Разработка урока по физике "Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля" (7 класс)

Конспект урока по теме: Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля. Цели урока: Познакомить с законом Паскаля, расширить и углубить знания  учащихся по теме “Давление”, обсудить различие между твёрдыми телами, жидкостями и  газами; помочь учащимся осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений. 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.   Тип урока:  комбинированный урок Использование элементов педагогических технологий:  • исследовательской деятельности;  • критического мышления;  • игрового обучения;  • деятельностного подхода.  Оборудование: карточки с тестовыми заданиями, ИКТ, плакат, портрет Блез  Паскаля, шар Паскаля, 2 воздушных шара, шприцы, мячики,картон, электронный  учебник “Кирилл и Мефодий. Физика 7­11 класс”. План урока.  1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Орг.момент ­ 1 мин. Актуализация знаний – 6 мин. Мотивация и целеполагание ­ 5 мин. Этап получения нового знания ­ 15 мин. Физкультминутка – 2 мин. Закрепление учебного материала ­ 15 мин. Информация о домашнем задании ­ 2 мин. Подведение итогов ­ 4 мин. Ход урока. 1.Орг. момент. 2. Актуализация знаний. 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. У вас на партах лежат карточки с заданиями в тестовой форме для проверки ваших знаний по предыдущему уроку. Возьмите рабочие тетради и запишите число.  Классная работа. Тесты. (На доске) Время на выполнение теста 3 минуты. Выберите и запишите тот вариант ответа, который вы считаете верным. А в 3­ем задании напишите да или нет. Тесты по теме “Давление газа”. 1. При неизменной массе с уменьшением объёма газа его давление а) не изменяется; б) увеличивается; в) уменьшается. 2. Как изменится давление газа, если его нагреть при постоянном объёме? а) не изменится; 3. Резиновый мяч, сжав руками, деформировали. Изменились ли при этом:  масса –  б) станет больше; в) станет меньше. вес – объём –  плотность – давление – воздуха в нём? (Написать да или нет.) 4. Газ, находящийся в сосуде, оказывает на левую стенку давление, равное 300 Па.  Какое давление производит газ на нижнюю, верхнюю и правую стенки сосуда? а) на нижнюю 400 Па, на верхнюю 300 Па, на правую 200 Па; б) на нижнюю 300 Па, на верхнюю 100 Па, на правую 400 Па; в) одинаковое по всем направлениям. 5. Главной причиной давления газа на стенки сосуда является а) удары молекул газа о стенки сосуда; б) мало взаимное притяжение молекул газов; в) очень малые размеры молекул газов. Учитель:  ­ Готовы! Все молодцы! Поменяйтесь тетрадями и проверьте ответы друг друга. Ответы на экране. У кого все ответы правильные, поставьте оценку “5”, у кого один или два неверных ответа, поставьте – “4”, у кого больше двух неверных ответа – “3”, и т. д. Все справились.  3.Мотивация и целеполагание. Учитель: Ребята, на этом уроке мы с вами  попробуем создать теорию, объясняющую одно из явлений природы. Вам (нам) придется  побыть в роли не только исследователей, но и теоретиков, которые дают определение  понятиям, делают выводы. Именно так создаются научные теории.  В руках учителя надутый воздушный шарик.  ­ Что же будет объектом нашего изучения? (воздух) ­ Чем ещё кроме воздуха можно заполнить воздушный шарик? (гелием) Учитель: Таким образом, приходим к выводу, что речь пойдет не только о воздухе, но о  газах вообще.  Учитель предлагает ученикам сжать шарик .  ­ Что вам мешает при сжатии? Что действует на оболочку шарика?  После вариантов ответов, обобщаем: газ давит на оболочку, т.е. создаёт давление.  Изучение давления газа ­ это и будет нашей задачей. Итак, сегодня на уроке мы будем  создавать теорию, объясняющую давление газа.            4.Основной этап .Учитель. Сравним, как будут оказывать давление на стенки  твердые тела, жидкости и газ. Проводится   эксперимент   1. Перед   классом   два   ученика   с   шариками.   В   один   из шариков   наливаем   воду,   во   второй   ­   мелкие   твердые   предметы,   а   третий   ­   просто надуваем.  Учитель.   Есть   ли   отличие   в   оказании   давления?   Что   необычного?  (отличия есть ­ в случае давления твердых и жидких тел мы видим, что давит вниз из­за притяжения к Земле). Учитель. Но ведь и в газе молекулы ­ все они притягиваются к Земле. Значит,   а   что?  (Создание проблемной ситуации). 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.    определяющим   для   давления   газа   является   не   это, 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.  Для изучения явления часто используют модели. Модель ­ это упрощённый вариант  явления или объекта. В качестве модели используем подвешенную картонку ­ "стенку", в  которую бросают маленькие мячики, являющиеся моделями молекул.  Эксперимент 2. В подвижную "стенку" сначала один ученик ударяет маленьким мячиком.  "Стенка" отклоняется и возвращается. Затем два или три ученика быстро бросают мячики  так часто, что отклоненная стенка, подрагивая, остается на своем месте. 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. Учитель: ­   Что   же   мы   увидели?   (Жидкость   с   одинаковым   напором выходит из всех отверстий шара.) Учитель: ­ Какой можно сделать вывод из этого опыта? Итак, можно сделать вывод (промежуточный этап осмысления). И сейчас каждый на листочке   напишет,   почему   возникает   давление   газа. Зачитывают   написанные   ответы.  Учитель.   Замечательно   ­   без   учебника,   вы   сами   смогли   дать   определение.   Это   будет началом создания теории. Вывод: Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся без изменения в каждую точку объёма жидкости или газа. (Плакат). Учитель:  ­ Это   утверждение   называют   законом   Паскаля.   Найдите   этот   закон   в   учебниках, прочитайте и запишите в тетради. Закон   открыт   французским   физиком   и   математиком Блезом   Паскалем   (1623­1662),   который   открыл   и   исследовал ряд важных свойств жидкостей и газов. Опытами подтвердил существование атмосферного давления, открытого итальянским учёным Торричелли.  Блез Паскаль ­ французский математик и физик,   один   из   умов   XVII   столетия.   Отец   Паскаля,   Этьен, знаток математики и астрономии занимался его образованием. Чудо­ребёнок Блез с 12 лет начал заниматься наукой. Отец стал брать его на заседания научного кружка. Интеллект мальчика быстро   развивался   и   вскоре   он   на  равных   обсуждал   научные проблемы  с  крупными  учёными  своего  времени.  В 16  лет  он написал   замечательный   “Опыт   о   конических   сечениях”.   Он открыл   и   исследовал   ряд   важных   свойств   жидкостей   и   газов,   интересными   опытами доказал существование атмосферного давления. Его именем названа единица давления и популярный язык программирования. Открытия сделанные Блезом Паскалем 300­лет назад мы изучаем и сейчас. Мы изучили закон, но любой физический закон можно рассмотреть по следующему плану: План изучения физического закона 1. 2. 3. Математическая запись и словесная формулировка. Опытное подтверждение. Теория, объясняющая закон. Границы применимости. Практическая значимость закона и область его  применения. 4. 5. 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  (3­4 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. Учитель. Проведем ещё один эксперимент.  Каждому ученику раздаются шприцы (без иголки)  Учитель. Прикройте отверстие для вставки иглы пальцем. Вдвигая поршень, обнаружьте  увеличение давления. Ответьте на вопрос:  ­ В чем причина увеличения давления, ведь количество молекул осталось прежним,  температура не изменилась и молекулы те же самые? (Создание проблемной ситуации)  Ученики:  ­ уменьшается объём  ­ в каждую точку теперь попадает больше молекул и, получается, что они теперь чаще  ударяются.  Итак, происходит не только закрепление, но и более глубокое осмысление причин,  влияющих на давление газа. Видим одно ­ изменение объёма, ­ а в результате цепочки  мыслительных операций приходим к истокам этой зависимости (от концентрации).  Делаем вывод, что в закрытом сосуде при изменении объёма давление меняется потому,  что на единичную площадку приходится большее или меньшее количество ударов. Поэтому лучше сказать, что давление меняется в зависимости от сжатия газа.   Физкультминутка. 5. Учитель:  ­ Давайте сделаем так, чтобы давление на стул уменьшилось.  