«Давление в жидкости и газе. Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда»

Время

Действия учителя

Действия обучающихся

9.50-9.52

Организационный момент. Приветствие. Напоминание своего ФИО. Проверка отсутствующих в классе

Приветствуют учителя, занимают свои места.

9.52-9.55

Подготовка к усвоению нового материала.

Тема сегодняшнего урока: «Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда». Запишите тему в тетрадь.

Записывают в тетрадь тему урока «Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда»

9.55-10.05

Актуализация опорных знаний учащихся.

Но прежде чем продолжить изучение темы, давайте вспомним ранее изученный материал и ответим на следующие вопросы.

1.      Что такое давление?

2.      Кто-нибудь может написать формулу нахождения давления?

3.      Единица измерения давления?

4.      Закон Паскаля.

5.      Существует ли давление внутри жидкости?

Отвечают на вопросы:

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

2.p=F/S

3. [H/м²] = [Па]

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

5.Да

10.05-10.22

Продолжение изучения темы. Вывод расчетной формулы.

Сегодня мы продолжим изучение раздела физики «Давление твердых тел, жидкостей и газов». Путем математических преобразований и логический рассуждений мы с вами вместе постараемся вывести формулу для расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда. Но какую же форму сосуда нам выдрать для расчета нашей формулы. Я предлагаю взять форму прямоугольного параллепипеда. Итак, прямоугольный параллепипед. Мы заполним сосуд жидкостью. Как рассчитать давление на дно этого сосуда? Мы с вами можем воспользоваться формулой для расчета давления p=F/S (чтобы рассчитать давление нужно силу, с которой действует тело разделить на площадь, на которую действует сила. Только вместо F мы будем писать P, потому что сила, с которой жидкость действует на дно сосуда, это вес жидкости. Вес жидкости можно рассчитать с помощью формулы P=m*g (массу необходимо умножить на ускорение свободного падения). А для того, чтобы рассчитать массу (m) жидкости m=ρ*V, которая поместится в наш с вами сосуд, нам необходимо знать ее плотность и объем. Для того чтобы рассчитать объем (V) прямоугольного параллепипеда нужно знать площадь дна (S) и высоту(h), эти величины нам изначально известны. Итак, для расчета давления нам необходим вес жидкости (P), чтобы рассчитать вес, нам необходимо изначально узнать массу жидкости (m) и для того, чтобы рассчитать массу жидкости нам необходимо изначально рассчитать объем (V). Если все эти расчетные величины мы с вами подставим в нашу формулу, то получим вот такое выражение p=(ρ*S*h*g)/S. Как вы видите в числители и знаменатели расположены одинаковые величины (площадь дна сосуда, S). Одинаковые множители в числители и знаменатели мы имеем право сокращать. Если сократить эти величины, то получится конечная расчетная формула p=ρgh. Мы получили формулу для расчета давления жидкости на дно сосуда. Из этой формулы видно, что давление жидкости на дно сосуда зависит только от плотности и высоты столба жидкости.

Но ведь эта формула позволит рассчитать давление на дно сосуда. Как же быть в том случаи, если необходимо рассчитать давление на стенку сосуда? Необходимо вспомнить предыдущее занятие. Где вы говорили о том, что давление на одном и том же уровне одинаково во всех направлениях. А значит, мы с вами сможем использовать ту же самую формулу. Давайте рассмотрим несколько примеров. На рисунке два сосуда: в одном находится вода, а в другом – подсолнечное масло. Как вы видите уровень жидкости в обоих сосудах одинаков, а сами, жидкости различны. Скажите пожалуйста, одинаково ли сейчас давление на дно этих сосудов оказывают жидкости? (Безусловно, нет. Вернемся к нашей формуле, в ней мы с вами увидим величину плотность жидкости и если плотность этих жидкостей различны, то и давление оказываемое на дно сосуда будет различно). Рассмотрим следующий пример. На данном рисунки три сосуда различной форы они заполнены одной и той же жидкостью, до одного и того же уровня. Скажите, а сейчас, как вы думаете, давление на дно этих сосудов одинаково или различно? (Давление жидкости на дно этих сосудов одинаково. Ведь в формуле нет никакого упоминания о форме сосуда и площади дна этого сосуда, а знати форма и площадь дна наших сосудов может быть различна). При расчете давления по формуле p=ρgh надо плотность выражать в [кг/м³], а h – [м], g=9.8 H/кг, тогда давление будет выражено в паскалях [Па].

Наблюдают, отвечают на вопросы, делают записи в тетради.

10.22-10.34

Закрепление полученных знаний.

Ответьте на вопросы:

1.      От каких величин и как зависит давление в жидкости на дно сосуда?

2.      По какой формуле рассчитывается давление жидкости на стенки сосуда?

3.      Единицы измерения давления?

4.      Почему на одной и той же глубине давление воды в море больше, чем в реке?

А теперь давайте используем наши знания на практике и решим несколько задач.

Пример: Определите давление нефти на дно цистерны, если высота столба нефти 10 м, а ее плотность 800 кг/м³.

№1. Какое давление на дно сосуда оказывает слой керосина высотой 0,5 м?

№2. Водолаз в жестком скафандре может погружаться на глубину 250 м. Определите давление воды в море на этой глубине.

№3. Определите высоту водонапорной башни, если манометр, установленный у основания, показывает давление равное 50 кПа?

Отвечают на вопросы, делают записи в тетради. Решают задачи у доски и на местах.

10.34-10.35

Домашнее задание.

·         Параграф 40. Рубрика: Это любопытно…

·         Упражнение 17. №1, №2.

Записывают домашнего задания в дневник.

Дано:

h = 10 м

ρ = 800

Решение:

p = ρgh

p = 800 * 9.8 * 10 м = 80 000 Па = 80 кПа

Ответ: p = 80 кПа

p - ?

Дано:

h = 0.5 м

ρ = 800

Решение:

p = ρgh

p = 800 * 9.8 * 0.5 м = 3920 Па

Ответ: p = 3920 Па

 p – ?

Дано:

h = 250 м

ρ = 1030

Решение:

p = ρgh

p = 1030 * 9.8 * 250 м = 2523500 Па = 2523,5 кПа

Ответ: p = 2523,5 кПа

p - ?

Дано:

p = 50 кПа

ρ = 1000

Решение:

1 кПа = 1000 Па

p = ρgh

h=p/(ρ*g)

h = 50 000 Па / (1000  * 9.8  ) = 5.1 м

Ответ: h = 5.1 м

h - ?