Тема урока: Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля.
Физика: 7 класс
Цели урока:
Образовательные: познакомить с законом Паскаля, расширить и углубить знания учащихся по теме “Давление”, обсудить различие между твёрдыми телами, жидкостями и газами; помочь учащимся осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений; научить применять основные положения молекулярно-кинетической теории для объяснения давления газа, закона Паскаля. Научить решать качественные задачи на применение закона Паскаля; на сравнение давлений внутри жидкости.
Развивающие: создать условия для развития исследовательских и творческих навыков; навыков общения и совместной деятельности; развивать умение выделять главное, аргументировать свой ответ, приводить примеры, формулировать выводы, анализировать и систематизировать предлагаемую информацию, давать полный развёрнутый ответ; способствовать овладению методами научного исследования; проводить самостоятельно эксперимент и делать выводы на основе анализа общих и отличительных черт объектов; формировать умения работать с образовательными ресурсами в Интернете.
Воспитательные: способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу; создать условия для положительной мотивации при изучении физики, используя разнообразные приемы деятельности, сообщая интересные сведения; формировать умение работать в парах, включаться в диалог друг с другом.
План урока.
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний.
1) Самостоятельная работа. Проверка знаний учащихся по ранее изученной теме «Давление газа».
Тесты по теме “Давление газа и твердых тел”.
Вариант I: вопросы №1; №3; №5.
Вариант II: вопросы №2; №4; №6.
1. Сухое дерево при горении издает треск, так как…
а) воздух, содержащийся в куске дерева, нагреваясь, расширяется и разрывает волокна дерева, слышен треск.
б) при горении температура повышается и увеличивается объем, поэтому слышен треск.
2. При каком условии нагревание газа не приводит к изменению его плотности?
а) при нагревании в сосуде, емкость которого не изменяется;
б) при увеличении объема сосуда;
в) при уменьшении объема сосуда.
3. Почему буря, которая валит живые деревья летом, часто не может свалить рядом стоящее сухое дерево без листьев, если оно не подгнило?
а) сила, с которой ветер действует на корону дерева (при одинаковом давлении), зависит от площади ее поверхности, а у живого дерева она больше и поэтому буря свалит живое дерево раньше, чем сухое;
б) сила, с которой ветер действует на корону дерева, зависит от площади ее поверхности, а живого дерева она меньше и поэтому буря свалит живое дерево, чем сухое;
4. Зависит ли давление колесного трактора на дорогу от давления внутри баллона колеса?
а) зависит, т.к. при увеличении давления внутри баллона уменьшается площадь опоры колеса на дорогу, поэтому давление трактора на дорогу возрастает.
б) не зависит, так как давление не изменится.
5. Каким простым способом удаляют вмятину, которую получила оболочка мячика настольного тенниса?
а) путем нагревания его в горячей воде;
б) путем охлаждения при низкой температуре.
6. Почему лимонад и минеральная вода в закупоренной бутылке спокойны, а если вынуть пробку, то сейчас же «закипают»?
а) в этих напитках растворен углекислый газ под давлением большим, чем атмосферное давление воздуха. При раскупорке бутылки давление извне увеличивается. Поэтому газ внутри жидкости расширяется, вследствие этого и жидкость бурлит, слышно шипение (напиток кипит).
б) в этих напитках растворен углекислый газ под давлением большим, чем атмосферное давление воздуха. При раскупорке бутылки давление извне уменьшается. Поэтому газ внутри жидкости расширяется, вследствие этого и жидкость бурлит, слышно шипение (напиток кипит).
Ответы: 1- а; 2- а; 3 - а; 4 - а; 5 - а; 6- б.
(Взаимопроверка. Работа в парах).
III. Мотивационный этап.
Постановка проблемы перед учащимися:
1)В каком направлении производят давление газы?
2) В комнате, где мы находимся, есть воздух?
3) Оказывает ли воздух действие на стены, пол, потолок?
4) Как газ производит давление?
Формулирование учащимися цели урока.
Ход урока:
IV. Этап получения нового знания.
1. Учитель: Если выстрелить из ружья, применяемое в тирах, в круто сваренное яйцо, то пуля пробъёт в нем только сквозное отверстие, остальная часть останется целой. Если выстрелить в сырое яйцо, то оно разобъётся в дребезги. Такое же явление наблюдается при стрельбе в банку, сначала в пустую, а затем наполненную водой. Банка, наполненная водой, при попадании пули, разбивается на мелкие части. Почему так происходит? Ответить на этот вопрос позволяет закон Паскаля.
