урок по теме "Сообщающиеся сосуды"
план-конспект урока по физике (7 класс)

Открытый урок по физике в 7 классе

в рамках районного конкурса «Учитель года – 2020»

Тема: Сообщающиеся сосуды

Образовательные ресурсы:

1. Учебник: Физика. 7 кл.: А.В. Перышкин. _ М.: Дрофа, 2017;
2. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/addb5c8c-db95-4430-b3ab-9b4623003c96/7_190.swf
3. https://learningapps.org/display?v=pck6paqi220 

Оборудование: слайдовая презентация, различные виды сообщающихся сосудов, жидкости: вода, масло; металлический зажим, штатив с лапкой и муфтой, лейка, чайник, строительный уровень, карта урока.

План урока:

1. Организационный момент
2. Мотивационно-целевой этап
3. Ориентировочный этап
4. Актуализация знаний
5. Поисково-исследовательский этап
6. Первичное осмысление и закрепление
7. Практический этап
8. Рефлексивно-оценочный этап

Цели урока:

Личностные: внутренняя позиция, мотивация, нравственно-этическая ориентация, личностный моральный выбор на основе социальных и личностных ценностей.

Регулятивные: целеполагание, планирование, прогнозирование, саморегуляция, коррекция.

Познавательные: формулирование познавательной цели, структурирование знаний, построение логической цепи рассуждений, выдвижение гипотезы и ее обоснование, подведение под понятие.

Коммуникативные: планирование определенных целей, постановка вопросов, инициативное сотрудничество в сборе информации, управление поведением партнера – контроль, коррекция, оценка действий партнера; умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли, владение монологической формами речи.

Формы и методы обучения

Метод мотивации учебной деятельности – создание проблемной ситуации, создание ситуаций занимательности.

Метод организации и осуществления учебно-позновательной деятельности – эвристическая беседа, демонстрация, иллюстрация, исследование.

Методы формирования новых умений – решение ситуационных задач.

Методы обобщения и систематизации изученного – создание таблиц, заполнение технологической карты.

Методы контроля результатов обучения – устный опрос.

Методы стимулирования учебной деятельности – словесное (похвала, признание, благодарность, порицание), формальная оценка (баллы, отметка)

Основные термины и понятия: сообщающиеся сосуды, артезианский колодец, шлюз.

Планируемые результаты обучения:

• понимать смысл физического понятия: сообщающиеся сосуды, давление столба жидкости;
• знать обозначения физических величин: давление, площадь, сила, плотность и их единиц измерения в системе СИ;
• приводить примеры практического использования сообщающихся сосудов;
• уметь использовать приборы для измерений;
• представлять результаты измерений с помощью таблиц.

Ход урока

1. Организационный момент. (1 мин)

(слайд 1) Здравствуйте ребята и уважаемые гости. Я рада приветствовать вас на уроке физики. Положительны

2. Мотивационно – целевой этап (4 мин)

Сегодня начнем урок стихами великого русского поэта  Александра Сергеевича  Пушкина, который был по духу своему первооткрывателем и исследователем:

О, сколько нам открытий чудных

Готовят просвещенья дух,

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг (слайд 2).

Удивительно точно подметил великий поэт характер научной деятельности. Просвещение, опыт, гений, случай — все составляющие научного открытия. Сегодня с вами мы будем изучать чудесные сосуды, проводить опыты и откроем законы, которым подчиняются эти сосуды.

Подготовка к восприятию нового материала.

 (Демонстрация прибора для проверки горизонтальности) слайд 3

На слайде вы видите строительный прибор.   Как вы думаете, для чего он нужен в строительстве? Какой принцип заложен в действие этого инструмента? (Ученики высказывают свои точки зрения)

Это будет нашей гипотезой, которую мы в ходе урока либо докажем, либо опровергнем.

3. Ориентировочный этап (5 мин)

Включение в систему знаний

У нас сегодня урок-исследование.  У вас на столах лежат листы самооценки, которые вы будете заполнять по ходу урока. (Учитель демонстрирует лист самооценки)

Для того чтобы определить тему сегодняшнего урока, посмотрите на предметы на столе и  на слайде (слайд 4). Какие предметы вы видите? (чайник, лейка, сосуды различной формы) Что общего между ними?  (имеют соединения)  Как вы думаете, как можно назвать эти сосуды? (сообщающимися)

Итак, сегодня на уроке мы будем говорить о сообщающихся сосудах. Запишите число и тему урока в технологических картах: Сообщающиеся сосуды (слайд 5). (Учащиеся записывают тему урока) 

Целеполагание:

Цель: (Учащиеся – формулируют цель и задачи урока)

Таким  образом, целью нашего урока является изучение какого объекта? (сообщающихся сосудов) (слайд 6)

Задачи:

Для их изучения,  нам необходимо определить предмет нашего изучения, т. е.  дать определение сообщающимся сосудам – это будет первой задачей для нашего урока.

