Конспект урока по физике 7 класс "Атмосфера. Атмосферное давление"
план-конспект урока по физике (7 класс) на тему

Уровни образования: 

 основное общее образование

Класс(ы): 

 7 класс

Предмет(ы): 

 Физика

Целевая аудитория: 

 Учитель (преподаватель)

Тип ресурса: 

 конспект урока (занятия)

Краткое описание ресурса: 

 Данный урок является одним из основных в разделе "Давление твердых тел, жидкостей и газов", т.к. объясняет причины существования атмосферного давления, а это объясняет множество явлений, окружающих нас в быту и практической деятельности. Тип урока - урок изучения нового материала (теория и применение). Основные этапы: создание проблемной ситуации, ее разрешение, получение знаний, выделение главного, закрепление и контроль усвоения. Формы - фронтальная беседа, наблюдение эксперимента и его объяснение, работа с книгой, групповая работа, самостоятельная работа, применение предыдущих знаний в новой ситуации.

КОНСПЕКТ УРОКА ПО ФИЗИКЕ В 7 КЛАССЕ НА ТЕМУ:

«АТМОСФЕРА И АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ»

ЦЕЛИ УРОКА:

Обучающая:

Обобщить и расширить знания, полученные на уроках географии, рассмотреть причины, создающие атмосферное давление, выяснить влияние земной атмосферы на живые организмы;

Развивающая:

Активизировать словарный запас, развивать аналитическое мышление и творческую самостоятельность, пробудить в учащихся стремление к творчеству.

Воспитывающая:

Воспитывать коммуникабельность (умение слушать учителя и товарищей, отстаивать свою точку зрения); прививать любовь к природе.

ОБОРУДОВАНИЕ:  приборы для демонстрации существования атмосферного давления, стенд на тему «Охрана окружающей среды». компьютерная демонстрация, параграф по теме, конспект урока (для детей), карточки (зеленая и красная), калькулятор.

Задачи урока:

1.      Выяснить, как слово «атмосфера» попало в наш язык;

2.      Повторить, из каких слоев состоит атмосфера;

3.      Узнать, кто первый увидел атмосферу из космоса и описал ее;

4.      Выяснить значение атмосферы и ее состав.

5.      Убедиться, что атмосфера имеет массу.

6.      Показать, что атмосферное давление действительно существует.

7.      Рассмотрение экологического вопроса «Охрана окружающей среды».

8.      Рассмотреть влияние атмосферы на жизнь человека и животных.

                                                План урока

Ход урока:

Учитель. Ребята, сегодня на уроке мы продолжим изучение атмосферы Земли, с которой вы раньше познакомились на уроках географии, научимся определять вес воздуха, рассмотрим явления подтверждающие существование атмосферного давления.

Послушайте как поэтично писал об атмосфере французский астроном XIX века Камил Фламарион: «Атмосфера оживляет Землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные, человек – все живет в атмосфере, и благодаря ей Земля плавает в воздушном океане: его волны омывают как вершины гор, так и их подножия; а мы живем на дне этого океана, со всех сторон им охваченные, насквозь им проникнутые… не кто иной, как она, покрывает зеленью наши поля и луга, питает и нежный цветок, и громадное, многовековое дерево, запасающее работу солнечного луча, чтобы отдать нам ее впоследствии».

Давайте вспомним, что же представляет собой этот воздушный океан.

Ученики. Атмосфера – самая верхняя, самая легкая и наиболее подвижная оболочка нашей планеты. Она сама находится в непрерывном взаимодействии с остальными оболочками Земли. Атмосферу образно называют воздушным океаном, на дне которого мы живем.

Учитель. Да, воздух окружает планету шаровым слоем. Воздушную оболочку Земли называют атмосферой (от греческого «атмос»-пар и «сфера»-шар). Каково же строение атмосферы?

Сообщение ученика. По своему строению воздушный океан напоминает дом. У него тоже есть свои «этажи» - это слои атмосферы. В атмосфере можно выделить несколько слоев, различающихся по температуре и плотности (рис. 1).

Тропосфера — самый нижний слой атмосферы, толщина которого над полюсами составляет 8-10 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а над экватором — 16-18 км.

Рис. 1. Строение атмосферы Земли

Воздух в тропосфере нагревается от земной поверхности, т. е. от суши и воды. Поэтому температура воздуха в этом слое с высотой понижается в среднем на 0,6 °С на каждые 100 м. У верхней границы тропосферы она достигает -55 °С. При этом в районе экватора на верхней границе тропосферы температура воздуха составляет -70 °С, а в районе Северного полюса -65 °С.В тропосфере сосредоточено около 80 % массы атмосферы, находится почти весь водяной пар, возникают грозы, бури, облака и осадки, а также происходит вертикальное (конвекция) и горизонтальное (ветер) перемещение воздуха. Можно сказать, что погода в основном формируется в тропосфере.

