Тема: Барометр-анероид
Цели: знакомство с работой и устройством барометра-анероида; развитие навыков решения задач.
Оборудование: барометр-анероид, таблица
Демонстрации: измерение атмосферного давления барометром; изменение давления барометром, помещенным под воздушный колокол.
Ход урока
1. Организационный момент. Проверка домашнего задания. Повторение изученного.
Один ученик отвечает на вопросы по изученному материалу, второй - объясняет физические процессы в экспериментальном задании.
Можно провести очень краткий фронтальный опрос по изученному материалу:
- Почему возникает атмосферное давление?
- Почему атмосферное давление действует не только на улице, но и под крышей дома?
- Почему атмосферное давление нельзя вычислить по формуле P=ρgh?
- Почему давление многокилометрового слоя воздуха над поверхностью Земли уравновешивается давлением столбика ртути высотой всего 76 см?
Объясните эксперимент. Возьмите алюминиевый бидон, закройте его крышкой и переверните. Крышка падает. Заполните бидон водой, закройте крышкой и переверните. Почему крышка не падает?
Объясните эксперимент. Положите на стол линейку длиной 50-70 см так, чтобы конец ее 10 см свешивался. На линейку положите полностью развернутую газетку. Если медленно оказывать давление на свешивающийся конец линейки, то он опускается, а противоположный поднимается вместе с газетой. Если резко ударить по концу линейки молотком, то она ломается, причем противоположный конец с газетой почти не поднимается. Как объяснить наблюдаемое явление?
2. Изучение нового материала
Приступая к объяснению нового материала, следует заметить, что ртутные барометры использовались более двух веков, и лишь в середине XIX века был сконструирован первый безжидкостный барометр. Его назвали барометр-анероид.
[pic]
Говоря об устройстве и назначении чувствительного элемента (коробочки с гофрированным основанием), поясните, что внутри нее сильное разряжение, а гофрированное основание необходимо для легкого изменения объема коробки.
Назначение промежуточных механических звеньев от коробочки до стрелки понимается достаточно просто.
Далее нужно пояснить, что барометры-анероиды очень надежны и компактны по сравнению с ртутными. Хотя с течением времени упругость мембраны, которая воспринимает изменения атмосферного давления, уменьшается, и показания становятся неточными.
[pic]
Такие барометры фиксируют изменения давления при перемещении его на высоту два-три метра. Так как с увеличением высоты над землей атмосферное давление падает, то при помощи барометра можно определять высоту подъема над поверхностью Земли.
При малых подъемах атмосферное давление падает примерно на 1 мм рт.ст. на высоту 12 м. На подобной зависимости строится работа приборов, которые измеряют высоту подъема тела - высотомеров.
3. Решение задач.
Первую задачу у доски решает один из учеников:
Задача 1. На какой глубине находится станция метро, если барометр на платформе показывает 863 мм рт.ст., а при входе в метро - 760 мм рт.ст.?
Будет полезным, если ученик найдет не только глубину метро, но и определит, как связана высота подъема с изменением давления.
Остальные задачи даются для самостоятельного решения:
Задача 2. Атмосферное давление равно 750 мм рт.ст. Чему равна высота ртутного столба в трубке Торричелли? (h = 750 мм)
Задача 3 Каково показание ареометра на уровне высоты на Останкинской телевизионной башни (540м), если внизу показания ареометра 100641 Па? (P=94650 Па)
Домашнее задание: Пар. 43-44, вопросы к параграфу.
Домашние опыты:
Определение высоты вашего дома с помощью барометра-анероида
1. Определить давление воздуха на первом этаже вашего дома pд
2. Поднявшись на верхний этаж вашего дома, определите давление воздуха pв
3. Рассчитайте высоту вашего дома по формуле h = (рд - рв)/ρg
где ρ - плотность воздуха (1,3 кг/м3)