В виде чего в физике формулируются результаты изучения, исследования? Как называются такие утверждения? Например, как называется открытие, которое сделал Блез Паскаль? (формула, закон)

Таким образом, следующей задачей урока является: формулировка закона сообщающихся сосудов.

А зачем нам нужно что-то изучать? Для чего нам нужно знать законы физики? (чтобы применить  их на практике).  Третья задача урока: узнать, как на практике применяются сообщающиеся сосуды. (Учитель демонстрирует на экране слайд 5 с целью и задачами урока и вывешивает напечатанные задачи на доску.)

Во-первых, это что? Сосуды. Чем они отличаются от других сосудов? (Ученики предлагают свои варианты определений сообщающихся сосудов). Откройте, пожалуйста, учебник на с. 121 и попробуйте самостоятельно сформулировать определение и запишите его в технологическую карту.

(слайд 7. Сосуды, соединённые между собой резиновой трубкой,  называются сообщающимися). Поставьте 1 балл, если вы верно написали определение и 0 баллов – если не верно. Я верю, что с первой задачей все успешно справились!

4. Поисково-исследовательский этап.  (10 мин) 

Переходим к выполнению второй задачи урока.

Для выполнения этой задачи мне нужен помощник. Прежде чем помощник начнет свою деятельность я прошу остальных ребят обратиться к листам самооценки и выполнить 2-е задание самостоятельно не прибегая к эксперименту. А затем сверите свой результат с результатом помощника.

Налейте в один из сосудов подкрашенную воду.

(На демонстрационном столе ученик наливает воду в сообщающиеся сосуды)

Что происходит? (жидкость стала перетекать). И как долго она будет перетекать? (До тех пор, пока давления справа и слева не станут равными.)

Зарисуйте положение уровней однородной жидкости. (слайд 8).

Поставьте 1 балл в листах самооценки, если вы верно зарисовали положение уровней, не дожидаясь результата экспериментатора и 0 баллов – если выполняли задание вместе с помощником или самостоятельно, но сделали не верно.

Что будет происходить, если наклонить сосуды? (слайд 8) Как меняют свое положение уровни жидкости в сосудах при наклоне: как  на первой картине  или как на второй?  Зарисуйте положение предполагаемых уровней жидкости при наклоне вашей конструкции.  Покажите, пожалуйста, и увидим какая картинка правильная

Поставьте 1 балл, если вы верно зарисовали и 0 баллов – если не верно.

Зависит ли положение уровня жидкости в сообщающихся сосудах от ширины сосуда и от формы сосуда? (слайд 9) Какой вывод сделаем?

Заполните пропуски в выводе, который записан в вашей технологической карте: (в сообщающихся сосудах любой ширины  и формы однородная жидкость устанавливается на одном уровне). Проверьте себя! Поставьте 1 балл, если вы верно записали вывод и 0 баллов – если не верно. (слайд 10)

А  можно ли  вывод обосновать теоретически? (жидкость не перемещается из одного сосуда в другой, значит, давление в обоих сосудах на любом уровне одинаковое)

Сейчас я вас прошу вспомнить закон Паскаля и формулу для вычисления давление столба жидкости?  

И опять проверьте себе, обратив внимание на слайд (слайд 11). Ставьте себе по 1 баллу, если вы правильно помните закон Паскаля  и формулу давления столба жидкости.

Итак, мы вспомнили, что согласно закону Паскаля давление во всех точках жидкости одинаковое, т.е. давление в левом колене равно давлению в правом колене:  p1= p2. А теперь давайте проведем эксперимент, который покажет, как устанавливаются уровни жидкости в сообщающихся сосудах, если налить жидкости разной плотности.

Например: вода   и масло

5. Физкультминутка. А пока сделаем кратковременный перерыв. Встали все ровно между рядами.

Руки вверх буквой Г,

Опустить одну руку – наберем водички,

Опустим другую – выльем.

Туловищем вправо-влево.

Присесть- встать насос качает воду.

Руки вверх – брызгается фонтан.

6. Первичное осмысление и закрепление (продолжение) 

Теперь работаем группами и проводим эксперимент и выясним, как ведут себя в сообщающихся сосудах жидкости с разной плотностью. В группах задания по парам: 1 пара должна составить алгоритм действий, 2 пара провести сам эксперимент, а 3 пара произвести все необходимые вычисления.

Ученик выполняет данный эксперимент: в один сосуд наливает подкрашенную воду, а в другой масло. 