Закон Паскаля гласит: "Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку жидкости или газа одинаково по всем направлениям".
Это утверждение объясняется подвижностью частиц жидкостей и газов во всех направлениях.
Содержимое сырого яйца и вода в стеклянной банке передают давление при ударе пули во все стороны одинаково, т.е. иначе, чем твердое тело, которое передает давление только в одном направлении, а именно в том, в котором действует сила. Кто он – Блез Паскаль?
[pic]
Ученик: Блез Паскаль - выдающийся французский математик, физик, писатель, религиозный философ. Блез Паскаль родился 19 июня 1623 г. в Клермоне; его отец был председателем суда, одним из самых известных юристов города. Все Паскали отличались незаурядными способностями, а в Блезе одаренность проявилась с раннего детства.
В 1631 г. Этьен Паскаль, глава семейства, перебрался с детьми в столицу и направил усилия на развитие умственных способностей Блеза. Особое внимание и сын, и отец уделяли математике. В их доме еженедельно проходили заседания своеобразного кружка математиков. В этих встречах 16-летний Паскаль-младший начал принимать самое активное участие и настолько преуспел, что был в числе первых даже среди взрослых. Природа наделила Блеза Паскаля необычными, выдающимися способностями, но обделила здоровьем. Когда их семья переехала в Руан в январе 1640 г., самочувствие Блеза начало заметно ухудшаться. Исключительное дарование юного Блеза обнаружились очень рано: в 10 лет он написал первую работу по физике, в 15 лет - по математике, а 19 лет – счетную машину. Но интенсивные нагрузки серьезно навредили его здоровью. Пожив какое-то время у герцога де Люина, он в стремлении к еще большему уединению уезжает в монастырь Пор-Рояль, порывает с научной деятельностью и направляет весь свой ум и силы на литературу, защищающую «вечные ценности». Несмотря на суровый образ жизни, он испытывает духовный подъем и чувствует себя гораздо лучше, его блестящий интеллект становится мощным оружием в борьбе с идейными противниками.
Учитель: Обратившись к изучению свойств жидкости, Паскаль и здесь проявил изумительное искусство производить опыты и делать глубокие выводы. Он доказал, что в жидкостях, как и в газах, давление распространятся одинаково по всем направлениям и, как следствие этого, в сообщающихся сосудах однородная жидкость располагается на одном уровне.
Начиная с 1658 г. недуги Блеза Паскаля стремительно прогрессируют, он чувствует себя очень слабым, его мучают сильные головные боли. Испытывая огромные физические страдания, не имея возможности заниматься любимыми делами, он отдает силы благотворительности, периодически наносит визиты старым друзьям. 39-летний Паскаль скончался 19 августа 1662 г. Похоронили его в парижской приходской церкви Сен-Этьен-дю-Мон.
V. Исследовательская работа. Обсуждение результатов экспериментов. Вывод закона Паскаля.
Опыт «Воздушный шар под колоколом».
1. Выдвижение гипотезы учащимися о том, как происходит передача давления жидкостями и газами. Выводы.
2. Выполнение экспериментов с пролитой на стол водой. которых ребята Вывод: Способность жидкостей и газов передавать давление во все стороны объясняется большой подвижностью частиц, из которых состоят, в отличие от твердых тел, где частицы вещества жестко связаны.
Опыт «Изменение давления воздуха внутри воздушного шара».
Вывод: при накачивании шара давление воздуха внутри него увеличивается. Опыт «Шар Паскаля».
Опыт Паскаля:
Учащиеся делают вывод и формулируют закон Паскаля: «Давление, производимое на жидкость или газ, передается без изменения в каждую точку объема жидкости или газа». (Получение новых знаний происходит через исследовательскую деятельность).
Опыт с пакетом надутым воздухом.
Вывод: пакет разрывается не в том месте, где мы давим, а в другом, т.к. давление, оказываемое на одну часть пакета, распространяется в другие части, и пакет разрывается где тоньше.
Опыт: САМЫЙ ПРОСТОЙ ФОНТАН.
