Атмосфера и атмосферное давление
методическая разработка по физике (7 класс) на тему

Урок физики в 7 классе.

Атмосфера и атмосферное давление.

Цели урока:

Рассмотреть причины, создающие атмосферное давление, выяснить влияние земной атмосферы на живые организмы. Дать определение атмосферного давления и раскрыть его природу; ознакомить школьников с явлениями, вызванными действием атмосферы;

(слайд 2)

задачи урока:

Развитие умений и навыков экспериментальной деятельности учащихся; научить видеть вокруг физические явления, уметь их правильно объяснять, пробудить интерес к предмету, расширить кругозор учащихся, формировать научное мировоззрение.

Развитие мыслительных операций:

 анализировать;

 синтезировать;

 сравнивать;

 обобщать;

 выделять главное.

Воспитание: трудолюбия, настойчивости в достижении цели, культуры труда.

(слайд 3)

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, приборы для проведения простых опытов, доказывающих существование атмосферного давления, презентация.

(слайд 4)

                                                                                                         Я услышал и забыл,

                                                                                                         Я увидел и запомнил,

                                                                                                         Я сделал и понял

                                                                                             Китайская народная пословица

                                                                                                                       (слайд 5)

                                                          Без сомнения, все наше знание начинается с опытов.

                                                          (Кант Эммануил. Немецкий философ 1724-1804г.г)

                                                                                                                       (слайд 6)

Здравствуйте ребята. Я очень рада видеть вас. Необъятен мир физики! В окружающей природе и даже внутри нас - повсюду происходят физические процессы. Природа многолика, но на первый взгляд понятна и привычна. Но не всё так просто. Хочу предложить вам проделать  вместе со мной несколько физических  опытов, и затем объяснить эти явления.

Опыт 1:

Удерживание воды в перевернутом и наполненным до краев стакане листом бумаги, предварительно плотно прижатым к горловине.

Налейте в стакан воды, закройте листом бумаги и, поддерживая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги, то вода из стакана не выльется. Бумага остается как бы приклеенной к краю стакана.

Опыт 2:

Как достать из воды монету, не намочив пальцев?

Положите монету на большую плоскую тарелку. Налейте столько воды, чтобы она покрыла монету. А теперь предложите гостям или зрителям достать монетку, не намочив при этом пальцев. Для проведения опыта необходим еще стакан и несколько спичек, воткнутых в плавающую на воде пробку. Зажгите спички и быстро накройте плавающий горящий кораблик стаканом, не захватив при этом монетки. Когда спички погаснут, стакан наполнится белым дымом, а затем под ним сама собой соберется вся вода из тарелки. Монета останется на месте, и вы можете взять ее, не намочив пальцев.

Опыт 3:

Очистить от скорлупы сваренное вкрутую яйцо. Листок бумаги свернуть гармошкой, поджечь и опустить в графин. Через 1-2 сек.  горлышко накройте яйцом. Горение бумаги прекращается, и яйцо начинает втягиваться в графин.

Чтобы объяснить поставленные опыты, мы приоткроем тайну удивительного и важного физического явления, которое является темой нашего урока. И, надеюсь, что после разбора нового материала, вы мне с лёгкостью объясните суть этих опытов.

Я подскажу вам. Мы живем на дне  сказочно красивого  океана. Он велик и безбрежен. Эти слова принадлежат известному ученому итальянцу Эванжелисто Торричелли.

 Как вы считаете, о чем идет разговор?   (Правильно, молодцы, ребята! Речь идёт о об атмосфере - воздушной оболочке Земли и об атмосферном давлении).

Запишите тему нашего сегодняшнего урока.

Тема урока: Атмосферное давление

На  воздух, как и на всякое тело, находящееся на Земле, действует сила тяжести, и, следовательно, воздух обладает весом. Рассмотрим на опыте, как определить массу воздуха. (опыт со стеклянным шаром с пробкой и резиновой трубкой с зажимом).

Р=gm     Р=9,8 Н/кг*1,29кг =13Н

Воздушную оболочку, окружающую Землю, древние греки назвали,– АТМОСФЕРОЙ (от греческих слов  (атмос – пар) и  (сфера – шар).

Атмосфера, как показали наблюдения за полетом искусственных спутников Земли, простирается на высоту нескольких тысяч километров.

Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана, сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление.

Сообщение ученицы «Атмосфера Земли» (слайд 7)

Ребята, вытяните руки вперед ладонями вверх. Что вы чувствуете? Вам тяжело?

