Конспект урока по теме: "барометр-анероид"

Тема урока: «Барометр-анероид».

Цели урока: знакомство с работой и устройством барометра-анероида, развитие навыков решения задач.

Оборудование: барометр-анероид; таблица «Схема устройства барометра».

Демонстрации: измерение атмосферного давления барометром, изменение давления барометра помещенным под воздушным потоком .

Технологии: проблемная, здоровье-сберегающая.

Формирование УУД: Личностные: учебно-познавательный интерес к новому учебному материалу, способность к самооценке. Регулятивные:самостоятельно формировать познавательные цели и осуществляет действия в соответствии с ней. Коммуникативные: собственное мнение. Познавательные: самостоятельно поставить цель и осуществить действия в соответствии с ней.

Ход урока.

I. Проверка домашнего задания. Повторение изученного.

Один ученик отвечает на вопросы по изученному материалу;

• Объясняет физические процессы в экспериментальном задании.

• Почему возникает атмосферное давление?

• Почему атмосферное давление нельзя вычислить по формуле

P=pgh?

• Почему атмосферное давление действует не только на улице, но и под крышей дома?

• Почему давление многокилометрового слоя воздуха над поверхностью Земли уравновешивается давлением столбика ртути высотой всего 7бсм?

Две группы детей выполняют эксперименты.

1 группа: Объясните эксперимент . Возьмите алюминиевый бидон , закройте его крышкой и переверните. Крышка падает. Заполните бидон водой, закройте крышкой и переверните. Почему крышка не падает?

2 группа: Объясните эксперимент: положите на стол линейку 50-70см так, чтобы конец ее 10 см свешивался. На линейку положите полностью развернутую газетку, если медленно оказывать давление на свешивающийся конец линейки, то он опускается, а противоположенный поднимается вместе с газетой. Если резко ударить по концу линейки молотком, то она ломается, причем противоположенный конец с газетой почти не поднимается. Как объяснить наблюдаемое явление?

II. Изучение нового материала.

Приступая к объяснению нового материала, следует заметить, что ртутные барометры использовались более двух веков, и лишь в середине XIX века был сконструирован первый без жидкостный барометр. Его назвали барометр-анероид( от греческого слова анерос-безжидкостный).

Обычно в физической лаборатории есть несколько подобных барометров и их можно раздать по рядам, а объяснение устройства можно пояснить по схеме на плакате.

Говоря об устройстве и назначение чувствительного элемента (коробочки с гофрированным основанием), поясните, что внутри нее сильное разряжение, а гофрированное основание необходимо для легкого изменения объема коробочки.

Назначение промежуточных механических звеньев от коробочки до стрелки понимается просто.

Далее нужно пояснить, что барометры-анероиды очень надежны и компактны по сравнению с ртутными. Хотя с течением времени упругость мембраны, которая воспринимает изменение атмосферного давления, уменьшается, и показания становятся не точными.

Такие барометры фиксируют изменения давления при перемещении его на высоту два-три метра. Так как с увеличением высоты над землей атмосферное давление падает, то при помощи барометра можно определять высоту подъема над поверхностью Земли.

При малых подъемах атмосферное давление падает примерно на Iмм.рт.ст. на высоту12м. На подобной зависимости строится работа приборов, которые измеряют высоту подъема тела-высотометров.

Далее можно показать работу барометра-анероида под воздушным колпаком. Для закрепления задачи 569-572.

III. Решение задач.

Первую задачу у доски решает один из учеников.

Задача 1. На какой глубине находится станция метро, если барометр на платформе показывает 8бЗ мм.рт.ст., а при входе в метро — 760 мм.рт.ст.?

Будет полезным, если ученик найдет не только глубину метро, но и определит , как связана высота подъема с изменением давления.

Остальные задачи даются для самостоятельного решения:

Задача 2. Атмосферное давление равно 750 мм.рт.ст. Чему равна высота ртутного столба в трубке Торричелли? (ответ:h=750мм).

Задача 3. Каково показание ареометра на уровне высоты на Останкинской телевизионной башни (540м), если внизу показания ареометра 100641кПа? ( Ответ: Р=94650Па).

