Урок фізики у 8 класі "Сполучені посудини. Манометри"

Конспект уроку з фізики у 8 класі на тему:

«Сполучені посудини. Манометри»

Мета: сформувати знання про сполучені посудини, про рівень вільної поверхні рідини в спо­лучених посудинах для однорідної та неоднорідної рідин; розглянути практичне застосування спо­лучених посудин; формувати вміння розв’язувати якісні та розрахункові задачі; розвивати критичне мислення, увагу, пам’ять та творчі здібності учнів;  формувати ціннісне ставлення до історичних і культурних надбань рідного краю, до себе та оточуючих.

Основні поняття: сполучені посудини, мано­метри, тиск.

Обладнання: презентація, кубик із написами, «чарівна паличка», сполучені посудини різної форми, манометри (рідинний та металеві), вода, олія, фото  «Водогінні споруди Стародавнього Риму в їх по­чатковому вигляді».

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Не той дурний, хто не знає…,

але той, хто знати не хоче.

Г. Сковорода

Хід уроку

І. Організаційна частина. Розминка

Відгадати загадку

На стіні висить тарілка,

По тарілці ходить стрілка.

Стрілка ця наперед

Нам погоду пізнає.            (Барометр.)

II. Актуалізація опорних знань

Інтерактивна вправа «Чарівна паличка без повторення»

По естафеті в класі передається «чарівна палич­ка». Передаючи паличку, учень повинен до одного і того самого слова дібрати такі слова, щоб вийшло правильне словосполучення, але повторюватися не можна.

Наприклад, дано слово «Торрічеллі». Перший учень додає слово «вчений». Він отримує паличку і підходить до іншого учня. Простягає йому па­личку, вимовляючи початкове слово «Торрічеллі». Другий учень промовляє: «Придумав дослід». Якщо це правильно, то паличка переходить далі.

У вправі використовують кілька початкових слів:

1. Тиск.

2. Атмосферний тиск.

3. Барометр.

III. Мотивація навчальної діяльності

Мешканці сучасного Риму досі користуються залишками водогону, що побудований ще давніми римлянами. (Проілюструвати картину «Водогінні споруди давнього Риму в їх початковому вигляді».) Погляньте на картину і скажіть, чим відрізняється цей водогін від сучасного?

Звичайно, набагато простіше було прокладати труби в землі, але римські інженери в ті часи не зна­ли про закон сполучених посудин. Вони боялися, що у водоймищах, з’єднаних дуже довгою трубою, вода не встановиться на одному рівні. Довжина однієї з римських труб, Аква Марції, 100 км, хоча пряма відстань між її кінцями вдвічі менша. Римляни надавали водогінним трубам рівномір­ного ухилу вниз на всьому шляху, тому часто їм доводилося прокладати труби в обхід. Півсотні кілометрів камінної кладки довелося прокласти через незнання елементарного закону фізики.

То якого ж закону не знали римляни? Ми сьогодні дізнаємося. (Оголошення теми уроку.)

IV. Сприйняття навчального матеріалу

1. Сполучені посудини

Якщо дві або більше посудини сполучають­ся між собою трубками або протоками, то вони утворюють сполучені посудини. Демонструємо дві посудини, сполучені між собою гумовою трубкою. Гумову трубку на середині затиснемо і в одну із трубок наливаємо воду. Потім відкриємо затискач, і вода почне перетікати в другу трубку доти, доки поверхні води в обох трубках не будуть на одному рівні. Чому вода перетікає? Може, хтось зможе пояснити.

Тепер закріпимо одну трубку в штативі, а другу будемо піднімати, опускати.

2. Обґрунтування дослідів

Що ви спостерігаєте в цьому випадку? Як це можна пояснити?

Який висновок можна зробити? (У сполучених посудинах будь-якої форми поверхні однорідної рідини встановлюються на однаковому рівні.)

Оскільки рідина в спокої не переміщується з однієї посудини в іншу, отже, тиск її в обох посу­динах на будь-якому рівні однаковий.

