Урок по физике 8 класс. Атмосфера и атмосферное давление
Цели и задачи урока:
1. Дать определение атмосферного давления и раскрыть его природу; ознакомить школьников с явлениями, вызванными действием атмосферы;
2. Сформировать знание о том, что воздух действует сила тяжести Fт = mg; на тела находящиеся на поверхности Земли и вблизи нее, действует сила атмосферного давления, способная их деформировать.
Развитие:
1. Умений и навыков экспериментальной деятельности учащихся;
2. Мыслительных операций:
- анализировать;
- синтезировать;
- сравнивать;
- обобщать;
- выделять главное.
Воспитание:
- трудолюбия,
- настойчивости в достижении цели,
- культуры труда.
Методическая цель:
-организационно-методические возможности использования схематизации в обучении.
Оборудование:
- стеклянный шар с пробкой и резиновым отводом;
- насос;
рычажные весы;
- набор гирь;
- стакан с водой;
- трубка с поршнем;
- медицинский шприц;
- пипетка;
- бытовые присоски;
- конспект 7.30;
- экран;
- компьютер;
- мультимедийный проектор.
- презентация
Ход урока
I. Организационный момент. Я хотела бы проверить, а какое у вас
сегодня настроение? Сигнализируем о своем эмоциональном состоянии с помощью карточек со стилизованными рисунками.
- хорошее, - среднее, плохое.
Тема нашего сегодняшнего урока «Атмосфера и атмосферное давление».
Открыли тетради, записали число и тему урока.
II. Постановка задач урока.
Какова главная задача этого урока? Как вы думаете?
Высказывают свои предположения.
Молодцы! Вы верно определили задачи урока.
Что? Как? Зачем?Внимание на экран.
Цели познавательной деятельности:
* знать, что представляет собой атмосфера Земли;
* из каких газов она состоит;
* как изменяется плотность атмосферы с увеличением высоты;
* чем создается атмосферное давление;
* уметь объяснить принцип действия шприца.
Нам на протяжении всего урока предстоит ответить на следующие вопросы.
III. Постановка учебной проблемы.
1. Существует ли давление газа, аналогичное давлению столба жидкости? (Показ формулы: p = ρgh).
2. Какой столб газа давит на человека?
3. Какова причина действия столба воздуха на тела?
4. Почему мы не замечаем давления газа?
IV. Изучение нового материала.
Воздух окружает нас, он необходим для жизни. Люди настолько привыкли вдыхать воздух, двигаться в нем и ощущать его кожей, что перестали его замечать.
Атмосферой называется газовая оболочка окружающая Землю. От греческих слов «атмос» - пар и «сфера» - шар.
В состав атмосферы входят различные газы (рассматриваем таблицу).
Но в основном в ней находятся азот (78 %) и кислород (21 %). Мы знаем, что молекулы движутся беспорядочно с большой скоростью. Чтобы выйти за пределы притяжения Земли, необходимо развить очень большую скорость - 11,2 км/с.
При этом основная масса земной атмосферы находится на высоте не более 10 км от Земли, т.к. за счет земного притяжения молекулы воздуха не могут улететь далеко от поверхности Земли. Резкой границы она не имеет ее верхние слои очень разряжены и постепенно переходят в пустое межпланетное пространство.
По своему строению воздушный океан напоминает дом.
Доклады учащихся.
Тропосфера. Первый «этаж» — тропосфера. Он получил свое название от греческого слова «тропос» — поворот. Этот слой простирается в среднем до 11 км над уровнем моря, и температура в нем с высотой уменьшается. В тропосфере сосредоточено около 4/5 всей массы атмосферы. Здесь находится почти весь водяной пар. Тропосфера — родина облаков. Большинство наблюдаемых нами явлений погоды образуется в этом слое.
Стратосфера. Второй «этаж» — стратосфера. Его название происходит от латинского слова «стратум» — настил, слой. Второй «этаж» располагается между 11-м и 55-м км над уровнем моря. Стратосфера по массе составляет 1/5 часть атмосферы. Здесь — царство стужи, с приблизительно постоянной температурой 40 °С ниже нуля. Тут лишь иногда появляются перламутровые облака, состоящие из мельчайших кристалликов льда и капель переохлажденной воды. Небо стратосферы черного или темно-фиолетового цвета.
Мезосфера. Третий «этаж» — мезосфера (от греческого «мезо» — средний, промежуточный). Этот слой занимает пространство между 55-м и 80-м км от Земли. Воздух здесь сильно разрежен. Давление его составляет примерно 1/25000 долю нормального атмосферного давления. Именно в этом слое находится газ озон, который защищает все живое на Земле от губительного действия ультрафиолетовых лучей Солнца. Иногда в мезосфере появляются туманообразные серебристые облака, которые видны только в сумерках.
