Урок физики 7 класс. Атмосферное давление. Воздушная оболочка Земли.

Урок по теме «Вес воздуха. Атмосферное давление» (7 класс)

Цель урока: сформировать понятие атмосферного давления, раскрыть его природу, ознакомить школьников с явлениями, вызванными действием атмосферы.

Задачи:

– образовательные: из курса географии вспомнить общие понятия атмосферы и атмосферного давления; рассмотреть причины, создающие атмосферное давление, экспериментально доказать его наличие; обосновать существование веса воздуха;

– развивающие: развивать умение выделять главное, аргументировать свой ответ, приводить примеры, формулировать выводы, анализировать и систематизировать предлагаемую информацию, давать полный развёрнутый ответ; способствовать овладению методами научного исследования (проводить самостоятельно эксперимент и делать выводы на основе анализа общих и отличительных черт объектов);

– воспитательные: создать условия для положительной мотивации при изучении физики, используя разнообразные приемы деятельности, сообщая интересные сведения; показать взаимосвязь атмосферного давления со здоровьем и жизнедеятельностью человека; формировать умение работать в парах, включаться в диалог друг с другом

Тип урока: комбинированный.

Методы обучения: эвристический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, демонстрации и практические задания, решение задачи физического содержания.

Необходимое техническое оборудование: компьютер, проектор, экран; приборы для демонстрации опытов, доказывающих существование атмосферного давления: стакан с водой, лист бумаги, два одинаковых воздушных шара, весы; оборудование для фронтального эксперимента: медицинские шприцы, стаканы с водой; «Магдебургские полушария»

Этапы урока:

1. Организационный этап – 1 мин.

2. Целеполагание и мотивация - 3 мин.

3. Актуализация знаний – 5 мин

4. Первичное усвоение новых знаний. Первичная проверка понимания – 5 мин

5. проведение демонстрационных экспериментов – 7 мин

6. Решение задач 4 мин

7. Физкультминутка -2 мин

8. Первичное закрепление новых знаний 6 мин

9. Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция.3

10. Подведение итогов урока – 2 мин

11. Информация о домашнем задании 1

12. Рефлексия 1

Ход урока.

1. Организационный этап – 1 мин.

Учитель: Добрый день, уважаемые Гости и ребята! Если день начинать с улыбки, то можно надеяться что он пройдет удачно. Давайте сегодня урок начнем с улыбки. Мы приоткроем тайну удивительного и важного физического явления, которое является темой нашего урока.

Посмотрите на экран, сейчас мы с вами определим формулу успеха нашего урока.

Формула успеха нам нужна для того, чтобы выполнить задачи, поставленные на уроке. (Слайд 1,2)

II. Целеполагание и мотивация. При подготовке к уроку по данной теме, я встретил 2 необычных слова. На экране написаны два слова: мироколица и колоземица. Сл.№3

Ребята, кто-нибудь из вас знает, что они означают?(дети предлагают свои ответы) Хорошо!

Тогда еще вопрос.

Сл.№4 « Есть ли, дети, одеяло

Чтоб всю Землю укрывало?

Чтоб его на всех хватило

Да притом не видно было?

Ни сложить, ни развернуть,

Ни пощупать, не взглянуть?

Пропускало б дождь и свет

Есть, а вроде бы и нет?» -О чем идет речь?- атмосфера.

Мироколица и колоземица согласно Толкового словаря В.И. Даля - это и есть атмосфера. Толковый словарь Даля назван «живым», так как он дает обозначения словам из реальной жизни. Словарь содержит 30 000 пословиц, загадок, поговорок.

Хорошо, молодцы. А теперь посмотрите следующие опыты.

1. Возьмём два резиновых шарика. Надуем их и уравновесим на весах, Что в надутом шарике? А теперь проколем один шарик. Что мы видим?

Выводы: надутый шарик тяжелее, значит, воздух имеет массу, а, следовательно, и вес.

1. «Яйцо входит в бутылку». Если в широкогорлую бутылку, например из-под кефира, опустить кусочек горящей бумаги или ополоснуть бутылку кипятком, а на горлышко положить сваренное вкрутую очищенное яйцо, то яйцо втягивается в бутылку. Бумажка погаснет, бутылка наполнится белым дымом, воздух расширится, лишняя часть выходит из бутылки. Внутри бутылки воздух остывает, давление уменьшается и под действием атмосферного давления яйцо входит в бутылку.

Воздух внутри бутылки сгорел, давление внутри бутылки уменьшилось, образовалась разница давлений и под действием атмосферного давления яйцо входит в бутылку.

-Как вы думаете, что заставило яйцо проникнуть внутрь бутылки?

Выводы: Давление со стороны воздуха, атмосферы.