Визначимо тиск у правій посудині:

p₁ = ρgh₁,

Визначимо тиск у лівій посудині:

p₂ = ρgh₂,

Оскільки тиск в обох посудинах однаковий, то: ρgh₁ = ρgh₂    або   h₁ = h₂

Ця формула справедлива у випадку, коли ріди­на однорідна і зовнішній тиск однаковий.

3. Різні рідини в сполучених посудинах

В одну зі сполучених посудин, наповне­них водою, наллємо деяку кількість олії. Рідини в посудинах установилися на різних рівнях. Чому?

Відповідно до закону Паскаля тиск обох стовп­чиків однаковий:

p₁ = ρ₁gh₁,

p₂ = ρ₂gh₂

ρ₁gh₁ = ρ₂gh₂   

тоді:

При однакових тисках висота стовпчика рідини з більшою густиною буде менша за висоту стовп­чика рідини з меншою густиною.

4. Використання сполучених посудин

Сполучені посудини широко використовуються в побуті й техніці.

(Робота учнів у групах. Кожна група отримує аркуш, на якому зображено використання сполучених посудин. Потрібно пояснити принцип їх дії)

Приклади (шлюзи, артезіанський колодязь, фонтани тощо).

Доповідь учня про топ-10 найкрасивіших фонтанів України, яка супроводжується презнтацією:

1. “Перлина кохання” в Умані. Розташований він у парку Тараса Шевченка та на Осташівському ставку міста. За даними фахівців, він увійшов до трійки найбільших фонтанів України. Найвищий його струмінь води сягає 19 метрів, а додаткові – близько 1,9 метра. Основна чаша споруди має площу 450 метрів квадратних, а площа водного екрана – 200 метрів квадратних.
2. Фонтан “Рошен” у Вінниці. Ще один світломузичний фонтан розташований у місті Вінниця. Відкрили “Рошен” у 2011 році і назвали на честь кондитерської фабрики, яка знаходиться неподалік. Унікальність його в тому, що побудований він у руслі річки Південний Буг. Довжина споруди – 97 метрів, ширина – 10, а висота центрального струменя – 63 метри. На зиму конструкцію просто опускають на дно річки.
3. Фонтан “Садко” у Сумах. Фонтан “Садко” було збудовано у 1985 році. У 2010 його було повністю реконструйовано. Замість старих мармурових плит “Садко2 було обкладено червоним гранітом з чорними вкрапленнями. Він вважається одним із символів міста.
4. “Великий” та “Малі” фонтани на Майдані Незалежності у Києві. Оновлений комплекс фонтанів на Майдані Незалежності безумовно є прикрасою столиці. Під час реконструкції він фактично був зроблений заново. Встановлено 75 насосних агрегатів, 18 акустичних систем, понад 600 світодіодних світильників. Висота найвищого струменя води “Великого” фонтану сягає 35 метрів, у центрі “Малих” фонтанів – 15 метрів.
5. Русанівські фонтани у Києві. Фонтани на Русанівці з’явилися ще у 70-х роках минулого століття. Тоді вони навіть підсвічувалися, а струмені били на висоту до 30 метрів. У 2012 році, коли на зиму знімали обладнання фонтанів, виявилося, що конструкції водограїв прийшов кінець. Наступного, 2013 року, вони вже не запускалися. У травні 2016 року було запущено першу чергу оновлених фонтанів на Русанівському каналі. Він б’є на висоту 30 метрів, має світловий та музичиний супровід.
6. Пішохідний фонтан у Львові. На Митній площі у Львові працює пішохідний фонтан, який був зроблений без басейну, тому його умовно називали “сухим”. Басейн влаштований в один рівень з гранітною бруківкою, вода б’є догори з 25 форсунок.
7. Світломузичний фонтан в Одесі. Світломузичний фонтан розташований на набережній в Аркадії. Це перший співаючий фонтан в Одесі і другий в Україні. Кожного вечора у величезному басейні злітають вгору десятки різнокольорових струменів води у вигляді незвичайних фігур.
8. Фонтан “Каскад” у Тернополі. Фонтан “Каскад” з’явився у Тернополі ще у 1972 році. Після того був реконструйований двічі – у 2008 та 2013 роках. Розташований він біля Тернопільського замку.
9. Головний фонтан Івано-Франківська . Побудований і відкритий на початку 50-х років 20 століття, він мав вигляд семигранну водойми з прикрашеною колосками чашею посередині.
10. “Дзеркальний струмінь” у Харкові. Фонтан “Дзеркальний струмінь” – один з найбільш видатних архітектурних споруд Харкова. Розташований він у сквері Перемоги навпроти Харківського національного академічного театру опери та балету Миколи Лисенка. Фонтан занесений в енциклопедію ЮНЕСКО як один із кращих архітектурних пам’ятників міста.

