Конспект урока по физике в 7 классе «Атмосферное давление. Вес воздуха»

 

 

 

 

 

 

Конспект урока по физике

в 7 классе

 

«Атмосферное давление. Вес воздуха»

 

 

 

 

Учитель физики:

 Муртузов Эскендар     Джамалдинович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конспект открытого  урока по физике в 7 классе

по теме «Атмосферное давление. Вес воздуха»

 

Цели урока: : убедиться, что воздух имеет вес, выяснить почему существует воздушная оболочка Земли, опытным путем доказать существование атмосферного давления; расширение кругозора, развитие интереса к экспериментальной физике.

 Задачи:

– образовательные: 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.

Вид урока: комбинированный с компьютерной поддержкой и наглядными опытами

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления нового материала

Методы обучения: игра, беседа, объяснение - иллюстрация, информационно-компьютерный, фронтальный и демонстрационный эксперимент, дискуссия.

Приборы и материалы: компьютер, проектор, экран; приборы для демонстрации опытов, доказывающих существование атмосферного давления: сосуд с водой,  пустая бутылка,  пустой стакан,  шприц, вареное яйцо

Структура урока:

 

1.Организационная часть.

2. Повторение пройденного материала.

3. Изучение нового материала.

4. Проведение опытов.

5. Закрепление.

6. Домашнее задание.

 

 

ХОД УРОКА

I. Организационная часть.

Приветствие, проверка готовности к уроку, эмоционального настроя.

Здравствуйте, ребята! Достаньте, пожалуйста, ваши принадлежности, и подготовьтесь к уроку. Садитесь!

 

II. Повторение пройденного материала.

   Урок сегодня мы начнем сегодня с повторения пройденной темы. Итак, ответьте мне пожалуйста на следующие вопросы:  

1.     Закон Паскаля.

2.     Что называется давлением?

3.     Как определить давление?

4.     Что такое сообщающие сосуды?

5.     Примеры сообщающихся сосудов.

6.     Как располагаются поверхности однородной жидкости в сообщающихся сосудах?

7.     Как располагаются поверхности разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах?

Молодцы! Теперь приступим к изучению новой темы.

Тема: Вес воздуха. Атмосферное давление.

Цель урока прочитать. Убедимся, что воздух имеет вес, выясним почему существует воздушная оболочка Земли, опытным путем докажем существование атмосферного давления.

С  понятием «атмосфера» вы уже встречались на уроках географии.

Но мы с вами рассмотрим его с физической точки зрения, т.е. расширим знание об атмосфере, выясним, обладает ли воздух весом. А теперь приступаем к основной части урока. Открываем тетради, записываем сегодняшнее число и тему урока.

III.                      Изучение нового материала.

Самый важный для нас газ – это воздух.

      Воздух представляет собой смесь целого ряда газов (азота, кислорода, аргона, углекислого газа, пара воды и других газов). На воздух, как и на все тела, действует сила тяжести, а значит, обладает весом. Для определения веса воздуха необходимо знать его массу. Рассмотрим опыт, который, во-первых, наглядно продемонстрирует, что воздух обладает массой, а, во-вторых, поможет ее определить.

 

Опыт 1. Можно ли измерить массу воздуха в шаре? Как это сделать? Проведем виртуальный опыт со стеклянным шаром.

 

Учитель:   ЧТО ВИДИТЕ?    (ученик:  прочный стеклянный шар, весы, гири)

         ЧТО ДЕЛАЮТ? (выкачиваем насосом из него воздух и уравновешиваем на весах, затем, открываем зажим на резиновой трубке и впускаем в шар воздух)

         ЧТО ПРОИЗОШЛО? (равновесие весов нарушается)

         ЧТО ДЕЛАЕМ? (положим на другую чашу весов гири)

         ЧТО ПОЛУЧИЛИ? (масса гирек и масса воздуха равны)

Масса гирек   и будет равна массе воздуха в объеме шара.

