УМК учебного занятия в 7 классе по теме: Вес воздуха. Атмосферное давление

Знания

Умения

Факты:

воздух обладает весом;

плотность воздуха с высотой уменьшается;

земная поверхность и тела, находящиеся на ней испытывают давление;

Атмосферное давление уменьшается с высотой;

Атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке;

1мм.рт.ст.=133,3 Па;

2. Понятия:

Давление атмосферы (единица измерения – 1 мм.рт.ст.)

3. Технические понятия :

ртутный барометр;

Барометр-анероид;

Наблюдать и делать выводы из эксперимента, показанного на демонстрационном столе и в видеосюжете;

Научиться описывать устройство барометра-анероида по ОП изучения прибора.

Решение задач, связанные со способом измерения атмосферного давления как в опыте Торричелли.

2. Работать с учебником по физике:

«читать» рисунки, схемы, таблицы,

Измерять атмосферное давление.

Переводить одни единицы измерения в другие.

Знания

Умения

1. Факты:

давление газа зависит от объема и температуры;

давление жидкости не зависит от формы и площади сосуда;

давление в газе вызывается ударами молекул газа о стенки сосуда;

давление в твердых телах передается в направлении действия силы;

2. Понятия:

Давление (единицы измерения-1 Па);

Давление столба жидкости;

3. Эмпирический закон:

Закон Паскаля.

1. Умение выполнять основные действия и операции, связанные с решением физических задач;

2. Определять цену деления шкалы прибора.

Этап занятия,

время в мин.

Методы обучения (воспитания)

Приемы обучения

(воспитания)

I. Организационный момент ( 1 мин.)

Методы воспитания:

формирование культуры речи,

развитие интереса к предмету.

учитель приходит за 1-2 минуты до начала урока,

активизация внимания,

создание благоприятной психологической атмосферы.

II. Вступительная часть

(1 мин.)

Постановка цели перед учащимися. Рассказ о плане урока, об учебных задачах урока.

беседа с учащимися, запись даты и темы урока на доске.

III. Основная часть

(34 мин.)

1. Повторение, обобщение, систематизация материала, пройденного на прошлых уроках.

Восстановление в памяти учащихся понятия давления, чем вызваны давление в твердых, жидких телах и газах, от чего зависит давление в газах, тв. и жидк. телах.

1). Уяснение материала

2. Объяснение нового материала

активизация внимания;

элементы беседы,

использование презентации

использование ОП для изучения прибора;

оформление итогов работы на доске и в тетради.

2). Отработка учебного материала

4. Демонстрация образца решениязадачина объяснение и предсказания явленийдействия атмосферного давления.

оформление итогов работы на доске и в тетради,

активизация внимания;

формулировка заданий и требований к представлению результатов;

элементы СНВ,

корректировка стиля ответов учащихся;

IV. Предъявление домашнего задания

(1 мин.)

Рассказ о содержании домашнего задания.

Запись на доске; Пояснение.

V. Заключительная часть (3 мин.)

Рассказ об итогах урока (выполнение учебных задач, оценка качества работ учащихся).

Элементы беседы. Постановка задачи на следующий урок.

№

Название этапа

Деятельность учителя

Деятельность ученика

I

Организационный момент.

Здравствуйте ребята! Садитесь.

Садятся.

II

Вступительная часть

Сегодня мы с вами на уроке узнаем что такое атмосферное давление, познакомимся со способами измерения атмосферного давления.

Слушают.

III

Повторение

Для начала вспомним предыдущий материал, который изучали проведя небольшой опрос. Ребята что такое давление?

Что принимают за единицу измерения давления?

Как передается давление в твердых телах?

Чем вызвано давление в газе?

От чего зависит давление газа?

Чем вызвано давление в жидкости?

От чего зависит давление в жидкости?

В чем заключается гидростатический парадокс?

Скажите закон Паскаля?

А кто скажет формулу для расчета давления жидкости?

Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности, назыв. давлением.

За единицу измерения давления принимается такое давление, которое производит сила в 1Н, действующая на поверхность площадью 1 м² перпендикулярно этой поверхности.

В направлении действия силы.

Вызывается ударами молекул газа о стенки сосуда.

Зависит от объема и температуры.

Весом жидкости.

От плотности жидкости и высоты столба жидкости.

Давление жидкости не зависит от формы и площади сосуда.

Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.

p=pgh

IV

Изучение нового материала

Ребята откройте тетради и запишите сегодняшнее число и тему урока.

Мы вспомнили, что газы и твердые тела создают давление, значит воздух это газ следовательно воздух тоже создает давление.

Проведем опыт: стакан наполненный водой до краев накроем листом бумаги, придерживая перевернем, осторожно уберем руку.

Вода не выливается почему?

Со стороны жидкости производится давление, т.е. она действует с некоторой силой на этот листочек, он не падает. Значит есть некоторая сила которая противодействует это и будет сила давления воздуха.

На воздух как и на всякое тело находящееся на Земле, действует сила тяжести, и , следовательно воздух обладает весом.

Как можно определить вес воздуха? По какой формуле найдем вес воздуха?

Вес воздуха легко вычислить зная его массу.

Убедимся в этом на опыте:

Возьмем воздушный шарик, весы и гирьки. Как с помощью этих приборов можно найти вес воздуха?

Да, давайте взвесим 2 шарика, один будет наполненный воздухом, а другой без воздуха и уравновесим их по отдельности на весах. Как вы думаете их массы будут равны или разные? Взвесим шарик с воздухом. Получили массу шарика с воздухом. Запишите. Учтите, что резинка на шарике тоже имеет вес равный 350 мг. Теперь взвесим шарик без воздуха и запишем его массу. Как вы думаете, как можно вычислить массу воздуха? Правильно, а как мы найдем вес воздуха?

Правильно.

Опытами установлено, что при температуре 0 ⁰с и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объемом 1 м³равна 1,29 кг. Вычислим вес этого воздуха:P=mg;P=9,8 н/кг *1,29 кг =13н.

Ребята как называется воздушная оболочка Земли?

Как вы думаете из каких слов состоит название атмосферы?

Воздух это какое состояние?

Из чего состоит газ?

Сила гравитации притягивает атмосферу к земле.

Почему молекулы газа не покидают Землю?

Молекулы не покидают атмосферу потому что притяжение Земли и их скорости недостаточно чтобы они преодолели это притяжение. Чтобы преодолеть силу притяжения Земли молекулы должны обладать V1=7,9 км/с –первая космическая скорость.

Атмосфера состоит из нескольких слоев, какие вы знаете?

Какие слои более сжаты верхние или нижние?

Почему нижние более сжаты?

Верхние слои атмосферы сжимают нижние, а те в свою очередь давят на те что лежат под ними, так и возникает атмосферное давление. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к земле, сжат больше всего.

Мы сидим в здании, оказывает ли на нас атмосфера давление?

Воздух оказывает давление на земную поверхность и тела, находящиеся на ней -атмосферное давление

Впервые доказал существование атмосферного давления Эванджелисто Торричелли.

У нас есть формула расчета давления жидкости p=pgh можем ли мы её применить для расчета атмосферного давления?

Правильно.

Не можем p=pgh

1)с высотой плотность воздуха уменьшаетсяp↓

2) не известна точно высота атмосферы h

Высота меняется, точной границы атмосферы нет.

(по формуле p=F/S тоже не можем не известно какая сила – сила веса, мы не можем определить вес атмосферы, мы знаем только примерные границы, точных не знаем).

Во Флоренции строили всасывающие насосы, состоящие из вертикальной трубы внутри которой поршень и при подъеме поршня вверх за ним поднимается вода. При помощи них хотели поднимать воду на большую высоту, насосы отказывались это делать. Обратившись к Галилею, он выяснил, что насосы исправны они не могут поднять воду выше =10м. После его смерти эти исследования продолжил его ученик Торричелли. Он занялся изучением явления поднятия воды за поршнем в трубе насоса.

Опыт Торричелли

Он взял стеклянную трубку длиной 1 м запаянного с одного конца заполнил ртутью и плотно заткнув отверстие трубки перевернул и опустил в чашу с ртутью, если теперь открыть под ртутью конец трубки, часть ртути вылилась, но из-за дня в день её уровень оставался приблизительно на одной и той же высоте. Столб ртути установился на высоте 760 мм, а над поверхностью ртути в трубке образуется безвоздушное пространство. Почему ртуть не выливается?

На свободную поверхность ртути в чаше действует атмосферное давление которое согласно з-н Паскаля передается в трубку, а т.к. ртуть находится в равновесии, значит атмосферное давление равно давлению которое создается весом столба ртути в трубке.