Термосфера. Четвертый «этаж» — термосфера (от греч. «термо» — тепло, жар). Воздух в термосфере еще сильнее разрежен. Частицы движутся с такими большими скоростями, которые имеют молекулы при температурах 1000—2000°С.
Экзосфера. Пятый «этаж» — экзосфера (от греч. «экзо» — снаружи, вне), т.е. внешняя оболочка атмосферы. Высота этого слоя 500—600 км. Воздух здесь разрежен еще сильнее, чем в термосфере. Экзосферу называют также «слоем рассеяния», потому что молекулы воздуха здесь, двигаясь с огромными скоростями, иногда улетают в межпланетное пространство.
Около 80 % всей массы воздушной оболочки земли сосредоточены в пределах 15 км над Землей. Очевидно, что концентрация молекул, а следовательно и плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты. Самая большая плотность воздуха у поверхности Земли. Опытным путем установлено, что при t = 0 °С на уровне моря плотность воздуха равна ρ = 1,29кг/м3.
Со стороны Земли на воздух, как и на всякое другое тело, действует сила тяжести. Если тело имеет массу m, то оно притягивается с Землей с силой F = gm и имеет вес P = gm.
Фронтальная беседа: изменится ли давление воздуха в сосуде, если его прикрыть стеклом? Какова причина (природа) давления газа в закрытом сосуде? (Удары частиц.) А в открытом сосуде? (Вес столба воздуха.) Давление определяется числом частиц во всем столбе воздуха.
Почему мы не чувствуем, что на нее давит вертикальный столб воздуха? (В процессе эволюции организм приспособился к давлению нашей атмосферы, равному примерно 1 кГс/см2. Наше внутреннее давление как раз равно атмосферному. Глубоководные рыбы, приспособились к еще более высокому давлению. Будучи вытащенными из воды, они «взрываются», т.е. давление у них внутри оказывается больше, чем давление атмосферы снаружи.)
Можно ли обнаружить действие такой значительной, силы: 1 кГс на каждый квадратный сантиметр? Для ответа проводятся опыты.
Опыт 1. Для этого необходимо взять весы, стеклянный шар с пробкой и трубкой (см. рис. 112 учебника).
Демонстрация опыта 1. Шар для взвешивания воздуха уравновешиваем на весах. С помощью насоса из него откачиваем воздух, и шар снова помещаем на весы. Равновесие нарушится. Почему?
Вывод: воздух имеет массу.
Масса каждого кубического метра воздуха составляет в среднем 1,29 кг.
Опыт 2. Присутствие атмосферного давления можно продемонстрировать на примере трубки с поршнем (опыт на рис. 113 учебника).
Демонстрация опыта 2.
Вывод: если поднимать поршень, то за ним будет подниматься и вода. Происходит это потому, что при подъеме поршня между ним и водой образуется безвоздушное пространство. В это пространство под давлением наружного воздуха и устремляется вслед за поршнем вода.
Опыт 3. Что будет происходить, если в широкий сосуд с водой опустить трубку из которой был откачен воздух?
Демонстрация опыта 3.
Вывод: фонтан объясняется атмосферным давлением и разрежением, полученном в колбе.
Тот же эффект можно наблюдать при работе обычного медицинского шприца. На подобном принципе работает и пипетка.
Физкультминутка.
V. Закрепление изученного и углубление знаний.
Кто из вас ребята сможет кратко рассказать К-7.30 (Приложение 1)?
А сейчас вы должны проделать фронтальный эксперимент. Т.Б.
Экспериментальная задача № 1.
Цель эксперимента: наблюдать проявления атмосферного давления.
Оборудование:
- шприц
- стакан с подкрашенной водой
Указания к выполнению работы:
Опустите шприц в стакан с водой;
Потяните поршень вверх.
Вопрос: Почему вода поднимается за поршнем?
Вывод записывается в тетради (на листке который учащиеся вклеивают в тетрадь).
Экспериментальная задача № 2.
Когда трубка опускается в пакет с соком, сок устанавливается на одном уровне в пакете и трубке. А как заставить его подняться по трубке в рот.
Доклад как мы пьем.Ключ: атмосферным.
КОД. Взаимоконтроль.
VI. Итог:
1. Какое физическое явление изучалось сегодня?
2. Почему существует атмосферное давление?
3. Почему давление воздуха не замечается?
4. Как объяснить всасывание воды поршнем?
VII. Домашнее задание.