Для того чтобы соорудить фонтан, возьмем пластиковую бутылку с отрезанным дном от, подберем пробку, закрывающую узкий конец. В пробке сделаем сквозное отверстие. Его можно просверлить, провертеть граненым шилом или прожечь раскаленным гвоздем. В отверстие должна плотно входить стеклянная трубка, изогнутая в форме буквы «П» или пластиковая трубочка.
[pic]
Зажмем пальцем отверстие трубки, перевернем бутылку вверх дном и наполним водой. Когда откроем выход из трубки, вода забьет из нее фонтаном. Он будет работать до тех пор, пока уровень воды в большом сосуде не сравняется с открытым концом трубки. Вопрос: почему это так?
2. Работа в группах.
Ученики выполняют эксперименты и объясняют полученные результаты с помощью закона Паскаля.
VII. Закрепление учебного материала.
VI. Физкультминутка.
Вопросы для обсуждения:
1. Почему мыльный пузырь имеет форму шара?
Ответ: По закону Паскаля давление, производимое на газ(воздух), передается по всем направлениям одинаково.
2. Почему взрыв снаряда под водой губителен для живущих в воде организмов?
Ответ: По закону Паскаля давление от взрыва передается по всем направлениям одинаково, захватывая большой объем.
3. Выполняется ли в состоянии невесомости закон паскаля?
Ответ: Выполняется, так как закон Паскаля связан с передачей внешнего давления.
4. Почему железнодорожные шпалы кладут на сыпучий балласт (песок, гравий, щебень), а не прямо на твердую почву железнодорожного полотна?
Ответ: Сыпучий материал передает давление не только вниз, но и в стороны. Поэтому величина площади грунта, на которую распределяется вес поезда, увеличивается. Соответственно уменьшается давление на грунт. Это обеспечивает большую сохранность железнодорожного пути.
5. В нефтяной промышленности для подъема нефти на поверхность земли применяется сжатый воздух, который компрессорами нагнетается в пространство над поверхностью нефтеносного слоя. Какой закон проявляется при этом?
Ответ: Закон Паскаля.
6. Иногда ребята надувают камеру футбольного мяча ртом, каждый раз посылая в нее порцию воздуха. Почему через некоторое время мальчик уже не может вдувать воздух?
Ответ: Давление, создаваемое мышцами легких мальчика, равно давлению воздуха внутри камеры.
7. Почему пустой бумажный мешок, надутый воздухом, с треском разрывается, если ударить его об руку или обо что-либо твердое?
Ответ: Давление, создаваемое в одном месте, передается воздухом по всем направлениям. Так как площадь оболочки мешка велика, возникает большая сила давления на бумагу. Оболочка не выдерживает и разрывается.
8. Если воздушный шарик вынести зимой из дома на улицу, то будет заметно, что его размер уменьшится. Почему?
Ответ: С понижением температуры уменьшается скорость движения молекул газа внутри шарика, значит, число ударов молекул газа о стенки шарика уменьшается, следовательно, уменьшается давление внутри воздушного шарика.
9. Объясните, почему лопаются ячейки упаковочного целлофана, когда их сильно сдавливают пальцами.
Ответ: Давление, которое создается в месте надавливания, передается воздухом по всем направлениям. Возникает большая сила давления, и ячейка лопается.
Задача: Пищу для космонавтов изготовляют в полужидком виде и помещают в тюбики с эластичными стенками. При легком надавливании на тюбик космонавт извлекает из него содержимое. Какой закон проявляется при этом?
Ответ: Закон Паскаля.
[pic]
ОПЫТ ПАСКАЛЯ
В 1648 году то, что давление жидкости зависит от высоты ее столба, продемонстрировал [link] 2. А. П. Усольцев «Задачи по физике на основе литературных сюжетов» 7-11 классы, Екатеринбург, У- Фактория, 2003
3. files.scool-collection.edu.ru
Наглядные мультимедийные пособия для проведения урока физики.
4. А. И. Семке, «Нестандартные задачи по физике», для классов естественно-научного прфиля, Ярославль, 2007г.
5. Перышкин А.В., «Физика 7», М., «Дрофа», 2015г.
6. М. Е. Тульчинский, «Качественные задачи по физике 6-7 классы», М., «Просвещение», 1976.
7. М. Е. Тульчинский, «Занимательные задачи – парадоксы и софизмы по физике», М., «Просвещение»,1971.
8. Р. Д. Минькова, «Проверочные задания по физике в 7,8 и 10 классах средней школы», М., «Просвещение», 1992
