Тиск рідин і газів. Закон Паскаля

Мета уроку: формування поняття «тиск рідини»; знайомство з тиском на дні моря, океану; розвиток мислення, уваги, пам'яті; формування навиків роботи учнів з приладами, формулювання закону Паскаля.

Завдання уроку.

Дидактичні: сформувати у учнів осмислене розуміння вивченого матеріалу про гідростатичний тиск, закон Паскаля.

Розвиваючі: розвивати навички проведення експерименту, аналізу результатів, формування висновків, розв’язування завдань на розрахунок тиску в рідині і газі; практичне значення знань про тиск рідини.

Виховуючі: виховувати упевненість в своїх силах, відповідальне відношення до навчання.

Тип уроку: комбінований (повторення і узагальнення теми, дослідження, вивчення нового матеріалу).

Організаційні форми роботи: фронтальна, індивідуальна, робота в групі, в парах.

Методи навчання: словесні, наочні, практичні, проблемно-пошукові, стимулювання навчально-пізнавальної діяльності, контроль і самоконтроль.

Педагогічна технологія: діяльнісний підхід, проектно-дослідницький метод, ігровий підхід.

Обладнання: пляшка і повітряна кулька, закріплена на її горлечку; скляна трубка з поршнем, з'єднана із циліндром, що має гумове дно; скляна куля; прилад «Куля Паскаля», порошок білого сила кольору (зубний порошок або товчена крейда); дзвін повітряного насоса, пластикова пляшка із симетричними отворами в бічних стінках; циліндр із гумовим дном.

Хід уроку

I.                   Організаційний етап,1 хв.

Мета: підготовка класу до роботи.

Діяльність учителя: забезпечує готовність класу до уроку; створює позитивне психологічне налаштування.

Діяльність учнів:

Пізнавальна (П): «входять» у навчальну діяльність, готуються до сприйняття нового матеріалу. 

Комунікативна (К): демонструють готовність і здатність до спілкування, досягати взаєморозуміння .

Регулятивна (Р): здійснюють самоконтроль.

II.               Мотиваційний етап, 2 хв.

Мета: створення проблемної ситуації.

Діяльність вчителя: визначити мету і завдання уроку; запропонувати учням переглянути відеофрагмент про «сон» на дошці з цвяхами.

Діяльність учнів:

П: Фіксують      проблему.     Ставлять       перед собою            мету: з'ясувати       сутність запропонованого явища, відповісти на питання що таке сила тертя, які види тертя існують, які існують способи зменшення та збільшення тертя.

К: Висловлюють свої думки. Співпрацюють з учителем і з однолітками.

Р: Самостійно формулюють пізнавальну мету уроку.

III.            Етап актуалізації опорних знань учнів, 7 хв. Самостійна робота.

Варіант 1

1.                   Виразіть у гекто– і кілопаскалях тиск: 320000 Па=_________; 

6500 Па=______.

2.                   Чи однаковий тиск здійснюють на стіл бруски (рис. 1)?

3.                   На опору площею 0,6 м² діє сила 1 кН. Визначите тиск (у паскалях).

_Рис. 1. Задача 2. 4. Маса лижника 60 кг. Який тиск він здійснює на сніг, якщо _{Варіант} 1 довжина кожної лижі 1,5 м, а ширина – 10 см?

Варіант 2

1.                  Виразіть у гекто– і кілопаскалях тиск: 560000 Па=_________; 8200 Па=______.   

2.                  Чи однаковий тиск здійснюють на стіл бруски рівної маси (рис. 2)?

3.                  Людина забиває цвях у стіну, ударяючи по ньому    молотком      із         силою       30 Н. Який тиск здійснюється на цвях при ударі, якщо площа його Рис. 2. Задача 2. Варіант 2             вістря 0,01 см2?

4.                  Маса столу 2 кг. Визначте його тиск на

підлогу, якщо площа кожної з чотирьох його ніжок 4 см².

         IV.         Етап засвоєння нових знань і способів дій, 15 хв.

Відомо, що молекули газу безладно рухаються, прагнучи розлетітися в різні боки. Стиснений з усіх боків стінками посудини газ у свою чергу сам тисне на його стінки. Кожна молекула, вдаряючись, чинить надзвичайно малий тиск, але кількість молекул в одиниці об'єму посудини величезна, і всі разом вони чинять значний тиск на стінки посудини.

