Атмосферное давление. Опыт Торричелли

План – конспект урока по физике в 7 классе

Учитель физики

КГУ СОШЛ №38 г. Семей ВКО

Рязанцева Юлия Юрьевна

Тема № 42

§40, с. 144

1 час

Базовый учебник Башарулы Р., Токбергенова У., Казахбаева Д. «Физика и астрономия - 7». – Алматы: Атамұра, 2014. – 240 с.

Методическое пособие Башарулы Р.,«Физика и астрономия - 7». – Алматы: Атамұра, 2014. – 120 с.

Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Барометр.

Тип урока: комбинированный.

Цели и задачи урока:

формировать знание определения атмосферного давления, раскрыть его природу, ознакомить школьников с явлениями, вызванными действием атмосферы; умение обнаруживать действие атмосферного давления в обыденной жизни.

Оборудование:

персональный компьютер, интерактивная доска, презентация Рower Point, Башарулы Р., Токбергенова У., Казахбаева Д. «Физика и астрономия - 7». – Алматы: Атамұра, 2014. – 240 с., шар для взвешивания воздуха, насос, весы, сосуды с водой, бутылка, соломинка для напитков, ливер, пипетка, шприц, резиновая груша, стакан, лист бумаги.

ПЛАН УРОКА

I. Организационный момент.

II. Повторение опорных знаний. Создание эмоционального настроя.

III. Усвоение новых знаний и способов действий.

IV. Закрепление знаний и способов действий.

V. Подведение итогов занятия. Выставление оценок за урок.

VI. Информация о домашнем задании, инструктаж о его выполнении.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.

Учитель приветствует ребят, проверяет готовность к уроку, настраивает на работу.

1. Повторение опорных знаний. Создание эмоционального настроя.

СЛАЙД 1.

Слово учителя. Перед тем как начать наш урок, давайте, сначала разгадаем кроссворд, который представлении на доске

Задание: отгадать кроссворд.

КРОССВОРД

1

2

3

4

5

ВОПРОСЫ:

1. Есть невидимка:

В дом не просится,

А прежде людей бежит,

Торопится. «ВОЗДУХ»

2. О какой величине идет речь: ? = F/S

«ДАВЛЕНИЕ»

3. В чем измеряется давление в СИ?

«ПАСКАЛЬ»

4. Как называется сообщающий сосуд, который есть на каждой кухне?

«ЧАЙНИК»

5. Что действует на все тела, находящиеся на Земле?

«СИЛА тяжести»

Вывод: в результате правильных ответов дети в вертикальном столбце читают слово-напутствие «УДАЧИ».

1. Усвоение новых знаний и способов действий..

СЛАЙД 2.

Слово учителя:

Мы живем на дне большого глубокого воздушного океана, и как рыбы в воде ничего не знают о давлении воды, так и многие из вас до сегодняшнего дня ничего не подозревали о давлении атмосферы.

Давление воздуха заставляет вращаться ветреные двигатели, надувает паруса, сносит крыши домов, приносит дожди, бушуют ураганы и торнадо.

Атмосфера (греч. атмос – пар, воздух и сфера – шар) светоносный воздух, газовая оболочка, которая вращается вместе с Землей как единое целое и защищает ее от метеоритов и ультрафиолетовых солнечных лучей, губительных для всего живого. Атмосфера предохраняет нашу планету от чрезмерного перегревания и охлаждения.

СЛАЙД 3.

Слово учителя:.

Смесь газов, образующих атмосферу Земли, называют воздухом, химический состав:

1. 78 % - азот,

2. 21 % - кислород,

3. 1 % - углекислый газ и др., а так же водяные пары, пыль.

Если содержание азота и кислорода находится в природном равновесии благодаря растениям Земли, то содержание углекислого и других вредных газов в атмосфере меняется в результате хозяйственной деятельности человека.

Давление воздушной оболочки Земли на её поверхность и на все тела вызывает атмосферное давление.

• Как на поверхности Земли проявляется давление атмосферы?

• Почему нас не раздавила такая тяжесть?

• Почему не ощущается вес воздуха?

• Можно ли измерить его величину?

• Где используется давление атмосферы?

Чтобы ответить на все эти вопросы, нам нужно прежде всего выяснить, как обнаружить давление атмосферы.

СЛАЙД 4.

Демонстрация 1.

Каждому из нас приходилось погружать опрокинутый вверх дном стакан в воду и наблюдать, что вода не поднимается заметно в стакане. И если стакан переворачиваем в воде, из него вырываются пузыри, после этого вода заполнит стакан. Воздух занимает пространство.

На воздух, как и на всякое тело, находящееся на Земле, действует сила тяжести, и, следовательно, воздух обладает весом. Вес воздуха легко вычислить, зная его массу.

СЛАЙД 5.

На опыте покажем, как определить массу воздуха.

