Урок "Сполучені посудини"

Сполучені посудини.

Знання - діти подиву і цікавості.

Луї де Бройль

Мета: вивчити властивості сполучених посудин.

Задачі:

освітня - продовжити формування поняття тиску рідини на дно посудини й вивчення закону Паскаля на прикладі однорідних і різнорідних рідин у сполучених посудинах;

розвиваюча - формувати інтелектуальні вміння аналізувати, порівнювати, знаходити приклади сполучених посудин у побуті, техніці, природі, розвивати навички самостійної роботи з додатковою літературою;

виховна - виховання акуратності, дбайливого ставлення до обладнання кабінету, вміння слухати і бути почутим.

Обладнання: різні види сполучених посудин, дві скляних посудини, з'єднаних гумовою трубкою.

Конспект

1. Організаційний момент.

Підготовка до сприйняття нового матеріалу:

Учитель: Одного разу великого мислителя Сократа запитали про те, що, на його думку, найлегше в житті. Він відповів, що найлегше - повчати інших, а важче - пізнати самого себе. Як ми пізнаємо самі себе? Як ми сприймаємо світ? Як мислителі або як художники? Сьогодні ми організуємо роботу так, щоб кожен проявив свої здібності як мислителя і як художника, придбав навички роботи в колективі. Покажемо свої вміння та навички

2. Перевірка знань.

Самостійна робота на 4 варіанти.

3. Актуалізація знань учнів

Фронтальне опитування.

1) Від яких величин і як залежить тиск рідини на дно посудини?

2) Сформулюйте закон Паскаля

3) Чому плавець, який пірнув на велику глибину, відчуває біль у вухах?

4) Чи зміниться тиск води на дно посудини, якщо в нього опустити камінь так, що вода з посудини не виливається?

5) У судинах знаходяться рідини. У першому посудині вода, у другому гас. Чи однаково тиск на дно?

4. Мотивація

Я ще не втомилася дивуватися

Чудесам, що є на Землі:

Телевізору, голосу рації,

Калькулятору на столі.

Літаки летять крізь хмари,

Мчать по морю кораблі.

Як до цих речей могутніх

Домріятись люди могли?

Як придумати могли таке:

Кнопку тиснеш - день настає.

Тільки кран відкриєш рукою -

І вода по трубах тече.

Струм дротами прямує,

Супутник мчить в небесах,

Людині варто дивуватися

Людським чудесам.

Одне таке диво. Рибак для збереження спійманої риби зробив у своєму човні удосконалення: він відділив частину човна, поставивши вертикальні перегородки, і в відгородженій частині зробив отвір у дні. Чи не заллє човен і не потоне він, якщо спустити його в воду?

Щоб дати точну відповідь на питання, нам доведеться згадати дещо з вивченого з фізики та дізнатися щось нове.

5. Вивчення нового матеріалу

Сполучені посудини

Перед вами на столі судини різної форми: манометр, банка, стакан, мензурка, судини неправильної форми.

??? Яка ознака об'єднує всі ці тіла? (Ємності для рідин).

??? Розділіть їх на дві групи, об'єднані рівними властивостями. Що спільного у цих судин?

Дані судини називаються сполученими.

Отже, сьогодні на уроці ми будемо говорити про сполучені посудини. Запишіть, будь ласка, тему сьогоднішнього уроку.

??? А які судини ми можемо назвати сполученими? Спробуйте, придумати їм визначення.

Сполученими посудинами називають судини, з'єднані між собою в нижній частині.

Судини, з'єднані між собою нижче рівня рідини називаються сполученими.

Посудини, які мають загальну (сполучену) частина, заповнену рідиною, називаються сполученими.

Наукове відкриття властивості сполучених посудин датується 1586 г. (голландський учений Стевін). Але воно було відоме ще жерцям стародавньої Греції. Археологи виявили в Грузії водопровід (датується 13 століттям), що працює за принципом сполучених посудин.

Властивості сполучених посудин

Із сполученими посудинами можна проробити простий дослід. Візьмемо дві скляні трубки, з'єднані гумовою трубкою. Спочатку гумову трубку в середині затискаємо і в одну з трубок наллємо води. Що станеться, якщо відкрити затиск?

Рідина встановитися в обох судинах на одному рівні. Дослід 1

Як поведе себе рідина, якщо одну з трубок підняти?

Рідина встановитися в обох судинах на одному рівні. Дослід 2

Як поведе себе рідина, якщо одну з трубок опустити?

Рідина встановитися в обох судинах на одному рівні. Дослід 2

Як поведе себе рідину, якщо одну з трубок нахилити?

Рідина встановитися в обох судинах на одному рівні. Дослід 3

Чи зміниться рівень рідини, якщо правий судина буде ширше лівого? вужче лівого? якщо судини будуть мати різну форму?

Ні, рідина встановитися в обох судинах на одному рівні.

При зміні форми судин може змінюватися лише висота рівня води в судинах, відміряна від рівня столу (через те, що змінюється обсяг судин). Однак рівні води у сполучених посудинах не залежить від форми судин і залишаться рівні. (Демонстрація досвіду з сполученими посудинами різної форми). Дослід 4

Який можна зробити висновок?

Однорідна рідина в сполучених посудинах встановлюється на одному рівні.