Чи однаковий цей тиск на різні стінки?

Учні роблять припущення, що цей тиск однаковий, оскільки всі напрямки руху молекул усередині посудини рівноправні. Перевіримо це на досліді.

Дослід 1. Під дзвін повітряного насоса поміщають злегка надуту кульку. Повітря з-під дзвона починають викачувати, кулька при цьому поступово роздувається, набуваючи кулястої форми.

Чому роздувається кулька? (При відкачуванні повітря кість молекул у дзвоні зменшується, а всередині зав'язаної кульки їхня кількість не змінюється. Під впливом ударів молекул об внутрішні стінка кулька роздувається.)

Про що свідчить куляста форма? (Тиск усередині кульки однаковий в усіх напрямках.) Висновок. Газ тисне на стінки посудини однаково в усіх напрямках.

Дослід 2. «Важка газета».

На столі лежить лінійка. Так щоб край її виступав на 3-4 см (лінійка довжиною 4050см); зверху неї кладуть газету.

Коли повільно натискають на лінійку зверху вниз газета піднімається, а коли різко вдаряють по лінійці вона може зламатися, а газета не піднімається.

Поясніть дослід.

З'ясуємо, від чого залежить тиск, що чинять гази. Учні висловлюють свої припущення, що на значення тиску мають впливах температура і об'єм газу. Перевіримо ці припущення виконуючи дослід.

Дослід 3. На отвір пляшки одягають гумову кульку. Пляшку обережно опускають у посудину з гарячою водою. Кулька роздувається.

Дослід 4. Циліндр із гумовим дном з'єднують шлангом скляною кулею. Кулю з повітрям нагрівають, нове дно роздувається.

Висновок. При збільшенні температури тиск газу збільшується.

Як можна пояснити цей факт? (При збільшенні температури швидкість руху молекул збільшується, а отже, вони частіше і сильніше співудар із стінками посудини.)

Дослід 5. Скляна трубка з поршнем з'єднана з що має гумове дно. Коли поршень гумове дно роздувається. Коли поршень всувається, відбувається зворотне – дно вдавлюється у циліндр.

Висновок. При зменшенні об'єму тиск газу збільшується, збільшенні об'єму – зменшується.

Як пояснити спостережуване явище? (При зменшенні об'єму збільшується концентрація частинок (тобто кількість в одиниці об'єму), а отже, і частота їх зіткнень зі стінками посудини.)

Гази зазвичай зберігають і перевозять у стисненому стані, гази (і рідини) використовують як передавачі зовнішнього тиску. Приміром, стисненим повітрям відчиняють двері вагонів у поїздах метрополітену і тролейбусів.

Дослід 6. «Кулю Паскаля» заповнюють білим порошком (крейдою або зубним порошком). Поршень всовують, у циліндр, збільшуючи тиск газу в ньому. Струминка повітря разом із частинками порошку виходять через отвори в кулі в усіх напрямках. Дослід повторюють, заповнюючи кулю і циліндр водою, спостерігаючи при цьому струмені, що б'ють із усіх отворів.

Висновок (записується в зошит). Тиск, що діє на рідину або газ, передається без зміни в кожну точку рідини або газу. Це твердження має у фізиці назву закону Паскаля.

На рідину, як і на всі тіла, що перебувають на Землі, діє сила тяжіння. Кожний шар рідини своєю вагою тисне на шари, розташовані нижче. І цей тиск передається дну і стінкам посудини, у якій перебуває рідина (прояв закону Паскаля).

Дослід 7. У циліндр із гумовим дном поступово наливаємо воду. Спостерігаємо, що гумове дно прогинається - і тим більше, чим вищий стовп води.

Висновок. Рідина своєю вагою створює тиск. Чим вищий стовп рідини, тим більший тиск.

Дослід 8. У пластикову пляшку з отворами наллємо воду. Помічаємо, що дальність вильоту струменя різна – і тим більша, чим нижче розташовується отвір. Помічаємо також, що з отворів, розташованих на одному горизонтальному рівні, б'ють симетричні струмені: p  F  mg _ ^Vg _ ^ Shg _gh

            S      S        S          S

.