Стратосфера — слой атмосферы, расположенный над тропосферой на высоте от 8 до 50 км. Цвет неба в этом слое кажется фиолетовым, что объясняется разреженностью воздуха, из-за которой солнечные лучи почти не рассеиваются.В стратосфере сосредоточено 20 % массы атмосферы. Воздух в этом слое разрежен, практически нет водяного пара, а потому почти не образуются облака и осадки. Однако в стратосфере наблюдаются устойчивые воздушные течения, скорость которых достигает 300 км/ч.

В этом слое сосредоточен озон (озоновый экран, озоносфера), слой, который поглощает ультрафиолетовые лучи, не пропуская их к Земле и тем самым защищая живые организмы на нашей планете. Благодаря озону температура воздуха на верхней границе стратосферы находится в пределах от -50 до 4-55 °С.Между мезосферой и стратосферой расположена переходная зона — стратопауза.

Мезосфера — слой атмосферы, расположенный на высоте 50-80 км. Плотность воздуха здесь в 200 раз меньше, чем у поверхности Земли. Цвет неба в мезосфере кажется черным, в течение дня видны звезды. Температура воздуха снижается до -75 (-90)°С.

На высоте 80 км начинается термосфера. Температура воздуха в этом слое резко повышается до высоты 250 м, а потом становится постоянной: на высоте 150 км она достигает 220-240 °С; на высоте 500-600 км превышает 1500 °С.

В мезосфере и термосфере под действием космических лучей молекулы газов распадаются на заряженные (ионизированные) частицы атомов, поэтому эта часть атмосферы получила название ионосфера — слой очень разреженного воздуха, расположенный на высоте от 50 до 1000 км, состоящий в основном из ионизированных атомов кислорода, молекул окиси азота и свободных электронов. Для этого слоя характерна высокая наэлектризованность, и от него, как от зеркала, отражаются длинные и средние радиоволны.В ионосфере возникают полярные сияния — свечение разреженных газов под влиянием электрически заряженных летящих от Солнца частиц — и наблюдаются резкие колебания магнитного поля.

Экзосфера — внешний слой атмосферы, расположенный выше 1000 км. Этот слой еще называют сферой рассеивания, так как частицы газов движутся здесь с большой скоростью и могут рассеиваться в космическое пространство.

Учитель. Таков океан атмосферы, на дне которого мы живем, а какова роль атмосферы в жизни Земли?

Ученики. Роль атмосферы в жизни Земли огромна. Живым организмам она необходима для дыхания, для защиты от смертоносного космического излучения, от падения метеоритов, от обжигающих лучей Солнца днем, ночью от охлаждения. Без атмосферы Земля превратилась бы в безжизненную пустыню, подобную поверхности Луны, где атмосфера отсутствует и поверхность подвержена непосредственному воздействию космоса.

Учитель. Наличие атмосферы – одно из необходимых условий существования жизни на Земле, поскольку земная жизнь уязвима для космических воздействий и нуждается в постоянной защите от них. Страшно даже представить нашу планету безжизненной . жизнь на протяжении миллионов лет создавала всю ту красоту, которую мы привыкли считать естественной. Так, для нас естественно дышать чистым воздухом, и только когда мы начинаем задыхаться в загазованной среде, то вспоминаем, что вокруг нас воздух. Вы уже знаете, ребята, что в связи с бурным развитием промышленности и гигантскими объемами сжигаемого топлива темпы расходования запасов О2  и накопления СО2 в атмосфере резко увеличились. В результате наносится огромный ущерб всей природной среде и людям. Наиболее значительными загрязнителями являются выбросы (сажа, зола, копоть, пыль и вредные газы). Атмосферные загрязнения оказывают вредное воздействие на человека, животных, растения, на микроклимат. Поэтому охрана атмосферного воздуха является важнейшей частью проблемы оздоровления природной среды. Чтобы на Земле продолжалась Жизнь, необходимо беречь природу. Ведь бездушность, бездумность быстро могут уничтожить то, что создавалось в ней тысячелетиями. Каждый из нас, живущих на Земле, должен беречь жизнь рек и озер, деревца и цветка. Ведь это и твоя жизнь, и жизнь тех, кто будет после тебя.

Ты, человек, любя природу,

Хоть иногда ее жалей.

В увеселительных походах

Не растопчи ее полей.

В вокзальной сутолоке века

Ты оценить ее спеши.

Она твой давний добрый лекарь,

Она – союзница души.

Не жги ее напрапалую

И не исчерпывай до дна.

И помни истину простую:

Нас много, а она одна.

                            В. Шефнер.

Подведем итог (обращается к рисунку на доске). Атмосфера состоит из смеси газов: азот – 78%, кислород – 21%, углекислый газ – 0,03% и некоторые другие газы. Она простирается на тысячу и более километров в высоту. Резкой границы не имеет. Верхние слои разрежены и постепенно переходят в пустое межпланетное пространство. С высотой плотность воздуха уменьшается. До 80% всей воздушной оболочки Земли сосредоточенно в пределах 15 км над Землей.

