Конспект урока физики для 7 класса по теме Давление жидкости. Расчёт давления жидкости на дно и стенки сосуда

Конспект урока физики в 7 классе

по теме «Давление жидкости. Расчёт давления, оказываемого на дно и стенки сосуда».

Учитель физики, математики и информатики Боровинская П.А.

с. Б. Сорокино, 2014 год.

Конспект урока физики в 7 классе

по теме «Давление жидкости. Расчёт давления, оказываемого на дно и стенки сосуда».

Цель урока:

Создать условия для вывода формулы, по которой рассчитывается давление, производимое покоящейся жидкостью на дно и стенки сосуда. Убедиться в том, что давление жидкости зависит от плотности жидкости и высота столба жидкости.

Задачи урока:

Образовательная:

1. активизировать знания учащихся о причинах возникновения давления жидкости,

2. создать условия для овладения учащимися формулы для расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда,

3. продолжить работу по формированию навыков научного познания мира.

Развивающая:

1. развивать экспериментальные умения, навыки логического мышления, умение обосновывать свои высказывания, делать выводы, выделять главное, представлять информацию в различных знаковых системах,

2. развивать у учащихся интерес к познанию законов природы и их применению;

3 развивать умение проводить рефлексию своей деятельности.

Воспитательная:

1. создать условия для приобретения убежденности учащихся в познаваемости окружающего мира,

2. приучать учащихся к доброжелательному общению, взаимопомощи, к самооценке.

Оборудование: проектор, пластиковая бутылка с подкрашенной водой, карточки с кроссвордом и вопросами, карточки с формулами, инструкции к лабораторной работе, стаканы с водой для лабораторной работы, карточки с задачами, жетоны.

Ход урока.

1. Организационный момент. Актуализация знаний. (5 мин)

2. Формулирование темы и постановка целей урока. (2 мин)

3. Изучение нового материала. (10 мин)

4. Физминутка. (2 мин)

5. Применение знаний на практике. (7 мин)

6. Домашнее задание. (2 мин)

7. Итог урока. (2 мин)

Ход урока.

1. Организационный момент. Актуализация знаний. (5 мин)

Целью данного этапа является мотивирование учащихся на урок, повторение формул и понятий, которые понадобятся на уроке. Перед уроком класс делится на 4 группы по 5 человек в каждой (на столе у групп стоят таблички с номерами:

1 группа,

2 группа,

3 группа,

4 группа).

У: Здравствуйте, ребята! Сегодня у нас непростой урок – на нём присутствуют гости. Давайте их поприветствуем. А теперь поприветствуйте друг друга, улыбнитесь друг другу, садитесь.

У: Итак, вы разделены на группы. По ходу урока каждая группа за правильно выполненное задание или ответ на вопрос будет получать жетон. Чем больше жетонов наберёт группа за урок — тем выше отметку получат её участники.

Первое задание — кроссворд. Ребятам на группу выдаётся чистый кроссворд и вопросы к нему (Приложение 1).

Кроссворд

Вопросы

[pic] 1. Величина, которая есть у каждой плоской фигуры, измеряется в квадратных метрах.

2. Единица измерения давления, принятая в СИ.

3. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

4. Физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объёму.

5. Единица измерения длины, принятая в СИ.

6. Единица измерения силы, принятая в СИ.

7. Физическая величина, являющаяся мерой взаимодействующих тел.

8. При увеличении этой физической величины увеличивается давление газа.

Каждая группа работает со своим кроссвордом. После того, как кроссворды заполнятся, на экране проецируются ответы.

Каждая группа считает количество правильных ответов и получает соответствующее количество жетонов. Максимально — 8.

Разгадывание кроссворда в начале урока во-первых, помогает учащимся настроиться на урок, во-вторых помогает им вспомнить основные понятия темы. В кроссворде используются те термины, которые понадобятся для дальнейшей работы на уроке.

У: Ребята, посмотрите, какое слово получилось у нас по вертикали?

Р: ДАВЛЕНИЕ.

У: Вы молодцы. Теперь повторим формулы, которые нужны нам для дальнейшей работы.