Робимо висновок: гідростатичний тиск на будь-якій глибині усередині рідини залежить тільки від густини рідини, прискорення вільного падіння й глибини, на якій визначається тиск.

Вищезазначена формула стосується лише тиску, створюваного самою рідиною, і не враховує тиск атмосфери на поверхню рідини.

V. Етап закріплення отриманих знань і способів дій, 10 хв.

–       Якщо із дрібнокаліберної гвинтівки вистрілити у варене яйце, у ньому утвориться акуратний отвір. Якщо ж куля потрапляє у сире яйце – воно розлітається вщент. Як це можна пояснити?

–       Відповідно до якого фізичного закону відбувається видавлювання зубної пасти, крему з тюбика?

–       Чому мильна булька має форму кулі?

–       Людина може спокійно лежати на автомобільній камері, наповненій повітрям, якщо ж стати на неї ногами, то вона може лопнути. Чому? Чи обов'язково це відбудеться безпосередньо в тому місці, де стоїть людина?

–       Для повторення і закріплення вивченого ще раз акцентуємо Увагу на наступних питаннях.

–       Питання класу (відповіді біля дошки і з місця)

–       Як на основі молекулярно-кінетичної теорії пояснити виникнення тиску в газах?

–       Як довести, що тиск газу на всі стінки посудини однаковий?

–       Як змінюється тиск газу при зміненні температури? Чому?

–       Як змінюється тиск газу при зміненні його об'єму? Чому?

–       На основі молекулярно-кінетичної теорії поясніть, як передається

Задача 1. Визначте тиск води у найглибшому місці Світового океану – у Маріанській западині в Тихому океані, де глибина становить 11,035 км. Розв’язання ^{p  gh}; p 1030 м^кг₃ 9,8_кг^Н 11035м 114МПа

Відповідь: р=114МПа

Коли на таку глибину опустити шматочок дерева, то він буде спресований в тверду «цеглу», яка потім тонутиме у воді.

Задача 2. Яка товщина шару гасу, налитого в посудину, якщо він чинить на дно тиск 4 кПа?

Дано:                                  Розв’язання

                                                                                               p             4000^Па

                                                           p  gh; h      ;h                         0,5м.

                                                                                            g     800 мкг3 9,8кгН        

Відповідь: h=0,5м

Задача №3. Знайти густину рідини, необхідну для закриття отвору в бідоні з водою, який знаходиться на глибині 20 см від поверхні води, якщо площа отвору 254 мм².

Отримаємо формулу для визначення сили тиску:

Розв'язання

F

                                                                   Із формули p   маємо:  F  p S .

S

Гідростатичний тиск дорівнює p  g h_; ^{F  g hS}

F10009,82025410^6  49,784 50; F м^кг₃  _кг^Н  м м²  Н.

Відповідь: ≈50 Н.

VI.                       Етап узагальнення та систематизації знань, 4 хв.

Мета: Продовжити формування вмінь розв'язування якісних задач. Розвиток творчих здібностей у учнів. Виявлення прогалин та їх корекція.

Діяльність вчителя: пропонує розв’язати якісні задачі.

Діяльність учнів: Застосування отриманих знань під час розв’язування завдань, розвиток інтересу до предмета.

VII.                    Етап інформації про домашнє завдання, 4 хв.

Домашнє завдання: Вивчити теоретичний матеріал за підручником. Розв’язати задачі.

1)    У 1733 році священик Хейлс виміряв артеріальний тиск  крові коня за допомогою вертикальної трубки, сполученої із стегновою артерією. Трубка наповнилася кров'ю до висоти 2 м. Який результат отримав священик? (ρ_к=1050 кг/м³).

2)    Деякі любителі фрідайвінгу можуть занурюватися на глибину 100 м. Визначте, який найбільший гідростатичний тиск діє на пірнальників під час такого занурення.

Додаткове завдання. Підготувати коротке повідомлення тему «Пневматичні машини й інструменти».

IV.    Етап підведення підсумків заняття, 1 хв.

Підведення        підсумків      уроку.            Повідомлення оцінок.

                                                                                                         IX.         Етап рефлексії, 1хв.

Рефлексія (картка у кожного учня). Як я себе

відчував на уроці? Намалюйте смайлик і прикріпіть на тій глибині, яка відповідала б глибині вашого занурення в сьогоднішньому уроці.