Открытый урок по теме: "Давление" (7 класс)
занимательные факты по физике (7 класс) по теме

Основная идея. 

Тема «Давление твёрдых тел, жидкостей и газов» в курсе VII класса является одной из самых интересных для учащихся. Этот интерес обусловлен необычностью, новизной изучаемых явлений, первой встречей их с понятием «физический закон», большой связью изучаемого материала с жизнью, техникой. При изучении данной темы учащиеся получают особенно яркие представления о применении изучаемых явлений и законов на практике. Безусловно, интерес к изучению темы стимулируется разнообразием опытов, которые учащиеся выполняют на уроках и в процессе выполнения домашних заданий. Эта тема изучается только в VII классе, поэтому она должна быть хорошо и прочно усвоена.

Цели:

обобщение и повторение в занимательной форме материала, связанного с давлением;

формирование практических навыков вычисления давления; развитие экспериментальных умений, навыков логического мышления, обоснование своих высказываний; формирование познавательного интереса к физике; развитие политических знаний и умений, элементов творчества, умения пользоваться языком физики и применять знания в новой обстановке.

Программа подготовки урока

Класс был разбит на 7 микрогрупп по следующим направлениям деятельности:

микрогруппа  №1 «Теоретики» должна подготовить теоретический материал по заданной теме,

микрогруппа № 2 «Практики»  должна найти применение данной теории на практике,

микрогруппа  №З  «Художники» должна на рисунках объяснить существование и зависимость давления,

 микрогруппа  №4 «Экспериментаторы» должна доказывают существование давления с помощью опытов,

 микрогруппа  №5 «Биологи» должна найти  применение законов давления у животных и растений,

микрогруппа  № 6 «Историки»  должна собрать по данной теме исторический материал,

микрогруппа  №7 «Эксперты»  должна подвести итог работы  групп и сделать вывод.

Ход урока

1. Мотивация

Вступительное слово учителя

Сегодня на уроке мы побываем в гостях у давления. А, как известно, в гости ходят с подарками. Нашими подарками будут знания. Ребята провели исследовательскую работу. 1 группа изучала давление твёрдых тел, 2 — давление жидкостей, а З — давление газов. В каждой группе есть теоретики, практики, художники, биологи, историки, экспериментаторы, эксперты. Каждая микрогруппа выполняла свою научную работу. Давайте предоставим им слово и посмотрим, что из этого получилось. Пожалуйста, теоретики.

2. Обмен информацией

Работа 1 группы

 Теоретик. 

Мы рассматривали давление твёрдых тел. Давлением называют физическую величину, равную отношению силы давления, приложенной к данной поверхности, к площади этой поверхности . При одной и той же силе давления больше в том случае, когда площадь опоры меньше, и, наоборот, чем больше площадь опоры, тем давление меньше.

Силу, прикладываемую перпендикулярно поверхности, называют’ силой давления  (на доске запись формул)

Экспериментатор.

 Используя эти формулы, мы с группой смогли определить давление, которое я оказываю на пол. Для этого нам понадобилась масса моего тела и площадь опоры ботинка. На листе бумаги в клетку обвели контур той части подошвы, на которую опирается моя нога. Сосчитали полное число клеток, прибавили половину числа неполных квадратиков. Полученное число умножили на 0, 25 см2 — это площадь одной клеточки. Вот что у нас получилось (вычисления и плакат на доске )

Практик. Так как давление зависит от площади поверхности, то нам стало понятно, почему сумки, предназначенные для переноски значительных тяжестей, снабжают широкой прокладкой на плечо. Это нужно для уменьшения давления. Чем больше площадь опоры, тем давление будет меньше. А ещё мы подготовили вопросы классу:

- Грузовые автомобили часто имеют сзади колёса с двойными

баллонами. Для чего это делается?

- Можно ли по следу на контрольной пограничной полосе

определить, прошёл ли человек без груза, или он нёс какой-то

тяжёлый груз?

- Какой физический смысл заложен в русской пословице «Шила в мешке не утаишь»?

Художник.

Мы с ребятами посоветовались и нарисовали три картинки. 1-я «Принцесса на горошине». Мы поняли, почему девушка испытала дискомфорт, лёжа на перине. У горошины мала площадь поверхности, поэтому она оказывает большое давление. 2-я «Роза и кактус»- эти цветы прекрасны, но имеют шины. Из-за малой площади поверхности и большом давлении можно о них пораниться. 3-я «Трактор». Имея большую площадь гусениц, эта машина при большой массе оказывает давление 50 к Па. Что примерно в 3 раза больше давления, оказываемого мальчиком массой 45  кг (рисунки на доске)

Биолог. 