На доске при помощи магнитов прикреплены обозначения различных физических величин, а также знаки арифметических действий. Каждая формула напечатана определённым цветом.

У: Я приглашаю по одному представителю от группы. Ваша задача выбрать карточки своего цвета и при помощи магнитов составить из них формулу. Также необходимо назвать все величины, входящие в формулу.

Красная формула: V = a * b * c – формула для вычисления объёма прямоугольного параллелепипеда по его измерениям.

Зелёная формула: P = F : S – формула для вычисления давления твёрдого тела, имеющего площадь основания S.

Синяя формула: P = m * g – формула для вычисления веса тела.

Оранжевая формула: m = ρ * V – формула для вычисления массы тела.

В это время ребята в группах вспоминают формулу для вычисления площади прямоугольника — S = a * b.

Приложение 2.

Все эти формулы уже известны учащимся, они встретятся в дальнейшем на уроке, поэтому целесообразно их повторить.

За эту работу группа может получить максимум 2 жетона.

2. Формулирование темы и постановка целей урока. (2 мин)

Цель данного этапа подвести детей к самостоятельному формулированию темы и целей урока. На демонстрационном столе стоит прозрачная пластиковая бутылка, в которую налита подкрашенная вода. В бутылке на разных расстояниях от дна проделаны отверстия, которые закрыты пластилиновыми пробками.

У: Ребята, посмотрите, пожалуйста. У меня на столе стоит бутылка. В ней находится жидкость. Скажите, жидкость имеет вес?

Р: Да.

У: А как вы думаете, жидкость, находящаяся в нашей бутылке будет оказывать на стол давление?

Р: Да.

У: Давайте попробуем сформулировать тему.

Р: Давление жидкости.

У: Умеем мы это давление рассчитывать?

Р: Нет.

У: Итак, тема нашего урока: «Давление жидкости. Расчёт давления жидкости на дно и стенки сосуда.» Откройте тетради и запишите число и тему урока.

У: Исходя из темы, какая цель у нас на уроке?

Р: Изучить давление жидкости. Вывести формулу для расчёта давления жидкости и учиться применять эту формулу на практике.

3. Изучение нового материала. (10 мин)

После этого учитель открывает отверстия. Отверстия проделаны на разных расстояниях от дна сосуда.

У: Ребята, почему жидкость вытекает из отверстий?

Р: Потому что внутри жидкости существует давление.

У: Скажите, ребята, что можно сказать о струях жидкости, вытекаемых из отверстий?

Учитель наводящими вопросами подводит ребят к выводу о том, что отверстия разные по силе, разный угол и т. д.

У: Как вы думаете, почему разные струи?

Р: Потому что разная высота.

У: Итак, ребята, этот опыт показывает,

что внутри жидкости есть давление
на разных расстояниях от дна сосуда давление разное.

У: Ребята, давайте попробуем предположить, от каких величин будет зависеть давление жидкости?

Р: от массы жидкости

От формы сосуда

От рода жидкости

От плотности жидкости

От объёма и т.д.

Все предположения записываются на доске.

У: Мы предположили, что давление жидкости зависит от разных величин. То есть мы выдвинули гипотезу – предположение, которое требует доказательства. Теперь попробуем доказать эту гипотезу, то есть выяснить, от каких величин действительно зависит давление жидкости.

Определение: Давление, оказываемое покоящейся жидкостью на дно и стенки сосуда, называется гидростатическим давлением.

Ребята записывают определение в тетради.

У: Рассмотрим аквариум, который имеет форму прямоугольного параллелепипеда и выведем формулу, по которой рассчитывается давление, оказываемое жидкостью на дно сосуда.

С [pic] ила F, с которой жидкость давит на дно сосуда, является весом жидкости. Его мы можем подсчитать по формуле Р = mg, так как жидкость и ее опора (дно сосуда) покоятся. Вспомним также формулу m = ρV для выражения массы тела через плотность его вещества и формулу V = а*в*с для подсчета объема тела, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда.

P = [pic] = [pic] = [pic] = [pic] = [pic] = ρgc.