5. Рідинний манометр

Рівень рідини в сполучених посудинах зале­жить від зовнішнього тиску. Це явище використано для побудови рідинних манометрів – приладів для вимірювання тиску. Демонструємо дію рідинного манометра та визначаємо за допомогою нього тиск.

6. Металеві манометри

У техніці застосовують металеві манометри (демонструємо металевий манометр). Основною части­ною манометра є плоска трубка, зігнута дугою невеликого радіуса. Один кінець запаяний, а інший з’єднаний із трубкою, що веде до резервуара, де ви­мірюється тиск. Якщо тиск у трубці буде зростати, то трубка починає розгинатися. Металеві манометри не такі чутливі, як водяні, але надійність їх значно вища.

V. Осмислення об’єктивних зв’язків

Розв’язування задач

1. На дошці намалювати два чайники однакової ширини: один високий, другий – низький, але верхня частина носиків на одному рівні. В який із чайників можна налити більший об’єм води?

2.  Нижню частину сполучених посудин запо­внили ртуттю. У ліве коліно налили гас, а в праве – воду, висота стовпчика якої 48 см. Якої висоти має бути стовпчик гасу, щоб ртуть залишилася на тому самому рівні?

VI. Узагальнення знань

Інтерактивна вправа «Кубування»

Об’єктами вивчення є сполучені посудини. На кожному боці кубика написана вказівка. Учні викладають на папері власні думки на тему вказівки протягом 2-4 хв.

Вказівки на гранях куба

Опишіть це. Розгляньте уважно об’єкт та опишіть, що ви бачите, відзначаючи колір, форму та розміри.

Порівняйте це. На що це схоже? Від чого це від­різняється?

Встановіть асоціації. Про що це змушує вас дума­ти? Що спадає вам на думку? Це можуть бути схожі або несхожі речі, місця чи люди. Звільніть вашу уяву і подивіться, які асоціації у вас виникають з об’єктом.

Проаналізуйте це. Скажіть, яким чином це зроб­лено. Вам не обов’язково це знати. Ви можете це вигадати.

Знайдіть застосування цьому. Яким чином це може бути застосовано?

Запропонуйте аргументи за або проти цього. Займіть певну позицію. Використовуйте повний діапазон аргументів: від логічних до безглуздих.

Після того, як письмове завдання виконане, учні діляться результатами своєї роботи. Один з учас­ників зачитує написане, а інші оцінюють кожний пункт, ставлячи схвалення (с) або запитання (з). Слід наголосити, що оцінки мають відповідати конкретній думці, тобто треба, щоб учні не казали просто «це було добре», а пояснювали, що саме їм сподобалось і чому.

VII. Підбиття підсумків уроку. Рефлексія

• Що  нового ви дізналися на уроці?
• Де в житті знадобляться ці знання?
• Який настрій у вас після уроку?

VIІI. Домашнє завдання

1. § 26,28  (підручник В. Сиротюк);

2. Прочитати § 25, 29 (підручник В. Сиротюк);

3. Розв’язати задачу:

У праве коліно сполучених посудин налита вода, у ліве – бензин. Висота стовпа бензину 25 см. Визначити, на скільки відрізняються рівні води в колінах.