Демонстрация 2 «Взвешивание воздуха»

Для этого можно взять прочный стеклянный шар с пробкой и резиновой трубкой с зажимом. Выкачаем насосом из него воздух, зажмем трубку зажимом и уравновесим на весах. Затем, открыв зажим на резиновой трубке, впустим в шар воздух. Равновесие весов при этом нарушится. Для его восстановления придется положить на другую чашку весов гири, масса которых и будет равна массе воздуха в объеме шара.

Опытами установлено, что при температуре 0 ⁰С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объемом 1 м³ равна 1,29 кг. Вес этого воздуха легко вычислить:

P=gm, Р = 9,8 н/кг ·1,29 кг ≈ 13 Н.

Атмосфера, как показали наблюдения за полетом ИСЗ, простирается на высоту несколько тысяч километров.

Вследствие действия силы тяжести верхние слои воздуха, подобно воде океана, сжимают нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям.

В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление.

СЛАЙД 6.

СПРАВКА: Воздух оказывает значительное давление на земную поверхность. На 1 см² земной поверхности воздух давит с силой в 1 кг. И если в среднем поверхность человеческого тела составляет около 1,5 м², то оказывается, что на каждого из нас воздух давит с силой около 15 тонн!!!

Вопрос:

Но почему не чувствуем, что на нас давит вертикальный столб воздуха?

Учащиеся рассуждают, высказывают свои предположения. Позже звучит правильный ответ от учителя.

Ответ:

В процессе эволюции организм приспособился к давлению нашей атмосферы. Наше внутреннее давление как раз равно атмосферному.

Слово учителя.

Это было в далеком 17 веке, Рене Декарту (1596-1650гг., французский ученый и философ) попадает в руки старый серебряный флакон от духов, продырявленный острием шпаги. Он обратил внимание, что из закрытого пробкой продырявленного флакона духи не вытекают, но стоит вынуть пробку – жидкость выливается.

Демонстрация 3.

Демонстрация явления: пластиковая бутылка из под шампуня с продырявленным дном.

Вопрос: какова причина не вытекания воды из пластиковой бутылки?

Учащиеся рассуждают, высказывают свои предположения. Позже звучит правильный ответ от учителя.

Ответ: воду удерживает атмосферное давление.

СЛАЙД 7.

Демонстрация 4.

Слово учителя.

Рассмотрим еще удивительные опыты:

Прикроем бумагой отверстие в стакане с водой и, придерживая рукой бумагу, перевернем стакан с водой в воздухе вверх дном, вода не выливается после того, как мы перестали поддерживать бумагу. Бумага останется, как бы прижатая к краю стакана.

Вопрос: что удерживает воду в стакане?

Учащиеся рассуждают, высказывают свои предположения. Позже звучит правильный ответ от учителя.

Ответ: Это давление воздуха прижимает лист к краям стакана и удерживает воду.

СЛАЙД 8.

Демонстрация 5.

Демонстрация соломинки для напитков.

Вопрос: что заставляет подниматься напитку в соломинке?

Учащиеся рассуждают, высказывают свои предположения. Позже звучит правильный ответ от учителя.

Ответ: при втягивании воды грудная клетка расширяется, и в полости рта создается разряжение, в то время как на поверхность воды действует сила атмосферного давления. Разность давлений заставляет воду подниматься по соломинке.

СЛАД 9.

Демонстрация 6.

Демонстрация ливера.

СПРАВКА: ливер – стеклянная трубка, открытая с обоих концов, используемая для взятия проб различных жидкостей.

Ливер опускают в жидкость. Затем закрывают пальцем верхнее отверстие и вынимают из жидкости. Когда верхнее отверстие открывают, из ливера начинает вытекать жидкость.

Объясните действие этого прибора.

СЛАЙД 10.

Демонстрация 7.

Демонстрация пипетки.

СПРАВКА: пипетка – стеклянная трубка заостренная с одного конца и закрытая резиновой грушей с другой стороны, используемая для получения капели жидкости.

Вопрос: что «загоняет» жидкость в пипетку?

Учащиеся рассуждают, высказывают свои предположения. Позже звучит правильный ответ от учителя.

Ответ: атмосферное давление «загоняет» жидкость в пипетку при создании в ней разряженной атмосферы.

Демонстрация 8.

Демонстрация резиновой груши.

СПРАВКА: резиновая груша – разновидность пипетки.

СЛАЙД 11.

Доклад ученика.

Торричелли Эванджелиста (1608 – 1647)

Итальянский физик и математик. Ученик Г. Галилея. Изобрел ртутный барометр, открыл существование атмосферного давления и вакуума (торричеллиева пустота). Вывел формулу, которая была названа его именем.

СЛАЙД 12.

Барометр анероид – прибор для измерения атмосферного давления.

ВЫВОД: Атмосферное давление можно обнаружить по давлению на твердые, жидкие и газообразные тела.

СЛАЙД 13.

Выступление консультантов-учащихся на тему:

«Почему существует воздушная оболочка Земли?»

Первый ученик..