Если в сосуд налита жидкость высотой h, то формула примет вид:

P = ρgh – давление, оказываемое жидкостью на дно и стенки сосуда (гидростатическое)

h – высота слоя жидкости, м

g – коэффициент, Н/кг

ρ – плотность жидкости, кг/м3

P – давление слоя жидкости, Па

У: Это равенство иллюстрирует не только способ вывода формулы для вычисления гидростатического давления. Оно также показывает, что формула p=ρgh является частным случаем определения давления – формулы p = F/S.

Заметим также, что при выводе формулы совсем необязательно предполагать, что слой высотой h и плотностью ρ образован именно жидкостью. В наших рассуждениях ничего не изменится, если вместо давления жидкости мы рассмотрим давление твердого тела прямоугольной формы или даже газа, заключенного в соответствующий сосуд. Создаваемое ими весовое давление будет именно таким, как предсказывает формула p = ρgh.

- Итак, из выведенной нами формулы видно, что гидростатическое давление зависит от:

плотности жидкости

высоты столба жидкости

У: Скажите, ребята, подтвердили мы нашу гипотезу, выдвинутую в начале. Р: Частично подтвердили.

4. Физминутка. (2 мин)

Цель — отдохнуть и закрепить полученные знания.

У: Мы хорошо поработали, давайте отдохнём. Встаньте возле своих рабочих мест. Давление, оказываемое на дно и стенки сосуда зависит от... Если я говорю верно, то поднимаете правую руку, если нет — левую.

От площади поверхности — левая.

От плотности жидкости — правая.

От формы сосуда — левая.

От массы жидкости — левая.

От высоты столба жидкости — правая.

От рода жидкости — правая.

У: Молодцы, садитесь.

5. Применение знаний на практике. (7 мин)

Целью данного этапа является первичное закрепление формулы гидростатического давления, а также развитие умения выполнять необходимые измерения для нахождения заданного параметра.

У: Сейчас я предлагаю вам поработать в группах. На столе перед каждым лежит инструкция по выполнению лабораторной работы.

Приложение 3.

Лабораторная работа «Определение давления жидкости на дно и стенки сосуда»

Цель: определить давление воды на дно стакана и на место, отмеченное стикером.

Оборудование: стакан с жидкостью, измерительная линейка.

ХОД РАБОТЫ

Название опыта

Высота столба жидкости

h, м

Плотность жидкости

ρ, кг/м³

Давление

P, Па

Расчёт давления жидкости на дно сосуда.

Расчёт давления жидкости на стенку сосуда.

1. Линейкой измерить высоту столба жидкости в стакане, перевести в метры и записать в таблицу.

2. Найти в учебнике на странице 51 в Таблице 3 плотность чистой воды, записать в таблицу.

3. Подставить данные в формулу для расчёта гидростатического давления и вычислить давление, оказываемое жидкостью на дно сосуда. Записать в таблицу.

4. Произвести необходимые измерения и вычислить давление, оказываемое жидкостью на место, отмеченное стикером.

5. По результатам лабораторной работы сделать вывод о величине давления на дно сосуда и на его стенки.

По ходу выполнения лабораторной работы учитель наблюдает за работой групп. Если ребята не справляются, наводит их на нужную мысль, подсказывает, если нужно.

После выполнения расчётов учитель задаёт вопрос: Итак ребята, какое у вас получилось давление? Какой вывод вы сделали? В чём мы ещё раз убедились?

Р: Мы убедились, что давление зависит от высоты столба жидкости. У дна сосуда оно больше, чем в толще воды.

За хорошо выполненную лабораторную работу и за правильно сформулированный вывод группа получает максимум 3 жетона.

У: Ребята, посмотрите на картинку и ответьте на вопрос: Что произошло? Объясните наблюдаемое явление.

Р: Из-за малой толщины трубки вода в ней поднялась до большой высоты, и давление в бочке увеличилось настолько, что крепления бочки не выдержали, и она треснула.

1 жетон.

У: Ребята, а где в жизни учитывается давление, оказываемое жидкостью?

Если учащиеся затрудняются ответить, то учитель задаёт вопросы.