После просмотра видео этого опыта:

Какое вещество использовали?

Какой высоты столб?

Как назвали безвоздушное пространство в трубке?

Атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке, измерив высоту столба ртути можно рассчитать давление, которое производит ртуть оно и будет равно атмосферному.

Атмосф. давление можно измерять высотой ртутного столба, т.е. когда говорят что давление равно 760 мм.рт.ст. это значит что воздух производит такое же давление, что и столб ртути высотой 760 мм. Итак ребята, если атмосф. давление равно 750 мм.рт.ст, то что это значит?

Нормальное атмосф. давление на уровне моря равно 760 мм.рт.ст. Оно может увеличиваться и уменьшаться эти изменения как правило связаны с изменением погоды.

Если атм.давление уменьшается то столб ртути в трубке Торричелли понизится и наоборот.

За единицу измерения атм.давления принимают 1 мм.рт.ст.

Найдем соотношение между этой единицей измерения и известной нам единицей измерения давления Па.

P_рт.ст=p_ртgh

P_рт.ст=13600кг/м³ 9,8 н/кг 0,001м=

=133,3 Па.

Переведем нормальное атмосферное давление

P_{атм.давл.}=760 мм.рт.ст.=133,3 * 760= =101 308Па =100кПа;

Давайте переведем 100 мм.рт.ст =

Ребята, а почему вместо ртути нельзя использовать воду, ведь она доступнее, безопаснее?

Чем ребята вода и ртуть отличаются?

Да, плотность ртути больше плотности воды в 13,6 раза, тогда придется изготовить трубку длиной 13,6 метров, что соответствует высоте 4-х этажного дома.

На себе мы не ощущаем атмосферное давление, но оно велико, чтобы убедиться в этом посмотрим видео опыта:

Опыт Отто Герике в 1654 г. в г. Магдебурге

(магдебургские полушария видео)

Почему полушария сначало не получилось разорвать?

Почему тогда в конце они рассоединились?

Для измерения атмосферного давления существуют жидкостный и металлический барометры, устройство одного из них представлено на демонстрационном столе.

Жидкостный - это ртутный барометр.

Металлический – это барометр-анероид.

Зарисуйте.

Давайте изучим прибор по ОП. Записывайте.

План изучения физического прибора (технической установки)

Назначение прибора.

Основные части прибора и их назначение.

Принцип действия прибора (какие явления, законы их протекания положены в основу работы прибора; взаимодействие основных элементов в его устройстве, последовательность физических процессов, определяющих данное взаимодействие).

Правила пользования прибором (и правила измерения для измерительных приборов). Техника безопасности в работе с прибором.

Область применения прибора.

Устройство барометра-анероида(видео):

Гл. его часть- металлическая коробочка(1) с волнистой поверхностью. Из нее выкачан воздух, чтобы атм.давление не раздавило коробочку её крышку пружиной(2)оттягивают вверх. При увеличение атм.давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину. При уменьшении атм.давления пружина выпрямляет крышку. К пружине с помощью передаточного механизма(3) прикреплена стрелка-указатель(4), которая передвигается вправо или влево при изменении давления. Шкала деления нанесена по показаниям ртутного барометра.

Почему металлическая коробка волнистая?

Посмотрим на видео его устройство и принцип действия, которое подробно нам расскажет о барометрах-анероидах.

В каких единицах измерения проградуированы шкалы?

Правила пользования прибором: не трясти; когда производятся измерения, прибор должен находиться на ровной горизонтальной поверхности. Прибор необходим для метеорологических наблюдений, для предсказания погоды.

Давайте вспомним, как определяется цена деления прибора. Ребята, кто может рассказать?

Правильно.

Сейчас двое учеников выйдут к доске и определят цену деления барометра-анероида. Первый определяет цену деления верхней шкалы, а второй – нижней шкалы.

Запишите пожалуйста.

Как вы думаете, какие достоинства и недостатки есть у барометров?

Как вы думаете используется ли атмосферное давление в технике?

Всасывание горючей смеси в цилиндр двигателя внутреннего сгорания, поршневой жидкостный насос.

На каждые 10-12м. высоты атм.давление уменьшается на 1 мм.рт.ст.

Тела стремятся в область пониженного давления.

Почему мы не ощущаем атмосферное давление ведь оно велико?