А як ви думаєте, що станеться, якщо в сполучені посудини налити дві не змішувані рідини різної густини?

Висота стовпів рідин в судинах буде різною.

Від чого це залежить? Який стовп рідини буде вищим?

При рівності тисків висота стовпа рідини більшої густини менше, ніж висота стовпа рідини меншої густини.

(Учні записують у зошити).

Спробуйте довести це, використовуючи закон Паскаля і визначення гідростатичного тиску. ... Перевіримо ваш результат.

За законом Паскаля p1 = p2, за визначенням гідростатичного тиску p1 = gρ1h1, p2 = gρ2h2, звідси gρ1h1 = gρ2h2, т.е h₁: h₂ = ρ₂: ρ₁.

Висоти стовпів різнорідних рідин сполучені посудини обернено пропорційні їх густинам.

(Учні записують у зошити).

Застосування сполучених посудин у побуті, природі, техніці

Закон сполучених посудин люди використовують у різних технічних пристроях: водопроводах з водонапірною баштою; водомірних склах; гідравлічному пресі; фонтанах; шлюзах; сифонах під раковиною, «водяних заторах» в системі каналізації.

1) Закон сполучених посудин люди використовують у водопроводах з водонапірною вежею. Водонапірна башта і стояки водопроводу є сполученими посудинами, тому рідина в них встановлюється на одному рівні.

2) У водомірному склі парового котла, паровий котел і водомірне скло є сполученими посудинами. Коли крани відкриті, рідина в паровому котлі і водомірному склі встановлюється на одному рівні, так як тиски в них рівні.

3) У пристрої гідравлічних машин використовується властивість сполучених посудин. Так, великий і малий циліндри гідравлічного преса є сполученими посудинами. Висоти стовпів рідини однакові, поки на поршні не діють сили.

З дією гідравлічної машини познайомтеся самостійно (р. § 25, у. § 22).

4) Дія артезіанських колодязів і гейзерів ґрунтується на законі сполучених посудин.

Гарячий фонтан в містечку Гейзер в Ісландії. Від назви цього містечка виник термін «гейзер».

5) Скориставшись схемою пристрою шлюзу і схемою шлюзування суден, поясніть принцип дії шлюзів.

У роботі шлюзів використовується властивість сполучених посудин: рідина в сполучених посудинах знаходиться на одному рівні. Коли ворота 1 відкриваються, вода у верхній течії і шлюзі встановлюється на одному рівні і т.д., коли останні ворота відкриються, рівень води в шлюзі і нижній течії зрівняється, корабель буде опускатися разом з водою і зможе продовжити плавання

6) Каскади падаючої води прикрашають багато міст, а діють фонтани завдяки закону сполучених посудин.

Римлянам був невідомий закон сполучених посудин. Для забезпечення населення водою вони зводили багатокілометрові акведуки - водопроводи, що доставляли воду з гірських джерел. Інженери стародавнього Риму побоювалися, що у водоймах, з'єднаних дуже довгою трубою, вода не встановиться на однаковому рівні. Вони вважали, що якщо труби прокладені у землі, слідуючи ухилам ґрунту, то в деяких ділянках вода адже повинна текти вгору, - і ось римляни боялися, що вода вгору не потече. Тому вони зазвичай надавали водопровідних трубах рівномірний уклон вниз на всьому їхньому шляху. Одна з римських труб, Аква Марца, має в довжину 100 км, між тим як пряме відстань між її кінцями вдвічі менше. Півсотні кілометрів кам'яної кладки довелося прокласти через незнання елементарного закону фізики!

6. Закріплення матеріалу

- А тепер постараємося відповісти на питання, поставлене на початку уроку.

Відсік в човні і русло річки являють собою сполучені посудини. Вода, що вливається в відсік, не дійде до краю борту, а буде знаходитися на такому ж рівні, як і в річці. Човна не заллє і він буде плавати.

- Наведіть приклади використання закону сполучених посудин в природі, побуті і техніці.

Це гейзери, фонтани, шлюзи, водопровід з водонапірною вежею, гідравлічний прес, водомірні скла, артезіанські колодязі, сифони під раковиною.

7. Підсумки уроку

Сьогодні на уроці ми познайомилися з сполученими посудинами, в яких рідина встановлюється на одному рівні. Мені дуже цікаво було працювати з вами. Ви показали відмінний рівень підготовки до уроку. Тепер ви знаєте, що закон сполучених посудин люди використовують у різних технічних пристроях: водопроводах з водонапірною баштою; водомірних стеклах; гідравлічному пресі; фонтанах; шлюзах; сифонах під раковиною, «водяних затворах» в системі каналізації.

Всім дякую за роботу. Записуємо домашнє завдання.

Обов'язкове: вивчити теоретичний матеріал.

Додаткове: подумайте, як можна було б найбільш простими засобами влаштувати фонтан де-небудь в парку або у дворі, накресліть схему такого пристрою і поясніть його дію.

На закінчення хочу сказати. Фізик бачить те, що бачать все: предмети і явища. Він також як і все захоплюється красою і величчю світу, але за цією всім доступною красою йому відкривається ще одна краса закономірностей в нескінченній різноманітності речей і подій. Фізику доступна рідкісна радість - розуміти природу, і навіть «розмовляти» з нею. Мені хочеться побажати вам навчитися розуміти природу, і розмовляти з нею однією мовою.