У: А теперь посмотрим кадр из известного всем мультфильма. Почему волк начал задыхаться? Можно ли нырять на большую глубину, используя только дыхательную трубку?

Р: Волк начал задыхаться из-за того, что на глубине увеличилось давление на его лёгкие.

1 жетон.

У: Чем отличаются животные, которые, живут на дне океана от тех, которые обитают у поверхности воды?

Давайте посмотрим видео со дна Марианской впадины.

1 жетон.

У: Почему раньше часто погибали ныряльщики за жемчугом?

1 жетон.

Решение задач по группам.

У: Сейчас я предлагаю вам поработать в группах. Каждая группа получает задачи. Задачи взяты из книги Григория Остера. Если задача решена группой самостоятельно, то группа получает 3 жетона. Если учитель один раз подсказал — 2 жетона, за 2 подсказки — 1 жетон.

1 группа

1 [pic] . Парочка физиков упала в озеро, пошла на дно и, обнаружив его на глубине 9 метров, стала вычислять давление, которое на этой глубине на свое дно оказывает озеро. Надо ли парочке, взявшись за руки, долго бродить по дну, измеряя шагами его площадь, или можно уже выныривать?

Ответ. Пусть выныривают. Давление жидкости на дно озера, моря, океана, реки, лужи, ванны, тазика, стакана или любого другого сосуда зависит только от высоты столба жидкости и ее плотности.

2 группа

2 [pic] . Братья-близнецы Митя и Витя имели одинаковый рост 1 м 50 см. Однажды оба нырнули в пруд. Митя прыгнул солдатиком и погрузился на глубину 5 м. А Витя прыгнул вниз головой и погрузился на такую же глубину. Вычисли, чему было равно давление на Витины пятки и Митину голову и чем оно отличается от давления на Витину голову и Митины пятки? Объясни, откуда такая несправедливость?

Ответ. Все справедливо. По закону. Законы природы суровы, но справедливы

3 группа

3 [pic] . Можешь ли ты вычислить давление, оказываемое на сундук с золотом, который младший помощник капитана Флинта нечаянно уронил за борт на глубину 10 900 м и сравнить это давление с давлением, которое, узнав о случившемся, капитан Флинт оказал на поверхность своего младшего помощника, если известно, что плотность морской воды 1030 кг на метр кубический, сила, с которой капитан перпендикулярно давит на поверхность помощника 1120000 кН, площадь соприкосновения помощника с капитаном 0,01 квадратный метр, а площадь крышки сундука с золотом никому не известна?

Ответ. 112000 кПа и те же самые.

4 группа

4 [pic] . Высота столба пресной воды в аквариуме 40 см. Улитка Ульяна поднялась по стенке аквариума на 20 см от дна и с грустью смотрит сквозь стекло на Петю, который уверен, что на Ульяну оказывается давление воды величиной в 1 кПа. Что сказала бы Ульяна Пете, если бы между ними не было стеклянной преграды?

Ответ. Что он ошибся на 960 паскалей.

Дополнительная задача. В плавательный бассейн длиной 50 метров и шириной 12 метров, в который вместо воды по ошибке налили до высоты 6 метров 3348 тонн подсолнечного масла, нечаянно нырнул печальный дядя Боря. Как умные люди определяют давление масла на дно бассейна и на лысину дяди Бори, погрузившуюся на глубину 3 метра, если им неизвестна площадь дядибориной лысины?

Ответ. Сначала умные люди выражают тонны в килограммах и делят их на кубические метры. Так умные узнают плотность подсолнечного масла. Очень умные смотрят в таблице. Потом просто умные и очень умные соображают вместе, что площадь лысины им не нужна. Кстати, дядя Боре тоже. На дно бассейна давит столб масла высотой в 6 метров. Дяде Боре гораздо легче, он поддерживает лысиной столбик масла высотой только в 3 метра. Плотность масла 930 кг/м3. На дно давят 54684 паскалей. На дядю Борю только 27342. Но дяде Боре все равно грустно.

6. Домашнее задание. (2 мин)

Обязательно прочитать п. 37, 38, устно ответить на вопросы после параграфов, письменно выполнить упр. 15 (1,2). Дополнительно выполнить письменно упр. 15 (3).