Животные для защиты используют зубы, рога и копыта. Это мы поняли, прочитав книгу «Тайны животных», У акулы острые зубы с пиловидными краями. Они оказывают давление при силе 600 Н и площади 0,02 см до 30 000 Н/см. Это можно сказать и о пиранье. Статью о ней мы нашли в газете «Комсомольская правда». Эта небольшая рыбка имеет зубы, подобные бритве. Пираньи нападают на всё живое и могут оставить даже от быка один скелет. А вот царь-птица беркут. Его ноги высоки в «штанах» из перьев, а  когти - орудие для ловли, большие, крючковатые, будто кованные из прочной стали. Из таких когтей вырваться невозможно. Поэтому человек использует этих птиц для охоты.

Учитель. 

Ребята, давайте, определим, а чему же равна сила давления, оказываемая  одним зубом человека площадью опоры 40 мм2 и давлением 8 000 к ПА.(работа у доски)

Историк

Единица измерения давления носит имя французского учёного Блеза Паскаля. Он родился 13 июня 1623 г. в Клермон-Ферране в семье юриста. У него очень рано проявились математические способности. В 1640 г. он увлёкся проблемами гидростатики. Напоминаю 1г ПА= 100 Па, 1 к ПА=1 000 Па

Эксперт.

Из приведённых выше факторов следует, что при одной и той же силе давления больше в том случае, когда площадь опоры меньше, и, наоборот, чем больше площадь опоры, тем давление меньше.

Работа 2 группы

Теоретик. 

Давление, оказываемое покоящейся жидкостью, называется гидростатическим. Оно вычисляется по формуле Р=ρgh Это давление не зависит от формы сосуда, в котором находится жидкость, а зависит от плотности жидкости и её высоты.

Экспериментатор. 

Определим, как измениться давление на дно мензурки, если в неё наливать поочерёдно воду, подсолнечное масло на высоту 10 см.(работа у доски)

Скажите, как измениться давление, если воду, которая была в узкой мензурке перелить в широкую банку?

Историк.

 В 1653 г. Блез Паскаль открывает закон: «Жидкости и газы передают оказываемое на них давление по всем направлениям одинаково

Помни, давление без изменения

Передаётся по всем направлениям

В газе и жидкости это явление

Просто не вызывает сомнения.

Экспериментатор.

 Закон Паскаля можно проверить с помощью пластиковой бутылки, в которой есть отверстия. Если выстрелить из ружья в крутое яйцо, то пуля пробьёт в нём сквозное

сырое яйцо, оно разобьётся вдребезги. По этой же причине взрыв глубинной бомбы губителен для обитателей морей и озёр.

А это красивая детская игрушка. При нажатии на кнопку гидростатическое давление увеличивается и шарик подпрыгивает. Под действием этого же давления опрыскиватель растений рассевает воду.

Практик.

 А вот в сообщающихся сосудах — сосудах, имеющих общую часть, поверхность однородной жидкости устанавливается на одном уровне. Это можно проверить. (Опыт)

А если жидкости будут неоднородными, то высота столба жидкости с большей плотностью будет меньше высоты столба жидкости с меньшей плотностью

Используя свойство сообщающихся сосудов, можно построить модель фонтана. Среди этих моделей есть и моя модель. Её принцип работы...

Историк. 

Летят алмазные фонтаны

С весёлым шумом к облакам,

Под ними блещут истуканы,

Дробясь о мраморные преграды

Жемчужной, огненной дугой,

Валятся, плещут водопады.

А.С.Пушкин

Фонтаны обязаны своим существованием знаменитому греческому механику Герону Александрийскому, жившему в 1 - II веке до н. э..

Художник.

 Мы долго думали, что можно нарисовать по данной теме. И решили изобразить схему гидравлического тормоза. Он состоит из тормозной педали, цилиндра с поршнями, тормозного цилиндра, тормозных колодок, тормозных барабанов, пружины. При нажатии педали создаётся давление в тормозной жидкости, колодки раздвигаются, и колесо перестаёт вращаться.

Биолог.

Гидростатическое давление во всех местах жидкости, находящейся на одной и той же глубине, одинаково. С увеличением глубины оно возрастает. Но, несмотря на огромное давление в глубинах живут иглокожие, ракообразные, моллюски, черви, глубоководные рыбы. Организм этих животных приспособлен к существованию в условиях большого давления, и точно такое же давление имеется внутри их.