Встали. Постоим на одной ноге, на другой. Встали на цыпочки, потянулись. Как изменилось давление на пол? Молодцы! Садитесь. 6. Закрепление учебного материала . Работа в группах. Учитель: ­ Ребята, вы сами хотите проделать опыты? ( Да.) Учитель: ­   Давайте,   выполним   работу   в   группах   по   4   человека.   Я   вам   раздам   задания   и оборудование для выполнения работы. Внимательно прочитайте задание и запишите ваше предположение,   сделайте   эксперимент   и   вывод.   Затем   один   представитель   из   каждой группы прочитает задание, продемонстрирует опыт и сделает вывод. № 1. По рисунку и на опыте объясните передачу давления твёрдым, сыпучим телами и  жидкостью. Изобразите стрелками, как передаётся давление.  № 2. Объясните явление, пользуясь законом Паскаля. Как изменится наблюдаемое явление, если увеличить сжатие? № 3. Если выстрелить из мелкокалиберной винтовки в вареное яйцо, то в яйце образуется  отверстие. Если же выстрелить в сырое яйцо, оно разлетится. Как объяснить это явление? Ответ: При выстреле из мелкокалиберной винтовки в варёном яйце образуется отверстие,  так как давление пули в этом яйце передаётся лишь по направлению её движения. Сырое яйцо разбивается пулей вдребезги, так как давление пули в жидкости, согласно закону  Паскаля, передаётся одинаково по всем направлениям. № 4. Сосуд плотно закрыт пробкой, в которую вставлены две трубки так, как показано на  рисунке. Если подуть в трубку а, то вода через трубку б выливается из сосуда. Будет ли  вытекать вода из трубки а, если подуть в трубку б? (Нет.) № 5. Накачайте камеру от детского велосипеда. И объясните явление, пользуясь законом  Паскаля. № 6. Два цилиндра с подвижными поршнями и кислородом внутри помещены в камеру, воздух в  которую можно накачивать или наоборот, откачивать. Что будет происходить при  откачивании воздуха из камеры? Отчёты групп.  Нахождение общего характера. Повторение вывода. Использование в технике сжатых газов. Пневматические машины и инструменты, отбойный молоток, пескоструйные аппараты (для очистки и окраски стен), пневматический тормоз,  домкрат, гидравлический пресс, сжатым воздухом открывают двери вагонов поездов метро и троллейбусов. (Плакат).  7. Домашнее задание.  1) § 36. (Выучить закон Паскаля) 2) Упр. 14 № 2. 3) Задание 7. 8. Подведение итогов. ­ Что было изучено сегодня на уроке? ­ Как передают давление жидкости и газы? ­ Объясните, на основе знаний о молекулах, почему жидкости и газы передают давление во  все стороны одинаково. ­ Как читается закон Паскаля? ­ На каком опыте можно показать особенности передачи давления жидкостями? ­ Что вам больше понравилось? Выставление оценок за урок. Закрытый тест 1. Давление газа создаётся ______________________________________ _______________________________________________________________. 2. Давление газа зависит от: _________________ ____________________ ______________________________________________________________ ( В закрытом сосуде) 3. Если температура газа повысится, то увеличится ______________________, следовательно, увеличится число __________________________________, поэтому давление газа ________________________________. 4. Если газ сжимают, то его объём ______________________, следовательно, увеличится ________________________ на единичную площадку, поэтому давление газа _____________________. Открытый тест 1) От чего зависит давление газа? ≤ от числа молекул ≤ от температуры газа ≤ от формы сосуда, в котором находится газ 2) При уменьшении объёма сосуда, в котором находится газ, давление… ≤ уменьшится ≤ не изменится ≤ увеличится 3) Что происходит с молекулами газа при уменьшении объёма сосуда, в котором находится газ? ≤ молекулы начинают быстрее двигаться ≤ молекулы начинают медленнее двигаться ≤ среднее расстояние между молекулами газа уменьшается ≤ среднее расстояние между молекулами газа увеличивается 4) Что происходит с молекулами газа при уменьшении температуры? ≤ молекулы начинают быстрее двигаться ≤ молекулы начинают медленнее двигаться ≤ среднее расстояние между молекулами газа уменьшается ≤ среднее расстояние между молекулами газа увеличивается