(слайд 12)Что мы видим? (что в сообщающихся сосудах, содержащие разные жидкости, высота столба жидкости с большей плотностью будет меньше высоты столбца жидкости с меньшей плотностью).

Зарисуйте уровни жидкостей. (Карандаши розовые и желтые) Как располагаются уровни различных жидкостей в сообщающихся сосудах? (слайд 13)  Заполните пропуски в следующем выводе – вывод 2 в листах самооценки. Проверьте полученный результат. (слайд 14)

(слайд 15)  Измерьте высоты столбов жидкостей над уровнем АВ, результаты запишите в таблицу на листе плана. Вычислите. h1/h2 (один человек записывает на доске результаты измерений и  вычисления h1/h2)Вычислим ρ2/ρ1. Сравните h1/h2  и ρ2/ρ1.(слайд16) 

Итак, h1/h2  ≈ ρ2/ρ1. Обратите внимание на индексы.  Как называется в математике такое соотношение, когда в одной части равенства  величина находится в числителе, а в другой части – в знаменателе?  (обратной пропорциональностью) 

Ответьте на вопрос в технологической карте: как зависят высоты столбов разных жидкостей в сообщающихся сосудах от плотности жидкостей? (Высоты столбов разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорциональны их плотностям) Запишите вывод 3 в листах самооценки. (слайд 17)

Поставьте себе баллы за исследовательскую деятельность

9. Практический этап. 

Учитель: Переходим к выполнению третьей задачи урока - узнаем, каковы возможности использования сообщающихся сосудов. А для этого нам необходимо обобщить опыт, накопленный человеком. (слайд 18)

Теперь ребята в группах работают по парам. Две пары узнают применение сообщающихся сосудов на конкретном примере, который раздается на карточке, а третья – работает с учебником и ищет в заданиях §41 есть ли примеры применения сообщающихся сосудов, предложенные двум другим парам. Минута времени вам на работу. Ученики работают.

Я думаю, все готовы.

Каждая группа приводит по одному примеру и поясняет какой из данных примеров есть в учебнике. 

Применение сообщающихся сосудов в быту, технике, природе.

 «Опыт человечества»

(слайд 19) Водомерное стекло. На принципе сообщающихся сосудов устроены водомерные трубки для баков с водой. Такие трубки, например имеются на баках в железнодорожных вагонах. В открытой стеклянной трубке, присоединенной к баку, вода всегда стоит на том же уровне, что и самом баке.

Если водомерная трубка устанавливается на поровом котле, то верхний конец трубки соединяется с верхней частью котла, накопленной паром. Это делается для того, чтобы давления над свободной поверхностью воды в котле и в трубке были одинаковыми.

 (слайд 20) «Римский акведук»

Акведук-это водяной желоб, поддерживаемый мостами. Вода бежит по акведуку над впадинами и холмами под действием собственного веса- от горных подоков к городам, расположенным в долине. Римлянам был неизвестен закон сообщающихся сосудов. Для снабжения населения водой они возводили многокилометровые акведуки, водопроводы, доставлявшие воду из горных источников. Инженеры древнего Рима опасались, что в водоемах, соединенных очень длинной трубой, вода не установится на одинаковом уровне. Они полагали, что если трубы проложены в земле, следуя уклонам почвы, то в некоторых участках вода ведь должна течь вверх, – и вот римляне боялись, что вода вверх не потечет. Поэтому они обычно придавали водопроводным трубам равномерный уклон вниз на всем их пути. Одна из римских труб, Аква Марциа, имеет в длину 100 км, между тем как прямое расстояние между ее концами вдвое меньше. Полсотни километров каменной кладки пришлось проложить из-за незнания элементарного закона физики!

(слайд 21) Устройства водопровода. На башне устанавливается большой бак с водой (водонапорная башня). От бака идут трубы с целым рядом ответвлений, вводимых в дома. Концы труб закрываются кранами. У крана давление воды, заполняющей трубы, равно давлению столба воды, имеющего высоту, равную разности высот между краном и свободной поверхностью воды в баке. Так как бак устанавливается на высоте десятков метров, то давление у крана может достигать нескольких атмосфер. Очевидно, что давление воды на верхних этажах меньше давления на нижних этажах. Вода в бак водонапорной башни подается насосами.

