Тема уроку. Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску

Мета уроку:

Навчальна. Познайомити учнів з тиском як фізичною величиною; з'ясувати залежність тиску від сили тиску й площі опори; навчити розрізняти поняття «тиск» і «сила тиску».

Розвивальна. Розвивати творчі здібності та логічне мислення учнів,  увагу, пам’ять, продовжувати формувати  вміння робити висновки, аналізувати; показати учням практичну значущість набутих знань.

Виховна. Виховувати пізнавальний інтерес, такі якості як самостійність, працелюбність, почуття колективізму, культуру оформлення задач.

     Формування ключових компетентностей:

        - основні компетентності у природничих науках і технологіях.

        - математична компетентність.

        - інформаційно-цифрова компетентність.

        - уміння вчитися впродовж життя

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, ємність з піском, дерев’яний брусок, картки для самостійної роботи, картки для роботи в групах.

 

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

1.  Інтерактивна вправа гра «Життя - театр» ( театр пантоміми). Інсценування термінів, понять процесів: сила, площа, довжина, сила тертя, сила тяжіння, маса. Ці слова записані на картках, яку учні витягують по черзі та інсценують, а решта учнів мають відгадати, що показує товариш.

 2. "Фізичний футбол"

1. Які  сили  в  природі  ви  знаєте?
2. Як  називається  сила,  з  якою  Земля  діє  на тіло?
3. В  яких  одиницях  вимірюється  сила?
4. Як  називається  сила,  з  якою  тіло, в  наслідок  його  притягання  до  Землі  діє  на  горизонтальну  опору,  або  на  вертикальний  підвіс?   
5.  В  яких  одиниці  вимірюється  площа?
6. Коли виникає тертя?
7. Від чого залежить тертя?
8. Одиниці вимірювання маси?
9. Скільки секунд у одній годині?
10. Які види сил тертя ви знаєте?
11. Яка з них найбільша?
12. Як збільшити силу тертя?
13. Як зменшити силу тертя?

 

ІІІ. Мотивація  вивчення  нового  матеріалу 

1. Робота з малюнком

Розгляньте  уважно малюнок.    Що  ви  бачите? По  пухкому  снігу  людині  йти  важко,  (рис.  а)  вона  глибоко  провалюється   при  кожному  кроці.  Але  надівши  лижі,  можна  йти  по  снігу,  майже  не  провалюючись  у  нього  (рис.  б).    Чому?  Адже  вага  людини  не  змінюється?      

 Дійсно,  на  лижах,  або  без  них  людина  діє  на сніг  з  тією  самою  силою,  що    дорівнює  її  вазі.  Проте  дія  цієї  сили  в  обох випадках  неоднакова.  Чому? 

2. "Коло ідей"

Чому мешканці Півночі здавна для пересування по снігу використовують лижі?

Чому нам жорстко сидіти на табуреті і досить комфортно лежати в гамаку?

Чому цвях вістрям уперед входить у дошку легко, а головкою вперед — ні?

Чому леза ножів час від часу нагострюють?

Учні висловлюють думки.

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

 

     ІV. Оголошення теми, мети та завдань уроку.

 

V. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

4.1. Пояснення вчителя

1. Наслідки дії сили

Ви вже знаєте, що взаємодія тіл характеризується «силою».

У результаті взаємодії тіл або змінюється швидкість їх руху, або тіло деформується, тобто змінюється його форма і розміри.

 Одним із наслідків дії сили є деформація тіл: чим більша сила діє на тіло, тим більшою буде деформація.

 

Деформація залежить і від інших чинників, зокрема від площі поверхні, по якій розподіляється сила.

У більшості випадків діє правило: чим більшою є площа поверхні, на яку діє певна сила, тим меншою буде деформація.

2. Проведення дослідів.

Перевіримо правило на дослідах (обладнання: ємність з піском, дерев’яний брусок):

Дослід 1. Поставимо на пісок дерев’яний брусок спочатку на одну грань, а потім на іншу, більшої площі. У першому випадку пісок деформується сильніше (брусок більше провалиться в пісок), хоча в обох випадках сила, що діє на пісок з боку бруска (тобто вага бруска), є однаковою.

Дослід 2. Натиснемо з однаковою невеликою силою на поверхню піску спочатку розкритою долонею, а потім пальцем. У другому випадку глибина сліду є більшою         

Ще один приклад:

Можна досить сильно (з силою 30 Н) натиснути пальцем (площа близько 1 см²) на поверхню дерев'яної дошки, але ніякої видимої деформації поверхні ми не побачимо. Однак, при дії тієї ж по величині сили гострий кінець кнопки (площею близько 0,01 мм²) досить легко увійде в поверхню дерева.

