Закон Паскаля

Конспект урока по теме: Закон Паскаля.

Цель: Рассмотреть физическое содержание закона Паскаля.

Знать: закон Паскаля. Уметь объяснять явления, происходящие в жидкостях и газах с помощью закона Паскаля.

Задачи:

Обучающая: Формировать умение теоретически обосновывать явления, происходящие в жидкостях и газах. На основе опыта раскрыть физическое содержание закона Паскаля.

Развивающая: Установить причинно следственные связи в изучаемом материале: подвижность частиц жидкости и газа – удары частиц друг о друга и о стенки сосуда – передача давления жидкостью.

Воспитательная: В целях развития научного мировоззрения учащихся показать роль физического эксперимента в физике.

Оборудование: Компьютер, мультимедийный проектор, шар Паскаля, прибор для измерения артериального давления, пластиковая бутылка, сосуд с водой.

План урока.

Ход урока.

Учитель. Сегодня на уроке мы будем изучать один из важнейших законов природы, закон Паскаля. Цель нашего урока: изучить закон, а так же научиться объяснять ряд физических явлений с помощью закона Паскаля. Увидеть применение закона на практике. Но прежде повторим материал, необходимый для изучения этой темы.

Вспомните, какую величину называют давлением?

Ответ: Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

Учитель. Какие свойства газов отличают их от твёрдых тел и жидкостей?

Ответ: Газы не имеют собственной формы и постоянного объёма. Они принимают форму сосуда и полностью заполняют предоставленный им объём.

Учитель. Как объясняют давление газа на основе учения о движении молекул?

Ответ: Давление газа на стенки сосудов вызывается ударами молекул газа.

Учитель. Почему давление газа увеличивается при сжатии и уменьшается при расширении?

Ответ: Количество молекул в каждом кубическом сантиметре увеличивается при сжатии (уменьшается при расширении) от этого число ударов о стенки сосуда увеличивается (уменьшается). Следовательно, давление увеличивается при сжатии и уменьшается при расширении.

Учитель. В каком состоянии газ производит большее давление: в холодном или нагретом?

Ответ: Давление газа в закрытом сосуде тем больше, чем выше температура газа.

Учитель. Почему сжатые газы содержат в специальных баллонах?

Ответ: Сжатые газы оказывают огромное давление на стенки сосуда, поэтому их приходится заключать в прочные стальные специальные баллоны.

Учитель. Итак, в отличие от твердых тел отдельные слои и мелкие частицы жидкости и газа могут свободно перемещается относительно друг друга по всем направлениям. Достаточно, например, слегка подуть на поверхность воды, чтобы вызвать её движение. Рассмотрим опыт.

Учитель демонстрирует опыт, в блюдце налита вода, подуть на воду по поверхности побежит волна.

Учитель. Мы видим, как частицы жидкости свободно перемещается относительно друг друга. Рассмотрим другой опыт.

Учитель демонстрирует опыт с шаром Паскаля.

Учитель. В этом опыте поршень давит на поверхность воды в трубке. Частицы воды, находящиеся под поршнем, уплотняясь, передают его давление другим слоям, лежащим глубже. Таким образом, каждую точку жидкости, заполняющей шар. В результате часть воды выталкивается из шара в виде одинаковых струек, вытекающих из всех отверстий.

Давление, производимое на жидкость или газ, передается не только в направлении действия силы, но и в каждую точку жидкости, это и есть закон Паскаля: «Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку одинаково во всех направлениях».

Физическое содержание этого закона заключается в том, что молекулы жидкости или газа очень подвижны. Они всегда достаточно равномерно распределяются по всему объему, и любое внешнее давление может изменить лишь концентрацию частиц, а равномерность в их распределении остается.

Только в начальный момент, например, при уменьшении объема газа, его плотность будет больше в зоне поршня, но за счет беспорядоченного движения молекул, концентрация очень быстро выравнивается.

Запишите в тетрадь формулировку закона Паскаля.

Так как это один из основных законов физики, то его необходимо выучить. Воспроизведите закон Паскаля.

Закон открыт французским физиком и математиком Блезом Паскалем (1623-1662), который открыл и исследовал ряд важных свойств жидкостей и газов. Опытами подтвердил существование атмосферного давления, открытого итальянским учёным Торричелли.

Мы изучили закон, но любой физический закон можно рассмотреть по следующему плану:

План изучения физического закона

1. Математическая запись и словесная формулировка.

2. Опытное подтверждение.

3. Теория, объясняющая закон.

4. Границы применимости.

5. Практическая значимость закона и область его применения.

Учитель еще раз повторяет материал с помощью обобщенного плана.

1.Как вы думаете, что является математической записью закона?

Ответ: Формула, но закона Паскаля не выражается формулой.

2. Словесная формулировка записана у вас в тетради, сформулируйте закон Паскаля (3-4 человека).

3.Опытное подтверждение закона мы рассмотрели в опыте с шаром Паскаля.

4. Объяснить закон Паскаля можно с помощью свойств жидкостей и газов, а именно, молекулы жидкости и газа ударяясь о стенки сосуда, создают давление. Давление увеличивается (уменьшается) при увеличении (уменьшении) концентрации молекул.

5.Применяется закон только для жидкости и газов.

6.Более подробно остановимся на применении закона и использовании его при объяснении работы пневматического тормоза и отбойного молотка.

На рисунке показано устройство пневматического тормоза железнодорожного вагона. Магистраль 1, тормозной цилиндр 4 и резервуар 3 заполняют сжатым воздухом. При открывании стоп-крана сжатый воздух выходит из магистральной трубы. И давление в правой части тормозного цилиндра становится меньше, чем в левой (из которой сжатый воздух благодаря клапану 2 выйти не может). В результате этого поршень тормозного цилиндра перемещается вправо и прижимает тормозную колодку 5 к ободу колеса 6, которое при этом затормаживается.

Устройство отбойного молотка показано на рисунке. По шлангу 1 подаётся сжатый воздух. Устройство 2, называемое золотником, направляет его поочерёдно то в верхнюю, то в нижнюю часть цилиндра. Под действием этого воздуха боек 3 начинает быстро перемещается то в одну, то в другую сторону, периодически воздействуя на пику 4. Удары последней используют для разрыхления мерзлых грунтов, откалывания от массива кусков горных пород, угля.

Задачи № 486-490.

Примерный ответ на задачу №487: При выстреле из винтовки в вареном яйце образуется отверстие, так как давление в этом яйце передаётся лишь по направлению ее движения. Сырое яйцо разбивается вдребезги, так как давление пули в жидкости, согласно закону Паскаля, передается одинаково по всем направлениям.

Выводы по уроку:

1. Что нового вы узнали сегодня на уроке? Закон Паскаля.

2. Сформулируйте закон Паскаля. Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку одинаково во всех направления.

Домашняя работа: §44 стр.123-124 пересказ