7. Итог урока. (2 мин)

У: Молодцы, ребята, мы хорошо поработали. Давайте подведём итог нашего урока. Какова была цель нашего урока? Как вы считаете, добились мы поставленной цели? Скажите, что вызвало затруднения?

А теперь я предлагаю вам оценить своё настроение, выбрав одну из 3-х предложенных вам картинок.

[pic] [pic] [pic]

Приложение 1

Вопросы

[pic] 1. Величина, которая есть у каждой плоской фигуры, измеряется в квадратных метрах.

2. Единица измерения давления, принятая в СИ.

3. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

4. Физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объёму.

5. Единица измерения длины, принятая в СИ.

6. Единица измерения силы, принятая в СИ.

7. Физическая величина, являющаяся мерой взаимодействующих тел.

8. При увеличении этой физической величины увеличивается давление газа.

Вопросы

[pic] 1. Величина, которая есть у каждой плоской фигуры, измеряется в квадратных метрах.

2. Единица измерения давления, принятая в СИ.

3. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

4. Физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объёму.

5. Единица измерения длины, принятая в СИ.

6. Единица измерения силы, принятая в СИ.

7. Физическая величина, являющаяся мерой взаимодействующих тел.

8. При увеличении этой физической величины увеличивается давление газа.

Кроссворд

Вопросы

[pic] 1. Величина, которая есть у каждой плоской фигуры, измеряется в квадратных метрах.

2. Единица измерения давления, принятая в СИ.

3. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

4. Физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объёму.

5. Единица измерения длины, принятая в СИ.

6. Единица измерения силы, принятая в СИ.

7. Физическая величина, являющаяся мерой взаимодействующих тел.

8. При увеличении этой физической величины увеличивается давление газа.

Вопросы

[pic] 1. Величина, которая есть у каждой плоской фигуры, измеряется в квадратных метрах.

2. Единица измерения давления, принятая в СИ.

3. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

4. Физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объёму.

5. Единица измерения длины, принятая в СИ.

6. Единица измерения силы, принятая в СИ.

7. Физическая величина, являющаяся мерой взаимодействующих тел.

8. При увеличении этой физической величины увеличивается давление газа.

Вопросы

[pic] 1. Величина, которая есть у каждой плоской фигуры, измеряется в квадратных метрах.

2. Единица измерения давления, принятая в СИ.

3. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

4. Физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объёму.

5. Единица измерения длины, принятая в СИ.

6. Единица измерения силы, принятая в СИ.

7. Физическая величина, являющаяся мерой взаимодействующих тел.

8. При увеличении этой физической величины увеличивается давление газа.

Вопросы

[pic] 1. Величина, которая есть у каждой плоской фигуры, измеряется в квадратных метрах.

2. Единица измерения давления, принятая в СИ.

3. Сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

4. Физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объёму.

5. Единица измерения длины, принятая в СИ.

6. Единица измерения силы, принятая в СИ.

7. Физическая величина, являющаяся мерой взаимодействующих тел.

8. При увеличении этой физической величины увеличивается давление газа.

Приложение 2.

V=a * b * c

P = F : S

P = m * g

m = ρ * V

S = a * b S = a * b

S = a * b S = a * b

1 группа 2 группа

3 группа 4 группа

Приложение 3.

Лабораторная работа «Определение давления жидкости на дно и стенки сосуда»

Цель: определить давление воды на дно стакана и на место, отмеченное стикером.

Оборудование: стакан с жидкостью, измерительная линейка.

ХОД РАБОТЫ

Высота столба жидкости

h, м

Плотность жидкости

ρ, кг/м³

Давление

P, Па

Расчёт давления жидкости на дно сосуда.

Расчёт давления жидкости на стенку сосуда.

1. Линейкой измерить высоту столба жидкости в стакане, перевести в метры и записать в таблицу.

2. Найти в учебнике на странице 51 в Таблице 3 плотность чистой воды, записать в таблицу.

5. По результатам лабораторной работы сделать вывод о величине давления на дно сосуда и на его стенки.