 

3. Введення поняття "тиск"

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

 

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

p – тиск

F – сила тиску

S – площа 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:

 

4. Вправа «Знайка »( доповідь учня)

 Історична  довідка про Блеза Паскаля

      Блез  Паскаль  (1623 – 1662)  - французький  математик,  фізик  і  філософ.   Фізичні  дослідження  стосуються  в  основному  гідростатики.  Йому  належить  відкриття   закону  передачі  тиску  рідиною  (закон  Паскаля),  він  розробив  принцип  дії  гідравлічної  машини,  застосував ртутний  барометр  для  передбачення  погоди,  створив  лічильну  машину.

5. Робота з підручником стр.92

Дайте відповідь на запитання:

- Які кратні одиниці тиску існують?

  Тиск  в  1  Па  дуже  малий.  На  практиці  використовують  кратні  одиниці:        1гектопаскаль=100Па=1гПа

 1кілопаскаль= 1000Па=1кПа   

 1мегапаскаль= 1000000Па=1МПа

- Як розрахувати силу тиску?

Знаючи тиск можна визначити й силу тиску:

6. Створення проблемної ситуації.

Питання дітям:
- Цікаво, а що створює більший тиск? Гусеничний трактор на ґрунт або укус комара?Діти висловлюють свою думку, далі  показую таблицю на слайді (або в підручнику). Робимо висновки.

За допомогою надзвичайно тонкого інструмента – жала – оса створює тиск, сумірний з тиском під час вибуху (33 000 000 000 Па)

6.  Ознайомлення учнів з практичною  значущістю набутих знань, необхідністю врахування тиску у різноманітних галузях сучасної техніки, в побуті, на виробництві та будівництві
Приклади зменшення тиску:

• Шини важких вантажних автомобілів і шасі літаків роблять дуже широкими у порівнянні з легковими.
• Для збільшення прохідності луно– і марсоходів збільшується кількість і площа поверхні їх коліс.
• При зведенні будинку його фундамент роблять ширшим, ніж сам будинок.
   
• Приклади збільшення тиску
• Для збільшення тиску площу слід зменшувати (саме тому нагострюють інструменти — ножиці, шила, ножі).

7. Створення проблемної ситуації.

Далі з учнями обговорюємо питання: у яких випадках тиск необхідно збільшувати і як це роблять? Коли тиск слід зменшувати і як у цьому випадку треба чинити?

8. Формулювання висновків, використовуючи формулу.

З означення тиску () випливає, що тиск твердих тіл можна змінити в два способи:

• Перший спосіб: змінити силу, яка діє на поверхню певної площі. Зі збільшенням сили тиск збільшиться; зі зменшенням сили тиск зменшиться.
• Другий спосіб: змінити площу поверхні, на яку діє певна сила тиску. Для збільшення тиску площу слід зменшити (саме тому нагострюють інструменти – ножиці, ножі, шило тощо).

Як зміниться тиск якщо:

• сила тиску збільшилась в 3 рази?
• площа збільшилась в 2,5 рази?
• сила тиску зменшилась в 5 разів?
• площа зменшилась в 4 рази?

 

9. Цікаві факти

В Арктиці й Антарктиці на наукових станціях користуються такими транспортними засобами, як снігоходи «Пінгвін» і «Харків’янка». Снігохід «Харків’янка» має дизельний двигун потужністю 736 кВт і запас пального на 1500 км. При масі 35 т він має гусениці завширшки 1 м, що дає йому змогу долати снігову цілину, льодові тороси, круті схили. Снігохід має утеплену кабіну площею 25 м2 з потужною опалювальною системою, спеціальною герметичною обшивкою, тому працювати в ньому можна навіть при морозах нижче від -70 °С. У кабіні є спальні місця, радіорубка, робоча кімната, кухня, сушарка, гардероб, санвузол. Розміри снігохода такі: довжина – 8,5 м, ширина – 3,5 м, висота -4,2 м. Максимальна швидкість його руху дорівнює 30 км/год. У задній частині снігохода розміщено лебідку для самовитягування і трос завдовжки 100 м. Снігохід може тягнути за собою причіп масою 70 т. Провалюючись в ополонку, снігохід не тоне, він сам за допомогою гусениць може вийти на лід.

• Еверест – це межа?

Для Землі критична висота гір – 30 км.

Якби земні гори були вищими, той тиск біля підніжжя гори був б настільки великим, що породи плавилися б, а висота гори в такий спосіб зменшувалася б до критичного значення. У реальності ж висота гір на Землі ніде не досягає критичного значення через вплив навколишнього середовища – вивітрювання, вологості тощо. А для Місяця гори, подібні до Евересту, – звичайна справа.

VІ. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

1. Вправа «Розшифруй висновок»:

      - щоб р↑ потрібно ↑F або ↓S;

      - щоб Р↓ потрібно ↓F або ↑S.