Нет.  А ведь на ваши ладони давит воздух. На среднего по размерам человека со стороны атмосферы действует сила давления около 150 000 Н или 15 тонн!

А кто-нибудь может ответить, почему  мы не ощущаем этого веса? (?)

(рассуждения учащихся)

Докажем на опытах существование атмосферного давления.

Если растянуть двумя руками бумажный лист, и кто-то с одной стороны надавит на него пальцем, то результат будет один — дырка в бумаге. Но если надавить двумя указательными пальцами на одно и то же место, но с разных сторон, ничего не случится. Давление с обеих сторон будет одинаковым. То же самое происходит и с давлением воздушного столба и встречным давлением внутри нашего тела: они уравновешивают друг друга.

Интересно, что атмосфера давит на нас не только сверху, как груз, лежащий на плечах, но со всех сторон. Ведь мы находимся не под атмосферой, а внутри нее. Молекулы толкают нас отовсюду: и сверху, и с боков, и даже изнутри. Более того, если бы атмосфера не давила на нас снаружи, то те молекулы, которые находятся внутри нас, стали бы давить изнутри так сильно, что мы бы просто лопнули, как слишком надутый воздушный шар.

(слайд 8)

Ребята, попробуйте дать определение атмосферному давлению (ученики высказывают свои мнения).

Итак, атмосферное давление – это давление, оказываемое атмосферой Земли на земную поверхность и на все тела, находящиеся на ней. Ту силу, с которой атмосфера давит на выбранный участок поверхности, называют атмосферным давлением.

(слайд 9)

Тело человека приспособлено к атмосферному давлению и плохо переносит его понижение. При подъеме высоко в горы неподготовленный человек чувствует себя очень плохо. Становится трудно дышать, из ушей и носа нередко идет кровь, можно потерять сознание. Так как благодаря атмосферному давлению суставные поверхности плотно прилегают друг к другу (в суставной сумке, охватывающей суставы, давление понижено), то высоко в горах, где атмосферное давление резко падает, действие суставов расстраивается, руки и ноги слушаются плохо, легко получаются вывихи.

  Альпинисты, летчики при высотных подъемах берут с собой кислородные приборы и перед подъемом усиленно тренируются. В программу подготовки входит обязательная тренировка в барокамере, которая представляет собой герметически закрывающуюся стальную камеру, соединенную с мощным откачивающим насосом.

  Организм людей живущих, живущих на большой высоте, приспосабливается к пониженному давлению. Например, в Андах Южной Америки, в Тибете и в некоторых других местах встречаются постоянные поселения людей на высотах около 5000 м.

Существованием атмосферного давления  могут быть объяснены многие явления, с которыми мы встречаемся в жизни. И давайте попробуем объяснить наши опыты проведённые в начале урока.

(Ученики рассуждают, объясняют результаты опыта)

Объяснение:

Сила, вогнавшая воду под стакан и удерживающая ее там на определенной высоте, — атмосферное давление. Горящие спички нагрели в стакане воздух, давление его возросло, часть газа вышла наружу. Когда спички погасли, воздух снова остыл, но при охлаждении его давление уменьшилось, под стакан вошла вода, вгоняемая туда давлением наружного воздуха.

Я предлагаю вам провести ещё 1 самостоятельный опыт и дать объяснение полученного результата. (слайд 10)

(Подкрашенная вода, шприц. Объяснить действие шприца)

Какое физическое явление мы используем, набирая лекарство пипеткой?

(слайд 11)

 Я перед нашим уроком некоторых учеников попросила подготовить сообщения по новой теме:

Атмосферное давление в живой природе.

Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создаётся разрешение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле. (слайд 12)

Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из складок, образующих глубокие «карманы». При попутке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина карманов увеличивается, давление в них уменьшается и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает присоску. (слайд 13)

Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову к воде, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот. (слайд 14)

Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разреженное пространство. Перевес атмосферного давления в этом случае может достигать 1000 Н на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разряженное пространство, Давление сверху и снизу копыта выравниваются, и нога вынимается без особого труда. (слайд 15)

Устали?  Выполним зарядку для глаз. Сделаем дыхательное упражнение. Как же  мы дышим?

Задумывались ли вы над тем, как мы дышим? Механизм дыхания заключается в следующем: мышечным усилием мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом давление воздуха внутри легких уменьшается и атмосферное давление вталкивает туда порцию воздуха. При выдыхании происходит обратный процесс. Наши легкие действуют как насос при вдохе как разряжающий, а при выдохе − как нагнетающий.