Лабораторная работа «Определение давления жидкости на дно и стенки сосуда»

Цель: определить давление воды на дно стакана и на место, отмеченное стикером.

Оборудование: стакан с жидкостью, измерительная линейка.

ХОД РАБОТЫ

Высота столба жидкости

h, м

Плотность жидкости

ρ, кг/м³

Давление

P, Па

Расчёт давления жидкости на дно сосуда.

Расчёт давления жидкости на стенку сосуда.

1. Линейкой измерить высоту столба жидкости в стакане, перевести в метры и записать в таблицу.

2. Найти в учебнике на странице 51 в Таблице 3 плотность чистой воды, записать в таблицу.

5. По результатам лабораторной работы сделать вывод о величине давления на дно сосуда и на его стенки.

Лабораторная работа «Определение давления жидкости на дно и стенки сосуда»

Цель: определить давление воды на дно стакана и на место, отмеченное стикером.

Оборудование: стакан с жидкостью, измерительная линейка.

ХОД РАБОТЫ

Высота столба жидкости

h, м

Плотность жидкости

ρ, кг/м³

Давление

P, Па

Расчёт давления жидкости на дно сосуда.

Расчёт давления жидкости на стенку сосуда.

1. Линейкой измерить высоту столба жидкости в стакане, перевести в метры и записать в таблицу.

2. Найти в учебнике на странице 51 в Таблице 3 плотность чистой воды, записать в таблицу.

5. По результатам лабораторной работы сделать вывод о величине давления на дно сосуда и на его стенки.

Лабораторная работа «Определение давления жидкости на дно и стенки сосуда»

Цель: определить давление воды на дно стакана и на место, отмеченное стикером.

Оборудование: стакан с жидкостью, измерительная линейка.

ХОД РАБОТЫ

Высота столба жидкости

h, м

Плотность жидкости

ρ, кг/м³

Давление

P, Па

Расчёт давления жидкости на дно сосуда.

Расчёт давления жидкости на стенку сосуда.

1. Линейкой измерить высоту столба жидкости в стакане, перевести в метры и записать в таблицу.

2. Найти в учебнике на странице 51 в Таблице 3 плотность чистой воды, записать в таблицу.

5. По результатам лабораторной работы сделать вывод о величине давления на дно сосуда и на его стенки.

Лабораторная работа «Определение давления жидкости на дно и стенки сосуда»

Цель: определить давление воды на дно стакана и на место, отмеченное стикером.

Оборудование: стакан с жидкостью, измерительная линейка.

ХОД РАБОТЫ

Высота столба жидкости

h, м

Плотность жидкости

ρ, кг/м³

Давление

P, Па

Расчёт давления жидкости на дно сосуда.

Расчёт давления жидкости на стенку сосуда.

1. Линейкой измерить высоту столба жидкости в стакане, перевести в метры и записать в таблицу.

2. Найти в учебнике на странице 51 в Таблице 3 плотность чистой воды, записать в таблицу.

5. По результатам лабораторной работы сделать вывод о величине давления на дно сосуда и на его стенки.

Приложение 4.

1 группа

Дополнительная задача

В плавательный бассейн длиной 50 метров и шириной 12 метров, в который вместо воды по ошибке налили до высоты 6 метров 3348 тонн подсолнечного масла, нечаянно нырнул печальный дядя Боря. Как умные люди определяют давление масла на дно бассейна и на лысину дяди Бори, погрузившуюся на глубину 3 метра, если им неизвестна площадь дядибориной лысины?

2 группа

3 группа

3 [pic] .Можешь ли ты вычислить давление, оказываемое на сундук с золотом, который младший помощник капитана Флинта нечаянно уронил за борт на глубину 10 900 м и сравнить это давление с давлением, которое, узнав о случившемся, капитан Флинт оказал на поверхность своего младшего помощника, если известно, что плотность морской воды 1030 кг на метр кубический, сила, с которой капитан перпендикулярно давит на поверхность помощника 1120000 кН, площадь соприкосновения помощника с капитаном 0,01 квадратный метр, а площадь крышки сундука с золотом никому не известна?

Дополнительная задача

4 группа

Дополнительная задача