Задача 4. Давление, развиваемое насосом водонапорной башни, равно 500кПа. На какую высоту сможет поднимать воду такой насос?

Решение задач 576,577.578,579.

Домашнее задание

Параграф:43-44; вопросы к параграфу; задачи 580,581.

Домашние опыты:

Определение высоты вашего дома с помощью барометра-анероида.

1. Определите давление воздуха на первом этаже вашего дома.

2. Поднявшись на верхний этаж вашего дома, определите давление воздуха р2 .

Дополнительный материал.

Однажды Торричелли, повторяя свой опыт с трубкой, заметил что-то неладное. Уровень ртути остановился совсем не на привычном месте, а на целый палец ниже.

Торричелли подливает ртуть, меняет маленькую чашку на большую. Меняет трубки. Результат один и тот же. Почему? Ученый подходит к окну, стоит пасмурная погода, в комнате душно, нечем дышать. Проходит день другой. Ртуть снова на своем привычном уровне. Она поднялась. Значит, прибор отмечает изменения давления воздуха, показывает его изменяющуюся тяжесть. Тяжесть по- гречески барос,и прибор Торричелли стали называть барометром. Вот уже три века он исправно служит людям. За три века барометр во многом изменился, стал автоматическим, само записывающим. Научился управлять другими механизмами, поддерживать заданное давление в различных устройствах.

Опыты Торричелли всполошили умы Германии. В это время на пост бургоменитсра в г.Магдербурге приходит Отго фон Герике. Он получил хорошее образование. В 1653г. Он ставит свой знаменитый опыт с полушариями. Добропорядочные горожани втихомолку посмеиваются над своим бургоменистром, человеком которое свое время тратит на пустяки. Впрочем, после одного случая горожане смеяться перестали. В доме бургоменистра с первого до второго этажа тянется стеклянная трубка, в которую налита вода. С одного конца трубка запаяна. Это водяной барометр. На поверхности воды плавает пробка, на которой укреплен человек. Его вытянутая рука указывает на шкалу. Бургоменистр уверяет, что человек предсказывает погоду и обязательно сошлется на Торричелли. Чудак, но кто ему повезти? Но в воскресенье, 9 декабря 1660 года, из дома бургоменистра поползли странные слухи. Человек опустился как никогда низко. Фон Герике в беспокойстве. Он велит оповестить горожан о надвигающейся буре. Буря при ясном небе? Все же наиболее осторожные горожане следуют примеру дома бургоменистра, там закрывают ставни, крепят крышу. И верно, через несколько часов небо потемнело. Пронесся ураган, какого не помнили даже старожилы.

Далеко от солнечной Италии, под хмурым небом Голландии, живет французский дворянин Рене де Кард. Пытливый ум откликаться на любое самое незначительное явление. Однажды в руки ученого попадается старый серебряный флакон с духами побитый острием шпаги. Из закрытого пробкой продырявленного флакона духи не вытекают, но стоит только вынуть пробку и жидкость вытекает. В чем причина? Жидкость граничит только с воздухом. И никаких преград здесь нет.

Так неужели воздух показывает давление и удерживает жидкость в небольшом отверстии. Когда отверстие большое, воздух давит уже на большую площадь, тогда вес жидкости превосходит давление воздуха и жидкость выливается. Если жидкость давит, значит воздух имеет вес. Знаменитый опыт Торричелли будет поставлен только через 12 лет. А Декарт уже сообщает, в письме своему другу аббату Мерсену, об интересном открытии. Какая она воздушная оболочка? Декарт выдвигает предположение, вблизи Земли более плотная, а чем выше, тем более разряженная. Проходят годы и слова опыта Торричелли достигает Голландии. Тогда Декарт вспоминает о своей догадке. Если она верна, то чем выше тем давление меньше. Но как ее проверить, в Голландии гор нет. Декард просит Блезе Паскаля юного талантливого математика и физика. На юге Франции, где живет Паскаль есть высокие горы. Паскаль выбирает самую высокую гору ее высота 4456 метров. Паскаль поднимается осторожно каждый раз сверяется с показаниями своего барометра, делая записи в своей записной книжке. По мере подъема ртуть в трубке неизменно понижается. Гений Декарт не ошибся.