Потому что давление распределяется равномерно по всей поверхности тела и внешнее давление уравновешивается внутренним давлением воздуха наполняющего наши органы.

(организм человека и большинства представителей фауны приспособлен к наличию атм.давления и только при нем он может нормально функционировать).

Задачи:

Как вы думаете как пьет слон?

Упр.21

2) Опыт с Магдебургскими полушариями.

Вычислить силу, сжимающую полушария, если считать что она действует на площадь, равную 2800 см², а атм.давление равно 760 мм.рт.ст.

Дети записывают: «Атмосферное давление»

Pвоздуха > либо = Р столба воды в стакане

Воду удерживает давление воздуха, которое по закону Паскаля распространяется во все стороны одинаково, значит и вверх тоже.

взвесить воздух,

взвесить шарик с воздухом и без,

найти массу и подставить, найти вес

разные

записывают

Надо найти разность этих двух масс. Подставим в формулу и найдем вес воздуха.

Атмосферой

(от греческого)

атмос-пар, воздух; сфера-шар

газообразное

из молекул

из-за притяжения Земли

Экзосфера Тропосфера Термосфера

Стратосфера

Нижние

Потому что давят верхние, и это давление по з-н Паскаля передаётся в любую точку без изменений во всех направлениях.

Да

Нет, мы знаем примерные границы атмосферы точных не знаем и с высотой плотность воздуха уменьшается p

(записывают)

Зарисовывают опыт и записывают название

Установилось равновесие силы тяжести ртути в трубке и силы давления атмосферы или давление столба ртути уравновешивается атмосферным.

Ртуть

760 мм.рт.ст.

Торричелливой пустотой

Один из учеников проговаривает:

это значит что воздух производит такое же давление, что и столб ртути высотой 750 мм.

Записывают:

1мм.рт.ст.=133,3 Па

760мм.рт.ст=100кПа

=13330 Па

У них плотности разные, у ртути плотность больше плотности воды

Записывают название опыта

(Смотрят видео)

Внутри воздух выкачали там разряженный воздух снаружи на полушария действует атм.давление.

Попал воздух, давления выровнялись.

Записывают.

Зарисовывают.

Записывают.

Потому, что площадь больше.

Смотрят видеосюжет

Имеется две шкалы измерения. Нижняя шкала проградуирована в мм.рт.ст, а верхняя в гПа.

Чтобы определить цену деления, необходимо из правого показания b вычесть показания слева a и разделить на число делений, т.е.

1), нижняя шкала проградуирована в мм.рт.ст, поэтому цена деления этой шкалы равна 1 мм.рт.ст.

2), верхняя шкала проградуирована в Паскалях, поэтому цена деления этой шкалы 1 Па.

Дети записывают в тетрадях. Записывают:

Барометр-анероид

- не содержит ртути

-точность ниже

-компактный

Ртутный барометр

-более точный

-большой и хрупкий

-пары ртути опасны

Да, присоски, шприцы, больным ставят банки (записывают).

Мы дышим внутрь нас воздух тоже попадает значит давления уравновешиваются снаружи и внутри.

Слон с помощью хобота засасывает воду, внутри хобота у него образуется пониженное давления из-за разряженного воздуха, а снаружи на воду действует атмосферное и оно много больше, вода как и любое тело стремится в область пониженного давления.

Р_атм=760мм.рт.ст.=100кПа;

S=2800см²=0,28м²;

F=?

P=F/S F=P*S=100 000*0,28н_*м²/м²= =28 000Н=28кН.

V

Предъявление домашнего задания

Домашнее задание: вам надо повторить§40, §41, §42, §43, §44, попробовать дома провести опыт со стаканом представленном на уроке, ответить на вопросы после параграфа.

Записывают домашнее задание.

VI

Заключительное слово

Подведем итоги что вы сегодня узнали:

Молодцы.

У кого есть вопросы, можете подойти после урока или задать сейчас.

Всем спасибо, до свидания.

Узнали, что воздух тоже обладает массой, т.е. у него есть вес.

Землю окружает воздушная оболочка земли-атмосфера.

Существует атмосферное давление.

Норм.атм.давление=760 мм.рт.ст.

1 мм.рт.ст.=133,3 Па

Опыты Торричелли и с Магдебургскими полушариями.

Атмосферное давление измеряют ртутным барометром и барометром-анероидом.