Измерение атмосферного давления.

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Семьинская основная общеобразовательная школа» Юрьев-Польского района Владимирской области.

Методическая разработка урока по физике в 7 классе

по теме «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли»

Учитель физики 1 категории: Ершова Ирина Валентиновна.

Тема урока: Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли.

Цель урока: Познакомить учащихся о способом определения атмосферного давления; раскрыть физическое содержание опыта Торричелли.

Выработка исследовательских навыков, навыков самостоятельного проведения эксперимента в домашних условиях.

Развитие кругозора и общеучебных умений.

Оборудование: таблица «Опыт Торричелли», поилка для цыплят.

Демонстрации: опыт с магдебургскими полушариями, опыт с водой в перевернутом стакане.

Ход урока.

І. Орг. Момент.

ІІ. Проверка домашнего задания.

1. Рассказать о причинах существования атмосферного давления и примерах, подтверждающих его существование.

2. Рассказать об атмосфере и причинах ее существования.

3. Решение качественных задач.

• Что произошло бы с земной атмосферой, если бы исчезла сила земного тяготения?

• Если бы сила земного притяжения увеличилась?

• Объясните эксперимент. Выльем на блюдце немного холодной воды, возьмите горячий стакан (нагретый горячей водой) и опрокиньте его на блюдце. (Наблюдать, что произошло)

Спустя непродолжительное время весь чай из блюдца соберется под стаканом.

• Объясните эксперимент. Возьмите воздушный шарик и налейте в него воды. Сверните листок гармошкой и подожгите. Когда бумага разгорится, бросьте ее в бутылку. Через 1 – 2с закройте горлышко бутылки воздушным шариком. Бумага перестанет гореть. Шарик начнет втягиваться в бутылку. Почему?

• Объясните эксперимент. Возьмите металлическую банку из-под сока. Налейте немного воды и поставьте на плитку. Доведите воду до кипения и дайте возможность кипеть несколько минут, чтобы водяные пары полностью вытеснили воздух. Осторожно снимите банку с плитки и закройте отверстие. Облейте банку холодной водой для быстрого охлаждения. При этом она сжимается и плющится. Почему?

Постановка проблемы, заслушивание всех объяснений учащихся, выбор правильных ответов, объяснение в чем ошибка при неправильном объяснении.

ІІІ. Изучение нового материала.

1. Отметить невозможность расчета атмосферного давления по формуле p = ρgh, так как с изменением высоты меняется и плотность воздуха и значение g . Как же быть?

Выслушать предложения учащихся по определению атмосферного давления.

1. Суть опыта Е. Торричелли.

   • Почему часть ртути из трубки вылилась?

   • Почему ртуть вылилась не вся?

   • Почему ртуть остановилась при высоте столбика примерно 760мм? Что не дает ей вылиться?

р_атм = р_рт

• Почему, с течением времени, высота столба ртути изменяется? (изменяется температура, смена направлений ветра, атм.давление…)

1. Устройство и принцип действия ртутного барометра.

2. Нормальное атмосферное давление – давление столба ртути высотой 760мм при температуре 0⁰ С (СИ: Па)

3. Расчет атмосферного давления: p = ρgh = 13600кг/м³ * 9,8Н/кг * 0,760м = 101300Па.

1мм.рт.ст = 133,3 Па р = 101300Па ≈ 10⁵ Па

1. Уменьшение атмосферного давления с высотой. Почему?

2. Связь атм.давления с погодой.

3. Влияние атм.давления на поведение различных механических систем, животных и растений. Если давление внутри системы равно атмосферному, то это явление обнаружить нельзя, но если оно меньше – это проявляется очень заметно.

4. Опыт с магдебургскими полушариями.

ІV. Закрепление материала.

1. Решить задачи: № 458, 460, 461, 463, 464, 470, 474, 478.

V. Задание на дом. П. 42, вопросы, упр 19, задание 11 (стр 104)

Выяснить:

1) Можно ли выпить сок из небольшой пластиковой бутылки, не отрывая губ от горлышка? Почему? (проверить на опыте)

2) При выливании молока из пластикового пакета, он сжимается. Почему? (проверить на опыте)

3) Положите крышку от горячей кастрюли на пластиковую поверхность стола. Подождите немного. Что вы обнаружите при попытке взять крышку. Объясните результат.

Дополнительный материал.

Еще в древней цивилизации были известны всасывающие насосы. С их помощью можно было поднять воду на значительную высоту, т.к. вода послушно следовала за поршнем такого насоса.

Древние философы задумывались о причинах этого и пришли к выводу: вода следует за поршнем потому, что природа боится пустоты, поэтому-то между поршнем и водой не остается свободного пространства.

Рассказывают, что один мастер построил для садов герцога Тосканского во Флоренции всасывающий насос, поршень которого должен был затягивать воду на высоту более 10м. но как ни старались засосать этим насосом воду, ничего не получилось. На 10м (34 фута) вода поднималась за поршнем, а дальше поршень отходил от воды, и образовывалась та самая пустота, которой природа боится.

Когда с просьбой объяснить причину неудач обратились к престарелому Галилею, он пошутил, что, вероятно, природа перестает бояться пустоты на высоте более 34 футов, и предложил своим ученикам – Торричелли и Вивиани разобраться в этом странном явлении.

Имя Е. Торричелли (1608 – 1647) навсегда вошло в историю физики как имя человека, впервые доказавшего существование атмосферного давления и сконструировавшего первый барометр.

Магдебургские полушария.

В 1654 году, спустя 11 лет после открытия Торричелли, действие атмосферного давления было наглядно показано магдебургским бургомистром Отто фон Герике. Известность принесла автору не столько физическая сущность опыта, сколько театральность его постановки.

Два медных полушария были соединены кольцевой прокладкой. Через кран, приделанный к одному из полушарий, из составленного шара был выкачан воздух, после чего полушария невозможно было разнять. Сохранилось подробное описание опыта Герике. Чтобы разъединить полушария, Герике приказал запрячь две восьмерки лошадей. К упряжке шли канаты, продетые через кольца, прикрепленные к полушариям. Лошади оказались не в силах разъединить полушария.

Силы восьми лошадей (именно восьми, а не 16, так как вторая восьмерка, запряженная для пущего эффекта, могла быть заменена крюком, вбитым в стену, с сохранением той же силы, действующей на полушария) было недостаточно для разрыва магдебургских полушарий. Магдебургские полушария имеются у каждого человека: головки бедренных костей удерживаются в тазовом суставе атмосферным давлением.