Молодцы, а теперь скажите какова тема нашего урока и его цели? (Атмосфера.Атмосферное давление.)

Действительно, тема урока :Вес воздуха. Атмосферное давление. (записывают в тетрадь) Сл.№5

Цель урока: сформировать понятие атмосферного давления, раскрыть его природу, ознакомить с явлениями, вызванными действием атмосферы.

III. Актуализация знаний.

Прежде, чем приступить к новой теме вспомним понятия, которые изучили на прошлых уроках и знание которые будем использовать на уроке. Нам поможет прием «Горячий стул». Предлагаю ученику ответить на вопросы: «Горячего стула»

1. Что такое давление.

2.Единица измерения давления.

3. Способы уменьшения давления.

4. Способы увеличения давления.

5. Вес, единица измерения веса.

6. Закон Паскаля.

7. Свойства газов.

8. Давление газа. Молодцы!

А теперь из курса географии давайте вспомним:

1. Что такое атмосфера, каково её строение? (воздушная оболочка Земли).

2. Назовите слои атмосферы (ионосфера, термосфера, стратосфера, тропосфера).

тропосфера – до 16 км;

• стратосфера – до 50 км;

• мезосфера – до 80 км;

• термосфера – до 150 км;

• экзосфера – 150 км и выше (слайд), переходящая в космическое пространство. Сл.№6

90% всей массы воздуха сосредоточена в тропосфере. Ее толщина не везде одинакова. Над экватором – 17 км, в полярных областях – 8-9 км, в средних широтах –10-11 км. Как вы думаете, почему? Ученик: в экваториальных широтах воздух сильно нагревается, расширяется и увеличивается в объеме. В полярных широтах – наоборот.

3. Какие физические характеристики атмосферы вам известны из курса географии? (влажность, температура, плотность, давление).

4. Какие из этих величин изменяются с высотой? (температура, плотность, давление).

5. Где находится основная масса воздуха? (в нижнем слое).

6. В каком слое воздух наиболее сжатый? Почему? (в тропосфере, количество молекул в этом слое больше, а чем выше слой, тем воздух более разреженный ).

7. Как вы думаете, что произошло бы с атмосферой Земли, если бы не было силы земного притяжения? (она бы улетела).

IV. Первичное усвоение новых знаний. Первичная проверка понимания.

Итак, наша Земля окутана невидимым воздушным одеялом, которое простирается вверх на несколько тысяч километров.

Что входит в состав воздуха? Ответ: В состав воздуха входят азот (78%), кислород (21%) и некоторые другие газы. Сл.№7

Послушайте, как атмосферу описывают космонавты.

ВИДЕО Вот как описал увиденное сквозь иллюминаторы корабля "Восток-2" летчик- космонавт Герман Степанович Титов: "Горизонт Земли окружен ореолом нежно-голубого цвета, который постепенно темнеет, становясь бирюзовым, синим, фиолетовым и, наконец, переходит в черный цвет". Таков океан атмосферы, на дне которого мы живем.

Учащиеся формулируют определение атмосферы. Воздушная оболочка, окружающая Землю, называется атмосферой. (от греческих слов "атмос"- пар и "сфера" - шар). Сл.№9

Атмосфера не имеет четкой верхней границы. Вследствие действия силы тяжести, верхние слои воздуха, подобно воде в океане, сжимают нижние слои, в результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха. -

А почему атмосфера “не оседает” на поверхность Земли? (Молекулы газов, составляющих атмосферу, движутся непрерывно и беспорядочно)

Оказывается, чтобы покинуть Землю, они должны обладать скоростью не меньше 11,2 км/с, это вторая космическая скорость. Большинство молекул имеют скорость меньше 11,2 км/с.

Сл.№10 Опытами установлено, что при температуре 0 ° С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объёмом 1 м 3 равна 1,29 кг, т.е. плотность воздуха 1,29 кг/ м3 .

Масса 1м³ воздуха:

А) на уровне моря – 1 кг 293г

Б) на h= 12 км – 310 г

В) на h=40 км – 4г

Вывод: С высотой плотность воздуха уменьшается.

Давайте вычислим вес воздуха объёмом 1 м3 .(ученик )

Дано: СИ Решение:

m=1,29 кг Ρ=m*g

g=9,8 Н/кг Ρ=1,29 кг*9,8 Н/кг=12,642 Н

Ρ-? Ответ: 12,642 Н

Вывод: Если есть вес у воздуха, то воздух оказывает давление.

Давайте попробуем дать определение атмосферному давлению (ученики высказывают свои мнения).

Итак, атмосферное давление – это давление, оказываемое атмосферой Земли на земную поверхность и на все тела, находящиеся на ней. Сл.№11 (В тетрадь)

Но мы на себе давление воздуха не ощущаем. Так существует ли оно? Докажем существование атмосферы и атмосферного давления на опытах, а в этом помогут нам сами учащиеся.