(слайд 22) АРТЕЗИАНСКИЙ КОЛОДЕЦ, колодец, использующий напорную (артезианскую) воду. Вода поднимается в этих колодцах (скважинах) выше уровня кровли водоносного пласта, ее содержащего. Артезианские колодцы дают напорную, но отнюдь не обязательно фонтанирующую (самоизливающуюся) воду; последняя получается только в том случае, если высота напора эксплуатируемого водоносного слоя выше уровня земной поверхности в месте заполнения скважины. Артезианские колодцы сооружаются путем бурения; способы бурения колодцев применяются в зависимости от характера геологических напластований данной местности. От желательного дебита и глубины скважины зависят конечный диаметр скважины и диаметр фильтра, который вставляется в скважину, если водоносный слой песчаный. При известняковом, трещиноватом, но твердом слое и крупном галечнике (конгломерате) фильтр обычно не вставляется. При самоизливающейся в достаточном количестве воде главную роль (помимо гидрогеологических свойств водоносного слоя) играет конечный диаметр; при отсутствии фонтанирования существенное значение имеет начальный диаметр скважины, точнее - диаметр колонны обсадных труб, внутри которых устанавливается насос.

(слайд 23) Шлюзы и каналы также работают по принципу сообщающихся сосудов. В смежных шлюзовых камерах, отделенных друг от друга шлюзовыми воротами, вода стоит на одном уровне. Под воротами проходит подводный канал, соединяющий обе камеры; его можно открывать и закрывать. При открывании подводного канала обе камеры превращаются в сообщающиеся сосуды, и вода, перетекая из камеры с более высоким уровнем в камеру с более низким уровнем, устанавливается на одном уровне. Тогда и открывается шлюзовые ворота, и судно переводится из одной камеры в другую.

(слайд 24) Фонтаны Петергофа - великолепный ансамбль парков, дворцов и фонтанов. Это единственный ансамбль в мире, фонтаны которого работают без насосов и сложных водонапорных сооружений. В этих фонтанах используется принцип сообщающихся сосудов - учтены уровни фонтанов и прудов – хранилищ.

В годы Великой Отечественной войны гитлеровские войска разворовали и уничтожили художественные ценности Петергофа. Статуя  "Самсон, раздирающий пасть льва " была похищена немцами. После окончания войны заминированный Петродворец   возродили  вновь и золочёная бронзовая  статуя  "Самсон, раздирающий пасть льва" заняла своё место.

9 мая 2020 года исполняется 75 лет со дня Великой Победы.  Мы должны помнить, что честь, свободу и независимость нашей Родины народ отстоял ценой своей жизни.

Немного отвлеклись на историю, а теперь «вернемся» к физике. Итак, на чем основано действие фонтанов? (Действие фонтанов основано на принципе сообщающихся сосудов)

Итак, мы выполнили третью – последнюю задачу урока.

(слайд 25)А теперь вернемся к вопросу, который был поставлен в начале урока.

На чем основано действие гидравлического уровня?

(Принцип работы гидравлического уровня основан на принципе сообщающихся сосудов, в которых уровень жидкости остается одинаковым независимо от высоты расположения одного из них).

10. Рефлексивно-оценочный этап.(3 мин)

Мы вместе прошли трудный путь от гипотез, догадок, к подлинно научной теории и поучаствовали в своем открытии уже известного и открытого закона сообщающихся сосудов. Мы все задачи, которые поставили перед собой в начале урока, выполнили?

А теперь давайте проверим свои знания (слайд 26)

https://learningapps.org/display?v=pck6paqi220 

Сосуды, имеющие между собой сообщение или общее дно, называют _______________________. На кухне-это ___________________. Цветы на клумбе мы поливаем из _______________. Уровень воды в паровом котле показывает _______________. Поверхности однородной жидкости в сообщающихся сосудах любой формы находятся на ___________________________. Это происходит потому, что равные по высоте столбы жидкости производят одинаковые ____________________. Давление жидкости на дно сосуда прямо пропорционально ___________________ столба и _____________________ жидкости.

Поставьте 1 балл в листах самооценки, если все правильно.

(слайд 26) Посчитайте общее количество баллов и поставьте себе оценку за урок. Критерии оценивания вы можете увидеть на ваших листах самооценки.

Тамже видите «рефлексивную мишень», которая поделена на сектора. В каждом из секторов есть параметры состоявшейся деятельности. Вы должны поставить метки в сектора соответственно оценке результата: чем ближе к центру мишени, тем ближе к десятке, на краях мишени оценка ближе к нулю.

Затем проводят её краткий анализ.

Домашнее задание: обязательно

1 уровень: § 41+ ответить на вопросы, рассмотрите внимательно дома все окружающие вас предметы, найдите среди них сообщающиеся сосуды и запишите их в тетрадь.
2 уровень: § 41+ упр.18 (3) или задание 1 с. 124

Учитель: Всем спасибо за работу. (25 с.)

В заключение хочу  прочитать стихотворение Марка Львовского (слайд 36)

Любите физику, друзья,

Без космоса никак нельзя.

Без света не прожить и дня,

Как в древнем мире без огня.

Без физики не только свет,

Компьютер или Интернет

Мы не могли бы получить.

Давайте физику учить!

                                         До свидания.