2. Переведіть:

1. 7 кПа в паскалі;
2. 12,5 гПа  в паскалі;
3. 32 500 Па в кілопаскалі;
4. 1 300 000 Па в мегапаскалі .

 

3. Вправа «Мозковий штурм»

1. Цеглину перевернули з широкої грані на вузьку. Чи змінився тиск цеглини на грунт? (Так. Збільшився)
2. Цеглину перевернули з широкої грані на вузьку. Чи змінилася сила тиску цеглини на грунт?(Ні)
3. Ви збираєтесь в похід. Який рюкзак ви оберете: з вузькими чи широкими лямками? (З широкими)
4. Чому рейки залізничного полотна не кладуть прямо на насип, а під них підкладають шпали? (Для зменшення тиску на грунт)
5. Дано три однакові цеглини. Як їх розмістити, щоб тиск, який створюється ними на поверхню підлоги був найбільший? (Другий випадок)
6. Як людина, що стоїть на підлозі, може дуже швидко подвоїти тиск на підлогу, не навантажуючи себе ніякими додатковими вантажами? (Підняти одну ногу)
7. Коли людина чинить більший тиск на підлогу: коли стоїть чи коли біжить?(Коли біжить)
8. Чому так твердо сидіти на табуретці, і так комфортно лежати в гамаку?
9.  Чому гуси та качки проходять болотом легко, тоді як курям зробити це набагато важче?
10.  У відомому цирковому трюку артист лягає на дошку із цвяхами. У якому випадку він відчуває менший біль: коли цвяхів більше чи менше?

 

5. Розв’язування практичних задач (письмово)

1. Знайдіть тиск, який ви чините на підлогу, стоячи на одній нозі. (Проведіть необхідні вимірювання).

Учні вимірюють довжину і ширину стопи своєї, знаходять її площу за даними.

 

Дано:	Розв’язання     Відповідь:

 

 

2.  Знайдіть тиск, який чинить на арену цирковий слон, що стоїть на одній нозі. Маса слона 3,9 т, площа підошви ноги 750 см².

Дано:	Розв’язання   Відповідь:

 

6. Самостійна робота.
Варіант 1
1. Коли вітер частіше ламає дерева – влітку чи взимку?
2. У відомому цирковому трюку артист лягає на дошку із цвяхами. У якому випадку він відчуває менший біль: коли цвяхів більше чи менше?
3. З якою метою під залізничні рейки підкладають шпали та металеві підкладки?

Варіант  2
1. Чому гуси та качки проходять болотом легко, тоді як курям зробити це
2. Чому плечові ремені рюкзака роблять досить широкими?
3. Чому буря, що валить живі дерева, часто не може звалити сухе дерево без листя?

VІІ. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

1. Гра "Доповни речення"

1. Фізична величина, яка характеризує результат дії сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні...(Тиск)

2. Тиск позначається буквою...(р).

3. Тиск вимірюється у ...(паскалях)

4. Щоб обчислити тиск, треба знати...(силу тиску і площу поверхні)

5. Щоб збільшити тиск. треба...

6. Щоб зменшити тиск, необхідно...

 

2. Гра "Дай пораду"

1. Не зовсім сумлінна учениця, бажаючи визначити свій тиск на стілець, ділила площу поверхні стільця на свою вагу. Твоя порада: 

а) продовжуй далі;   б) діли вагу на площу;   в) не знущайся зі стільця.

    2. Порадь своїм однокласникам, у яких одиницях вони мають вимірювати

тиск.

а) У ньютонах;     б) у Паскаля;    в) у кілограмах.

    3. Порадь, як можна змінювати тиск.

а) Змащувати поверхню мастилом;

б) змінювати силу й площу поверхні тіла;

в) змінювати колір тіла.

   4. Учениця першого класу хотіла залишити ще глибший слід на вогкому

піску. Що ти їй порадиш?

а) Надіти лижі;  б) взути туфлі на підборах;  в) не займатися дурницями.

    5. Дай пораду рятівникам, які намагаються витягти з ополонки

потопельника, а навкруги — тонка крига.

а) Швидко бігти до нього;   

б) повзти на животі;

в) йти повільно.

3. Рефлексія:

• Сьогодні я дізнався…
• Я зрозумів, що…
• Мене зацікавило, що…
• В мене виникли труднощі у …
• Я б хотів більше дізнатися про…
• Мені сподобалося …

 VІІІ. Домашнє завдання

1. Вивчити § 22

2. Вправа № 22 (1,2 - для учнів початкового і середнього рівнів навчальних досягнень, 3-4- достатній, високий)

      3. Підготувати повідомлення
           «Тиск у природі»,«Тиск у побуті»,«Тиск у техніці».