Давление влияет на движение крови по сосудам человека. Выясним, на какую высоту может подняться кровь по кровеносному сосуду при давлении 100 мм. рт. ст., если плотность крови равна1023 кг/м3 (работа у доски)

У ребят появились вопросы к классу:

- Почему вода из самовара вытекает сначала быстрее, а потом медленнее?

- Почему бумажный мешок, надутый воздухом, с треском разрывается, если ударить его о руку?

- Если глубоководную рыбу быстро вытащить на поверхность моря, то её внутренние органы раздуются, и она погибнет. Почему?

(Давление рыбы не будет уравновешено внешним давлением).

Эксперт.

 Итак, гидростатическое давление зависит от высоты

столба жидкости и её плотности, но не зависит от формы сосуда.

 Учитель. 

Пришло время послушать сообщение об атмосферном давлении.

Теоретик. В газах давление создаётся ударами беспорядочно движущихся молекул. Оно одинаково по всем направлениям. Газовую оболочку земли называют атмосферой. Установлено, что  масса 1 м3 воздуха составляет в среднем 1,29 кг.. Давление атмосферы называют атмосферным давлением.

Формула давления Р=ρgh для расчёта атмосферного давления не подходит, так как атмосферный воздух не обладает постоянной плотностью и не имеет определённой высоты. Но мы измерим его с помощью барометров-анероидов.

Историк. Впервые атмосферное давление смог определить в 1643г. Торричелли с помощью стеклянной метровой трубки и ртути. Нормальное атмосферное давление оказалось равным 760 мм. рт. ст. или 101 325 Па.

В 1646 г. Паскаль изобретает водяной барометр. В 1648 г. Перье измерил высоту столба ртути в барометре у подножия и на вершине горы Пюн-де-Дом. И доказали, что атмосферное давление зависит от высоты. При поднятии на каждые 12 м давление уменьшается на 1 мм. рт. ст..

Практик. 

Давайте определим, на какой глубине находится станция метро, если барометр на платформе станции показывает 763 мм. рт. ст..

Художник.

 Имея барометр, мы провели наблюдение за изменением атмосферного давления. Построили график. Проанализировав, пришли к выводу. Погода зависит от атмосферного давления. Если давление было нормальным или чуть больше, чем нормальное — погода была хорошей, небо ясным. При уменьшении давления погода портилась, шёл дождь.

Биолог

 А вот человек, попадая в пространство с низким давлением (высоко в горах) испытывает боль в ушах и во всём теле. Объясняется это тем, что в человеческом теле имеется ряд полостей, содержащих воздух. Например, кишечник, среднее ухо, лобная и верхняя челюстная впадина кости. давление в этих полостях равно атмосферному давлению. Когда наружное давление на человека быстро уменьшается, воздух. находящийся внутри нас, начинает расширяться, производить давление на разные органы и вызывает боль.

Мухи могут удерживаться на потолке благодаря крошечным присоскам, в которых создаётся разрежённое атмосферное давление, удерживающее присоску.

В 1504 г. английский мореплаватель Питер Мертир сообщил о рыбе прилипале. Эта рыба с такой силой присасывается к акуле, что оторвать её невозможно. На этот живой крючок в Австралии до сих пор ловят акул и крупных рыб (до 18 кг.), черепах.

Историк. В 1654 г. Герике, желая удивить всех в существовании атмосферного давления, произвёл знаменитый опыт с «магдебургскими полушариями». Из полости между двумя сложенными вместе металлическими полушариями выкачали воздух. При этом силы атмосферного давления так сильно прижали эти полушария друг к другу, что их не смогли разъединить несколько пар лошадей.

А ещё Мы бы хотели обратить внимание на физические термины, которые сегодня прозвучали на уроке. Посмотрите на них внимательно и не допускайте ошибки в написании этих слов.

 Эксперт. Газы создают давление ударами беспорядочно движущихся молекул. Это давление передаётся по всем направлениям одинаково. Атмосферное давление зависит от высоты и определяется с помощью барометров.

3. Рефлексия.

Учитель. Итак, сегодня на уроке мы не только повторили изученный материал, но и узнали ещё много нового. И я думаю, что цели нашего урока были достигнуты, мы с вами путём исследования узнали истину. И урок я хочу закончить словами Аристотеля: «Искать истину и легко, и трудно, ибо очевидно, что никто не может ни целиком её постигнуть, ни полностью её заметить, но каждый добавляет понемногу к нашему познанию природы, и из совокупности всех этих факторов складывается величественная картина.»

домашнее задание: п. 32, 37, 39, 41.

1. Рассчитать силу давления воздуха на обеденный стол.

2. Мальчик выдувает мыльные пузыри. Почему они принимают

форму шара? (Закон Паскаля)