Как мы пьём? (слайд 16)

Неужели и над этим можно задуматься? Конечно. Мы приставляем стакан или ложку с жидкостью ко рту и «втягиваем» в себя их содержимое. Вот это-то простое «втягивание» жидкости, к которому мы привыкли, и надо выяснить. Почему, в самом деле, жидкость устремляется к нам в рот? Что её увлекает? Причина такова: при питье мы расширяем грудную клетку и тем разрежаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется к нам в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает в наш рот.

Наоборот, захватив губами, горлышко бутылки, вы никакими усилиями не «втяните»  из нее воду в рот, та как давление воздуха во рту и над водой одинаково.

Итак, строго говоря, мы пьём не только ртом, но и лёгкими; ведь расширение лёгких – причина того, что жидкость устремляется в наш рот.

Вопросы викторины.

  1. Почему трудно вытащить ноги, увязшие в размокшей глине? Какую роль играет здесь атмосферное давление?

  Ответ. Когда нога приподнимается, под ней создается разреженное пространство, так как глина плотно охватывает обувь. При ходьбе в таких условиях человеку приходится преодолевать силу атмосферного давления.

 2. Если приложить плотно к губам кленовый лист и быстро втянуть воздух, то лист, с треском разрывается. Почему?

  Ответ. При вдохе грудная клетка расширяется, и в полости рта создается разрежение. Снаружи на лист действует большая сила (обусловленная наличием атмосферного давления), чем изнутри, поэтому лист разрывается.

 3. Если открыть кран наполненной водой бочки, которая не имеет более ни каких, даже маленьких отверстий и щелей, то вода вскоре перестает вытекать из крана. Почему?

  Ответ. Над водой образуется разреженное пространство, и дальнейшему вытеканию воды препятствует атмосферное давление.

   4. Почему вода поднимается вверх, когда ее втягивают через соломинку?

  Ответ. При втягивании воды грудная клетка расширяется, и в полости рта создается разреженное пространство. На поверхность же воды действует атмосферное давление; разность давлений заставляет воду подниматься по соломинке.

 Закрепление:

Повторение новой темы – 5-7 минут. (слайд 17)

Что такое атмосфера?

Почему атмосфера давит на нашу планету?

Как можно обнаружить атмосферное давление?

Как можно использовать атмосферное давление?

Какое значение имеет атмосфера для Земли?

Форма контроля и оценки результатов работы. Учитель наблюдает за индивидуальной работой детей, учитывает активность работы на уроке. Исходя из этих данных, оценивает только успешную работу учащихся. Успешностью данного занятия считается активное участие школьников в обсуждении проблемы и аргументированная защита своей точки зрения.

 Домашнее задание: (слайд 18)

Учитель: Вот и подходит к концу наш урок. Но с атмосферным давлением мы еще не прощаемся, на следующем уроке нам предстоит рассмотреть приборы для измерения давления. Поэтому в качестве домашнего задания вам, ребята, предлагается каждому прочитать и ответить на вопросы 40, 41 параграфов учебника и решить задачи упр 17,упр 18.

Кроме этого, предлагаю выполнить творческое задание. На ваш выбор подготовьте 1 занимательный опыт на использование атмосферного давления. Занимательные опыты можно найти в книгах «Занимательная физика» Перельмана и других, а также на сайтах  http://vpl54.narod.ru/FOKUS.html,  http://www.lmagic.info.

 Рефлексия учебной деятельности на уроке (итог) - 2-3 минуты.

Цель: осознании обучающимися своей учебной деятельности, самооценка результатов своей деятельности и всего класса.

Заключение:

 Вы хорошо поработали на уроке. Цель достигнута. Мы узнали, что такое атмосфера, выяснили что такое атмосферное давление, роль атмосферы в жизни Земли; на опыте доказали, что атмосфера оказывает давление. Знаем, что природу надо любить и охранять. И в заключении я хочу прочитать стихотворение Я. Акима:

     Наша планета  (слайд 19)

 Есть одна планета-сад

 В этом космосе холодном.

 Только здесь леса шумят,

 Птиц скликая перелётных,

 Лишь на ней одной цветут,

 Ландыши в траве зелёной,

 И стрекозы только тут

 В речку смотрят удивлённо.

 Береги свою планету –

 Ведь другой, похожей, нету!

(Я. Аким)