О том, что все газы имеют массу, мы часто склонны забывать. А масса 1 м3 воздуха при t=0ºС составляет 1,29 кг. Факт, что воздух действительно имеет массу, подтвердим на опыте с прибором «Шар для взвешивания воздуха». Это толстостенный стеклянный шар с пробкой и трубкой с зажимом. Выкачаем часть воздуха из шара насосом, трубку пережмем зажимом. Уравновесим шар на весах. Откроем зажим. Видим, что равновесие весов нарушается. Шар с воздухом тяжелее. Следовательно воздух обладает массой.

Из-за притяжения к Земле верхние слои воздуха давят на средние, а те на нижние. Как вы думаете, где давление воздуха самое большое?

Ученики. Наибольшее давление испытывает поверхность Земли, а также все тела, находящиеся на ней. На них давит вся толща воздуха.

Учитель. Атмосферное давление – это давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся в ней предметы. В результате давления атмосферы на каждый 1 см² нашего тела и любого предмета действует сила 10 Н, но тело не разрушается под действием такого давления. Это объясняется тем, что оно внутри наполнено воздухом, давление которого равно давлению наружного воздуха. Наше тело устроено так, что мы вообще не ощущаем атмосферного давления.

Демонстрация опытов.

1. при горении бумаги воздух нагревается, давление увеличивается, и часть воздуха выходит. После того как бутылку накроют, воздух охладится (горение прекращается), и там возникает разрежение. Бутылка удерживается атмосферным давлением.

2. Подожгите кусок бумаги, опустите в стакан и почти сразу закройте его вторым стаканом. Через. 1—2 сек поднимите верхний стакан, за ним поднимается   и нижний. 
Почему?

При горении воздух нагревается. После закрытия банки процесс горения прекращается. Воздух начинает охлаждаться. В банке возникает разрежение, благодаря которому она прижимается атмосферным давлением к фанере. Втягивание резины объясняется также атмосферным давлением.
На этом явлении основано лечение с помощью медицинских банок. 

3. вода не выливается из стакана, потому что удерживается атмосферным давление.

Учитель. Назовите бытовые приборы, в которых «работает» атмосферное давление.

Ученики. Шприц, пипетка, медицинские банки.

Учитель. Знаете ли вы, что:

- изменением давления объясняется действие разного рода присосок?

- атмосфера вращается вместе с Землей? Если бы атмосфера была неподвижна, то на Земле постоянно дул ураганный ветер со скоростью свыше 1500 км/ч;

- некоторые планеты Солнечной системы также имеют атмосферу? На Венере атмосферу открыл М. В. Ломоносов 26 мая 1761 года, позже была открыта атмосфера на Марсе;

- в отдельных районах планеты уже сказываются локальные изменения климата от загрязнения воздуха;

- ежегодно производится выброс более 600 тысяч тонн фреона в атмосферу, что приводит к разрушению озонового слоя;

- первым законом об охране окружающей среды можно считать эдикт короля Англии Эдуарда Iот 1273 года, запрещавший использование каменного угля для отопления жилищ в Лондоне? За нарушение эдикта полагалась смертная казнь.

Нам природа подарила

Разум, силу и уменье.

Воздадим же ей сполна,

Чтоб она жива была.

Решение задач

Ребята, а сейчас вычислите вес воздуха, находящегося в нашей классной комнате размером 6х5х2,5м.

(Один ученик у доски, а остальные в тетради решают задачу).

Дано:                                                          Решение:

V=6х5х2,5(м3)                                P=mg, m=ρV, m=1,29*6*5*2,5=96,75кг

ρ=1,29 кг/м3                                    Р=96,75кг*10Н/кг=967,5 (Н)-вес воздуха.

 Р-?                                                   Ответ: 967,5 (Н).

Учитель. Послушайте одну историю. Однажды Маша вымыла банки горячей водой и сразу надела на них пластмассовые крышки. Спустя некоторое время мама не смогла снять крышки. Призванный на помощь папа с большим трудом справился с задание, поругивая атмосферное давление. Скажите мне, а при чем здесь атмосферное давление?

Ученики. Банка от горячей воды нагрелась, часть воздуха из нее вышла. Маша закрыла банку крышкой, банка остыла, и внутри нее давление оказалось ниже, чем атмосферное.

Учитель. Запишите домашнее задание §50, вопросы в конце параграфа.

Спасибо всем, хорошо поработали на уроке. Наша цель достигнута. Мы вспомнили, что такое атмосфера, каково ее строение, роль атмосферы в жизни Земли; на опыте доказали, что воздух обладает массой. Знаем, что природу надо любить и охранять.

Литература.

Гальперштейн Л. Забавная физика.

Горев Л. А. занимательные опыты по физике

Кириллова И. Г. Книга для чтения по физике.

Грачев А. В. Физика 7 класс.