Опыт 1. Наполним обыкновенный стакан до краёв водой. Накроем его листком бумаги так, как это показано на рисунке. Плотно прикрыв его рукой, перевернём бумагой вниз. Осторожно уберём руку, держа стакан за дно. Вода не выливается. Почему это происходит?

Ответ: Воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха распространяется во все стороны одинаково (по закону Паскаля), значит, и вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды оставалась совершенно ровной.

Вывод

Опыт 2.Как достать из воды монету, не намочив пальцев? Положите монету на большую плоскую тарелку. Налейте столько воды, чтобы она покрыла монету. А теперь предложите гостям или зрителям достать монетку, не намочив при этом пальцев. Для проведения опыта необходим еще стакан и несколько спичек, воткнутых в плавающую на воде пробку. Зажгите спички и быстро накройте плавающий горящий кораблик стаканом, не захватив при этом монетки. Когда спички погаснут, стакан наполнится белым дымом, а затем под ним сама собой соберется вся вода из тарелки. Монета останется на месте, и вы можете взять ее, не намочив пальцев.

Ответ: Сила, вогнавшая воду под стакан и удерживающая ее там, на определенной высоте, - атмосферное давление. Горящие спички нагрели в стакане воздух, давление его возросло, часть газа вышла наружу. Когда спички погасли, воздух снова остыл, но при охлаждении его давление уменьшилось, под стакан вошла вода, вгоняемая туда давлением наружного воздуха.

Вывод

Сл.№12 Опыт 3. В 1654 году магдебургский бургомистр и физик Отто фон Герике показал на рейхстаге в Регенсбурге один опыт, который теперь во всём мире называют опытом с магдебургскими полушариями. Когда полушария сложили вместе, между ними поместили кожаное кольцо, не оставившее между полушариями даже малейшей щели. Затем с помощью насоса откачали воздух из пространства между полушариями. Какая же сила сжимала полушария, противодействуя силе шестнадцати коней? Ответ: Этой силой было действие атмосферного воздуха. Чем больше воздуха выкачивали из полости между полушариями, тем сильнее они сжимались снаружи атмосферным давлением. Оно, оставаясь постоянным, тем больше превышало давление внутри шара, чем меньше там оставалось воздуха. Можно показать.

Для этого опыта понадобится два стакана, огарок свечи, немного газетной бумаги и ножницы.

   Поставьте зажженный огарок в один из стаканов. Вырежьте из нескольких слоев газетной бумаги, положенных один на другой, круг диаметром немного большим, чем внешний край стакана. Затем вырежьте середину круга таким образом, чтобы большая часть отверстия стакана оставалась открытой. Смочите бумагу водой, полученную эластичную прокладку положите на верхний край первого стакана. Осторожно поставьте на эту прокладку перевернутый второй стакан и прижмите его к бумаге так, чтобы внутреннее пространство обоих стаканов оказалось изолированным от внешнего воздуха. Свеча вскоре потухнет. Теперь, взявшись рукой за верхний стакан, поднимите его. Нижний стакан как бы прилип к верхнему и поднялся вместе с ним. Почему это произошло?

 Ответ. Огонь нагрел воздух, содержавшийся в нижнем стакане, воздух расширился и часть его вышла из стакана. Когда вы медленно приближали к первому второй стакан, содержащийся в нем воздух тоже нагрелся и часть его вышла наружу. Значит, когда оба стакана были плотно придавлены один к другому, в них было меньше; воздуха, чем до начала опыта. Свеча потухла, как только был израсходован весь содержащийся в обоих стаканах кислород.

Вывод:

Опыт4. Почему вода не выливается из дырявой бутылки

К огда пробка не закручена, атмосфера выдавливает воду из бутылки. Если пробку закрутить, на воду действует только давление воздуха в бутылке, а его давление мало и вода не выливается

Выводы: что атмосферное давление на самом деле существует и оно давит на нас своим весом.

Как вы думаете, почему мы не чувствуем этот вес? Действительно, мы не смогли бы выдерживать такую тяжесть, если бы ей не противостояло такое же давление внутри нашего тела.

Следующий опыт поможет нам понять это. Механизм дыхания Сл.№13 Механизм дыхания человека заключается в следующем: мышечным усилием мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом атмосферное давление вталкивает туда порцию воздуха. При выдыхании происходит обратный процесс. Наш дыхательный аппарат действует то, как разрежающий насос, то, как нагнетательный.

Физкультминутка. Комплекс дыхательных упражнений.