Опытами установлено, что при температуре 0⁰С и нормальном атмосферном давлении (101300 Па – из курса географии вы уже знаете), масса воздуха объемом 1м³ равна 1,29 кг.

 P = mg = 1,29*9,8 = 13H (вес этого воздуха). Записываем в тетради.

Если в среднем поверхность человеческого тела составляет около 1,5 м2, то оказывается, что на каждого из нас воздух давит с силой около 15 т.

 О том, что Земля покрыта воздушной оболочкой под названием атмосфера, вы узнали на уроках географии.

Атмосфера – это воздушная оболочка, окружающая  Землю .(от греч.слов: атмос - пар, воздух и сфера-шар). (Записываем в тетради)

Кто-нибудь знает состав воздуха?

Ученики:     Состав  воздуха:      азота – 78%, кислорода – 21%, инертных газов – 0,94%, углекислого газа – 0,03%

---  Атмосфера условно делится на несколько слоёв, давай­те  же вспомним, что вам известно об  атмосфере из курса географии? Одинакова ли толщина атмосферы на разных высотах?   (ответы уч-ся)

Атмосферу условно делят на несколько слоев –тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу.

·     тропосфера – до 16 км;

·     стратосфера – до 50 км;

·     мезосфера – до 80 км;

·     термосфера – до 150 км;

·     экзосфера – 150км и выше преходящая в космическое пространство.

90% всей массы воздуха сосредоточена в тропосфере.

Постепенно атмосфера переходит в безвоздушное пространство, но четкой границы атмосферы не существует.

Под действием силы тяжести, верхние слои воздуха атмосферы, сжимают ее нижние слои. Воздушный слой, прилегающий непосредственно к Земле, сжат больше всего и, согласно закону Паскаля, передает производимое на него давление по всем направлениям. В результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха. Это давление называют атмосферным.  Существование атмосферного давления является причиной многих явлений, которые мы встречаем в жизни. Рассмотрим несколько примеров.

IV.                       Проведение опытов.

 

 ОПЫТ 2  -   «ПЕРЕВЕРНУТЫЙ СТАКАН». (Опыт будет показан в качестве видеоматериала на проекторе)

Наполним обыкновенный стакан до краев водой. Накроем его листком бумаги. Плотно прикрыв его рукой, перевернем бумагой вниз. Осторожно уберем руку, держа стакан за дно. Вода не выливается. Почему это происходит?

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

ОПЫТ 3 -  «ЯЙЦО В БУТЫЛКЕ».  Показывает учитель

   Надо загнать яйцо в бутылку не разрушая его. Пустую бутылку из-под молока или кефира  наполним кипяченой водой и через минуту выливаем, а на горлышко бутылки ставим очищенное вареное яйцо.  Через некоторое время очищенное яйцо опускается в бутылку. Так как яйцо опускается медленно, мы не будем ждать результатов, и я просто покажу вам, что

получится в результате.

 

Ответ учеников: Теплый воздух из бутылки выходит, расширяясь, а яйцо под действием атмосферного давления проникает в бутылку.

 

Ребята, вот мы выяснили с вами, что существует атмосферное давление, которое давит на все предметы, а значит и на нас с Вами, да? А вы чувствуете это? Нет!

-         Поводим плечами, что вы ощущаете? Сложим ладошки лодочкой, что чувствуете? (ничего). Но воздух давит нас с огромной силой, на среднего по размерам человека со стороны атмосферного давления действует сила давления около 150 000 Н.

- Почему мы не ощущаем этого давления?

ученик: Мы справляемся с такой нагрузкой, т.к. внешнее атмосферное давление уравновешивается давлением жидкости внутри нашего организма.

-Как  и все тела, молекулы газов, входящих в состав воздушной оболочки Земли, притягиваются к Земле.

