АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ. ВЕС ВОЗДУХА

ТЕМА УРОКА

«АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ. ВЕС ВОЗДУХА»

Цели урока:

Обучающие. Разъяснить учащимся понятие атмосферного давления, выяснить условия его существования, познакомить учащихся с различными способностями доказательства атмосферного давления.

Развивающие. Создать условия для развития мыслительных качеств учащихся, максимально вовлекая их в активную деятельность при изучении нового материала.

Воспитательные. Создать условия для положительной мотивации при изучении физики.

Оборудование: стеклянная трубка с поршнем от шара Паскаля, компьютер.

Тип урока: лекция-диалог (активное обучение).

Ход урока

Ребята, давайте вспомним, что вам известно об атмосфере из курса географии? После ответов учащихся формируем гипотезу.

Формируемая гипотеза: Атмосферное давление можно измерить?

Постановку задачи исследования осуществляем на основе анализа ответов учащихся на предложенные им вопросы:

1. От чего зависит давление жидкости на дно и стенки сосуда?

2. Как рассчитать это давление?

Затем говорим учащимся о том, что все мы живущие на Земле находимся на дне огромного воздушного океана, вокруг нас находится воздух.

1. Действует ли на воздух сила тяжести?

2. Если выбрать многокилометровый вертикальный столб воздуха, то, что можно сказать о плотности воздуха при постепенном удалении от земли?

Обобщая ответы учащихся на поставленные вопросы, подчеркиваем, что на воздух, как и на все тела на Земле, действует сила тяжести, следовательно, верхние слои воздуха давят на нижние и сжимают их.

У поверхности Земли воздух сжат больше всего.

По мере удаления от Земли плотность воздуха постепенно убывает, молекулы воздуха за счет постоянного хаотического движения не падают на Землю.

Атмосфера не имеет четких границ, поэтому рассчитать давление воздуха на Землю, на все тела на Земле мы не можем, используя формулу для вычисления давления жидкости на дно сосуда.

Можно ли найти давление воздуха на Землю, на все тела, находящиеся на Земле? А если можно, то, как измерить давление?

С целью актуализации знаний учащихся для решения данной задачи предлагаем учащимся ответить на ряд целенаправленных вопросов.

1. Как формулируется закон Паскаля?

2. Какие сосуды называют сообщающимися?

3. Что называют свободной поверхностью жидкости?

Как располагаются свободные поверхности жидкости в сообщающихся сосудах?

1. Если в один из сообщающихся сосудов налить одну жидкость, а в другую – жидкость иной плотности, то, как будет устанавливаться жидкости в обоих сосудах?

2. Что можно сказать о давлении жидкости в сообщающихся сосудах на одном уровне, если в них налита однородная жидкость? Жидкости различной плотности?

Обобщая ответы учащихся, подчеркиваем, что если в сообщающиеся сосуды налита однородная жидкость, то свободные поверхности в этих сосудах всегда будут устанавливаться на одном уровне.

Если в сообщающиеся сосуда налита разнородная жидкость, то свободные поверхности будут располагаться на разных уровнях: чем меньше плотность жидкости, тем выше уровень ее.

Давление жидкостей и в первом и во втором случае на одном уровне одно и тоже в разных сообщающихся сосудах.

Затем демонстрируем подъем воды за поршнем в трубке от шара Паскаля.

В начале поршень находится в крайнем нижнем положении. Ручкой вверх, затем его опускаем в воду и начинаем постепенно поднимать. Учащиеся наблюдают, что вода поднимается за передвигающимся поршнем. Предлагаем учащимся задать вопросы к наблюдаемому явлению с целью его объяснения.

Отбирая из заданных вопросов наиболее существенные, связанные с атмосферным давлением, и сообщающимися сосудами, предлагаем ответить на них самим учащимся.

Обобщая ответы, отмечаем, что воздух оказывает давление на свободную поверхность жидкости, находящуюся в большом сосуде. Это давление по закону Паскаля передает жидкости, находящейся под поршнем в цилиндр. За счет этого давления столб жидкости в цилиндре находится в равновесии.

Затем перед учащимися ставится вопрос:

Как долго будет подниматься вода за перемещением поршня? Отвечая на вопрос, зачитываем отрывок из параграфа для дополнительного чтения. «История открытия атмосферно давления», о работе водяных насосов.

Почему же вода не поднимается выше? Как рассчитать давление столба воды в данном случае? От чего зависит это давление?

Укажите сходство и различие водяного насоса и сообщающихся насосов?

Что будет происходить, если воду заменить жидкостью с другой плотностью?

Обобщая ответы учащихся, подчеркиваем, что давление столба жидкости уравновешивается атмосферным давлением.

Если же воду залить другой жидкостью с большей плотностью, то высота столба уменьшится, т.к. давление, производимое на дно сосуда жидкостью прямо пропорционально плотности этой жидкости.

Задаем учащимся вопросы:

1. Какую наиболее плотную жидкость вы знаете?

2. Во сколько раз ее плотность больше плотности воды?

3. Какой высоты столб воды и ртути необходимо взять для создания одного и того же давления на дно сосуда?

4. Во сколько раз высота подъема ртути под поршнем будет меньше, чем высота подъема воды?

Обобщая ответы учащихся, отмечаем, что раз плотность ртути в 13.6 раз больше, чем плотность воды, то высота столба будет меньше в 13.6 раза.

Может ли быть измерено атмосферное давление?

С целью подведения учащихся к конструкции экспериментальной установки опыта Торричелли, задаем несколько вопросов:

Изменится ли высота подъема жидкости за поршнем, если увеличить (уменьшить) давление воздуха на свободную поверхность жидкости?

Изменится ли результат эксперимента, если воду заменить ртутью?

Жидкость поднялась за поршнем до предельной высоты. Что образуется между поверхностью жидкости и поршнем при дальнейшем его поднятии?

Что можно сказать о величине давления жидкости в трубке на уровне свободной поверхности жидкости и воздуха на том же самом уровне?

Далее рассказываем об опыте Торричелли на основе модели.

Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, наполняют доверху ртутью. Затем плотно закрыв отверстие пальцем, трубочку поворачивают и опускают в чашку с ртутью. После этого палец убирают. Ртуть из трубки выливается, но не вся! Осмысливая результаты эксперимента Торричелли делает вывод: воздух имеет вес, и зная высоту столба и плотность жидкости, можно определить величину давления атмосферы. Таким образом, из опыта Торричелли родилась метеорология.

Закрепление: фронтальная лабораторная работа.

На столах у вас стаканы с водой, пипетка, шприц, стеклянная трубка.

Продумайте все возможные эксперименты с этими предметами. То, что вы наблюдаете, запишите в следующую таблицу:

Задание на дом: § 40, 41. Для желающих, подготовить сообщение на тему Атмосферное давление в живой природе.