Как и все тела, молекулы газов, входящих в состав воздушной оболочки Земли, притягиваются к Земле?

Но почему же тогда все они не упадут на поверхность Земли? Каким образом сохраняется воздушная оболочка Земли, ее атмосфера? Чтобы понять это, надо учесть, что молекулы газов, составляющих атмосферу, находятся в непрерывном и беспорядочном движении. Беспорядочное движение молекул и действие на них силы тяжести приводят в результате к тому, что молекулы газов «парят» в пространстве около Земли, образуя воздушную оболочку, или атмосферу.

Второй ученик.

Но тогда возникает другой вопрос: почему эти молекулы не улетают в мировое пространство?

Для того чтобы совсем покинуть Землю, молекула, как и космический корабль или ракета, должна иметь очень большую скорость (не меньше 11,2 км/с). Это так называемая вторая космическая скорость. Скорость большинства молекул воздушной оболочки Земли значительно меньше этой космической скорости.

Третий ученик.

Поэтому большинство их и «привязано» к Земле силой тяжести, лишь ничтожно малое число молекул улетает в космическое пространство, покидает Землю?

Измерения показывают, что плотность воздуха быстро уменьшается с высотой. Так, на высоте 5,5 км над Землей плотность воздуха в 2 раза меньше его плотности у поверхности Земли, на высоте 11 км – в 4 раза меньше и т.д. Чем выше, тем воздух разреженнее. И наконец, в самых верхних слоях (сотни и тысячи километров над Землей) атмосфера постепенно переходит в безвоздушное пространство. Четкой границы воздушная оболочка, окружающая Землю, не имеет.

Четвертый ученик.

Строго говоря, вследствие действия силы тяжести плотность газа в любом закрытом сосуде неодинакова по всему объему сосуда. Внизу сосуда плотность газа больше, чем в верхних его частях, поэтому и давление в сосуде неодинаково. На дне сосуда оно больше, чем вверху.

Однако это различие в плотности и давление газа, содержащегося в сосуде, столь мало, что его можно во многих случаях совсем не учитывать. Но для атмосферы, простирающейся на несколько тысяч километров, различие это существенно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вначале формулируют дети, а потом утверждение тезиса в понятной и приемлемой форме для данной аудитории – учитель.

1. Земля окружена атмосферой (греч. атмос – пар, воздух, сфера - шар).

2. Точная граница её не определена.

3. Атмосфера имеет вес.

4. Атмосфера оказывает давление на все тела.

5. При увеличении высоты, плотность воздуха уменьшается.

1. Закрепление знаний и способов действий.

Слово учителя.

Давайте теперь устно ответим на вопросы.

Вопросы.

1. Как можно определить массу воздуха?

(Например, взвешивая его на рычажных весах в герметичной колбе, не забывая вычесть массу колбы).

1. Чему равен вес воздуха объемом 1 м³?

(Опытами установлено, что при температуре 0 ⁰С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объемом 1 м³ равна 1,29 кг, а вес воздуха ≈ 13 Н).

1. Вследствие чего создается атмосферное давление?

( Вследствие давления на поверхность Земли и других тел воздушных масс).

1. Опишите опыты, подтверждающие существование атмосферное давление.

2. Объясните действие шприца.

Демонстрация 10.

Демонстрация шприца.

(При поднятии поршня шприца, если его игла помещена в сосуд с жидкостью, между ним и поверхностью жидкости создается вакуум. Туда устремляется жидкость сосуда, поскольку на нее действует атмосферное давление).

1. Почему молекулы газов, входящих в состав атмосферы, не падают на Землю под действием силы тяжести?

(Молекулы газов движутся хаотично с большой скоростью, которая позволяет им до некоторой степени преодолевать земное притяжение и находится над земной поверхностью).

1. Почему молекулы газов, входящих в состав атмосферы, двигаясь во все стороны, не покидают Землю?

(Хотя скорости молекул и велики, они не достаточны для преодоления земного притяжения полностью.

1. 
   

   
   

   
   

   Подведение итогов урока. Выставление оценок за урок.

Подводятся итоги, учитель комментирует работу учащихся, выставляет оценки..

1. Информация о домашнем задании, инструктаж о его выполнении

Причитать § 40 , ответить на вопросы на стр. 144 (устно).

Литература

1. Башарулы Р., Токбергенова У., Казахбаева Д., «Физика и астрономия - 7». – Алматы: Атамұра, 2012;
2. Пинский А.В., Родина Н.А., “Физика-7” Москва “Просвещение” 1991;
3. Учебное электронное издание “Физика 7-11” практикум “Физикон” 2004;
4. Ландау Л. Д., Китайгородский А. И.,“Физические тела”. – Москва «Наука» 1989.
Интернет–ресурсы
1.http://festival.1september.ru/articles/524512/
2.http://900igr.net/kartinki/fizika/Urok-Atmosfernoe-davlenie/ 3.http://www.wallpage.ru/oboi_nochnoij_gorod-21716.php