Играет тихая музыка, глаза учащихся закрыты, руки свободно лежат на парте

1. Глубоко вдохнуть, задержать дыхание на 8 секунд и медленно выдохнуть. Это упражнение повторить 2 раза.

2. Воздух вдыхать небольшими отрывками. Задержать воздух на 8 секунд и медленно выдохнуть. Это упражнение повторить 2 раза.

3. Воздух вдыхать небольшими отрывками. Задержать воздух на 8 секунд и выдохнуть воздух небольшими выдохами. Это упражнение повторить 2 раза.

4. Вдохнуть воздух через нос, а выдохнуть через рот. Повторить 2 раза.

5. Подышать медленно 15 секунд

V. Первичное закрепление новых знаний. Великий Аристотель говорил – сначала собирать факты, и только после этого связывать их мыслью. Давайте прислушаемся к его совету.

На столах у вас есть стаканы с водой, шприц, воздушный шарик и весы, пипетки. Проделайте описанные эксперименты с этими предметами. То, что вы наблюдаете – заполните в следующую таблицу:

Опыт №1.Взвесьте на весах воздушный шарик. Затем немного надуйте его и снова взвесьте.

Опыт №2. Возьмите шприц, опустите в стакан с водой и поднимите поршень в шприце.

Опыт №3. Сжать резиночку у пипетки и опустить в стакан с водой. 2.Отпустить резинку и пронаблюдать поведение воды. 3. Объясните явление

Подсказка. (Из слов в скобках вставьте в текст нужное)

Когда мы сдавливаем резиновый конец пипетки, из нее выходит часть воздуха. Поэтому, когда мы опускаем стеклянный конец пипетки в воду и (увеличим, уменьшим) объем, жидкость из сосуда (поднимается, опускается) в область (наименьшего, наибольшего) давления.

№	приборы	Наблюдаемые явления	Объяснение наблюдаемого явления
	весы

VI.Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция. Обсуждение полученных результатов.

Индивидуальная работа Тест с взаимопроверкой

1 вариант1. Известно, что масса 1 м3 воздуха на уровне моря при 0° С равна 1,29 кг. Каковы вес этого объёма воздуха и его плотность? А) 0,129 Н, 1,29 кг/ м3 В) 12,9 Н. 1,29 кг/ м3 Б) 1,29 Н, 1,29 кг/ м3 Г) 12,9 Н, 0,129 кг/ м3

2. Какова причина существования атмосферного давления? А) Подвижность молекул В) Вес воздуха Б) Их подвижность Г) Его трение о землю

3. Как изменяется плотность воздуха с изменением высоты над поверхностью Земли? А) Увеличивается при подъёме Б) Не изменяется В) Уменьшается с возрастанием высоты

1-В, 2-В, 3-В,

2 вариант

1. Вследствие чего создается атмосферное давление? А) взаимного притяжения молекул воздуха Б) беспорядочного движения молекул воздуха В) взаимного отталкивания молекул воздуха Г) под действием силы тяжести верхние слои воздуха сжимают нижние слои.

2. Меняется ли атмосферное давление с увеличением высоты над поверхностью земли? А) нет Б) увеличивается В) уменьшается

3. Конец иглы медицинского шприца опущен в воду. Почему при вытягивании поршня шприца вода поднимается вслед за поршнем? А) давление под поршнем понижается, под действием атмосферного давления воздуха вода поднимается вверх Б) поршень своим движением увлекает воду В) молекулы воды притягиваются молекулами поршня.

Ответы для взаимопроверки Сл.№14

1-Г, 2-В, 3-А.

VII. Подведение итогов урока. Для этого восстановите предложения, заполни пустографки. Сл.№14

1. Вокруг Земли существует АТМОСФЕРА_, которая удерживается благодаря Земному притяжению.

2. Воздух имеет МАССУ ( ВЕС ) и давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней тела.

3. С увеличением высоты плотность атмосферы __УМЕНЬШАЕТСЯ и давление _ УМЕНЬШАЕТСЯ ___.

На следующих уроках мы продолжим тему атмосферного давления, мы узнаем, кто и каким способом измерил атмосферное давление, какими приборами можно измерить атмосферное давление, как определить высоту по значениям атмосферного давления.

VIII. Информация о домашнем задании,

Творческое (по выбору):

1.Применение знаний об атмосферном давлении в различных отраслях народного хозяйства.

2. Влияние атмосферного давления на организм человека.

IX. Рефлексия. Мы с вами прошли трудный путь от предположения о существовании атмосферного давления к доказательствам. Цели нашего исследования достигнуты. В ходе нашего исследования вы показали себя хорошими наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя все новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование. Наш урок подошёл к концу.

Слайд 15

Очень рад, что вам понравился наш урок. Спасибо за работу. Молодцы!