 Но почему же тогда все они не упадут на поверхность Земли?  Каким образом сохраняется воздушная оболочка Земли?

-          Молекулы газов, составляющих атмосферу, находятся в непрерывном и беспорядочном движении. Но тогда возникает другой вопрос: почему эти молекулы не улетают в мировое пространство?

Для того чтобы совсем покинуть Землю, молекулы, как и космический корабль или ракета, должны  иметь очень большую скорость,  равную   11,2 км/с — вторая космическая скорость. Скорость большинства молекул воздушной оболочки земли значительно  меньше этой скорости.  Поэтому большинство молекул как бы  «парят» около Земли, образуя воздушную оболочку или атмосферу.

- Ребята, с высотой количество воздуха уменьшается или увеличивается?

Ответ: уменьшается.

- А раз его количество уменьшается, то сила, с которой он давит, тоже будет что делать?

Ответ: уменьшаться.

         Следовательно, с высотой атмосферное давление понижается.

V.   Закрепление.

Итак сделаем небольшой итог нашего урока:

1.     Как можно определить массу воздуха?

2.     Чему равен вес воздуха при температуре 0 градусов и объёмом 1м3?

3.     Почему молекулы газов, входящих в состав атмосферы, не падают на землю под действием силы тяжести?

4.     Какая скорость нужна была бы для молекул газов, входящих в состав атмосферы чтобы покинуть Землю?

5.     Как изменяется плотность атмосферы с увеличением высоты?

VI.                       Домашнее задание

   § 40-41 стр. 97-100

Большое спасибо, ребята, за совместную работу.

 

 

 

Дополнительный материал к уроку

 

Как мы пьем?

 

Неужели и над этим можно задуматься? Конечно. Мы приставляем стакан или ложку с жидкостью ко рту и «втягиваем» в себя их содержимое. Вот это-то простое «втягивание» жидкости, к которому мы так привыкли, и надо объяснить. Почему, в самом деле, жидкость устремляется к нам в рот? Что ее увлекает? Причина такова: при питье мы расширяем грудную клетку и тем разрежаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает в наш рот.

 

Наоборот, захватив губами горлышко бутылки, вы никакими усилиями не «втянете» из нее воду в рот, так как давление воздуха во рту и над водой одинаково.

 

Итак, строго говоря, мы пьем не только ртом, но и легкими; ведь расширение легких - причина того, что жидкость устремляется в наш рот.

 

Атмосферное давление в живой природе

–  Слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить. Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот.

– Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создаётся разрешение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле.

-Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующих глубокие «карманы». При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина карманов уве­личивается, давление в них уменьшается и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает присоску.

---  Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разреженное пространство. Перевес атмосферного давления в этом случае может достигать 1000 Н. на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разреженное пространство. Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.

Воздух лекарь.

При сильном кашле врач рекомендует больному банки. Если внести в банку горящую ватку, смоченную одеколоном, воздух в банке нагревается и частично выходит наружу, внутри образуется разрежение. В этот момент банку быстро прижимают к телу. Атмосферное давление вдавливает внутрь банки часть кожи с прилегающими к ней тканями. При этом создаётся усиленный приток крови к данному участку, что является важнейшим лечебным фактором. Когда банку снимают, то слышится характерный хлопок: это наружный воздух врывается в неё.

Стакан с водой.

В стакан налить на половину водой, закрыть открыткой и перевернуть. Вода не выливается. Почему? Очевидно, что сила тяжести уравновешена силой, которую создаёт атмосферное давление. 

Автоматическая поилка для птиц.

Автоматическая поилка для птиц состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце так, что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце. Почему вода не выливается из бутылки? Атмосферное давление удерживает воду в бутылке.

–   Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разреженное пространство. Перевес атмосферного давления в этом случае может достигать 1000 Н на площадь ноги взрослого человека. Одна ко копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разряженное пространство, Давление сверху и снизу копыта выравниваются, и нога вынимается без особого труда.