Разработка урока по теме "Вес воздуха. Атмосферное давление" (7 класс, физика)

Урок физики в 7 классе  Тема урока: «Вес воздуха. Атмосферное давление». Цели урока: Образовательные: ­  дать  определение  атмосферного  давления; ­  рассмотреть  причины,  создающие  атмосферное  давление; ­ экспериментально доказать его наличие. Воспитательные:  ­ продолжить  формирование  познавательных  интересов   учащихся;  ­ продолжить  формирование  стремления  школьников  к  глубокому   усвоению  теоретических  знаний. Развивающие:   ­ продолжить  формирования  умений  сравнивать,  анализировать,   делать  выводы;  ­ использовать  проблемно­поисковый  метод  изучения  нового   материала;  ­ научиться  применять  имеющиеся  знания  в  проблемных  ситуациях. Тип урока: урок изучения нового материала. Методы урока: постановка учебной проблемы, частично­поисковый,  словесно­наглядный. Форма организации занятия: беседа, экспериментальная работа,  индивидуальная работа. Оборудование: компьютер, проектор, экран; приборы для демонстрации  опытов, доказывающих существование атмосферного давления: стакан с  водой, лист бумаги, два одинаковых воздушных шара; оборудование для  фронтального эксперимента: медицинские шприцы, стаканы с водой. Этапы урока:  1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. организационный этап – 2 мин.  актуализация познавательной деятельности­ 3 мин. постановка учебной проблемы и ее обсуждение – 10 мин.  проведение демонстрационных экспериментов – 15 мин.  закрепление­ 5 мин. итог урока – 3 мин.  рефлексия – 2 мин.  Ход урока. 1 этап. Учитель: Здравствуйте, ребята! Я очень рада вас видеть, и я верю, что  урок у нас пройдет великолепно, настроение у нас будет прекрасным, и мы с  вами получим много новых знаний. Я буду рада услышать ваши ответы,  только давайте договоримся, что сигналом к готовности к ответу будет ваша  поднятая рука, а не выкрики с места. 2 этап. (Слайд 1) Знаете, наверное,  каждый урок можно представить как  сундук со знаниями, которые мы получаем. И вот перед вами такой сундук, но пока он закрыт. К сожалению, ключ от замка я уронила в неизвестную  жидкость и не знаю, как его достать. Надеюсь, в конце урока вы мне  поможете это сделать. А начнем мы наш сегодняшний урок с загадки,  отгадав которую, мы приоткроем тайну удивительного и важного  физического явления, которое является темой нашего урока. Попробуйте  догадаться, какого?    Есть ли дети одеяло,   Чтоб всю Землю укрывало?   Да притом не видно было?   Ни сложить, ни развернуть,    Ни пощупать, ни встряхнуть?    Пропускало б дождь и свет,    Есть, оно а вроде нет? (Ответы детей) (Слайд 2) Тема сегодняшнего урока: «Вес воздуха. Атмосферное  давление». Сегодня мы с вами узнаем, что такое атмосферное давление,  почему оно существует и как можно доказать его существование. 3 этап. Великий Аристотель считал, что воздух – это великое ничто. Как известно все гипотезы проверяются на опыте.  Давайте проверим   предположение Аристотеля.  Для эксперимента нам необходимо следующее оборудование: весы  рычажные и воздушные шарики. Сравним массы шариков вначале в не  надутом состоянии, а затем один из шариков надуем. [Опыт 1. Определение  массы воздуха.] Что произошло с равновесием? Почему? (Ответы учащихся) Мы лишний раз убедились в том, что физика начинается с опыта. Вывод: воздух имеет массу и на него действует сила тяжести. Известно, что 1м3  воздуха имеет массу 1,29 кг. Вы уже знакомились с атмосферой на уроках географии. Давайте  вспомним, что же такое атмосфера? (Ответы ребят) Древние греки думали, что окружающий нас воздух – это спарившаяся  вода, и назвали воздушную оболочку, окружающую планету – АТМОСФЕРОЙ (от греческих слов  (атмос – пар) и  (сфера – шар). Если глобус диаметром 35 см мысленно окружить слоем воздуха  толщиной 3 см, то получится модель, показывающая сравнительные размеры  Земли и атмосферы. Наша атмосфера имеет реально толщину более 1000 км.  Изучая географию, вы можете ответить и на следующий вопрос: Одинакова ли толщина атмосферы на разных высотах? Ученик: нет, различная. Атмосферу условно делят на несколько слоев –  тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу. (Слайд 3) Учитель: правильно, как показали полеты космических  кораблей, атмосфера на разных высотах различна. Давайте посмотрим на  слайд и определим границы условных слоев (дети по слайду определяют  толщину слоев)  90% всей массы воздуха сосредоточено в тропосфере. Ее толщина не  везде одинакова. В экваториальных широтах воздух сильно нагревается,  расширяется и увеличивается в объеме. В полярных широтах – наоборот.  Измерения показывают, что плотность воздуха быстро убывает с высотой, в  самых высоких слоях атмосфера постепенно переходит в безвоздушное  пространство. Таким образом, четкой границы атмосфера не имеет. А что такое воздух? Чем мы с вами дышим?  Ученик: воздух – это смесь газов.  Давайте определим какие газы входят в состав воздуха. (Работа со  слайдом)  (Слайд 4) Ученик: азота – 78%, кислорода – 21%, инертных газов –  0,94%, углекислого газа – 0,03%  На воздух, как и на всякое тело, находящееся на Земле, действует сила  тяжести, и, следовательно, воздух обладает весом. Возникает вопрос – почему же молекулы газов, входящих в состав воздуха, не падают на Землю?  Правильно, потому что они постоянно и беспорядочно движутся. А почему же тогда они не улетают в открытый космос? Да потому, что для того, чтобы  улететь в открытый космос, любое тело должно обладать скоростью не менее  11,2 км/с, которую называют вторая космическая скорость. Скорость  большинства молекул воздушной оболочки Земли значительно меньше этой  скорости. (Слайд 5) Вследствие действия силы тяжести, верхние слои воздуха,  подобно воде в океане, сжимают нижние слои, в результате этого земная  поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи  воздуха. Давление воздушной оболочки Земли на её поверхность и все тела  называют атмосферным давлением.  4 этап Ребята, вытяните руки вперед ладонями вверх. Что вы чувствуете? Вам  тяжело? А ведь на ваши ладони давит воздух, причем, масса этого воздуха  равна массе КАМАЗа, груженого кирпичом. То есть около 10 тонн! И никто  из вас этого не чувствует. Может, и нет тогда никакого атмосферного  давления?  А как же мы с вами можем убедиться в его существовании? Как  мы знаем, физика – наука экспериментальная, поэтому мы с вами сейчас  проведем несколько экспериментов, которые помогут нам убедиться в  реальности атмосферного давления. (Слайд 6) [Опыт 2. «Перевернутый стакан»]. Нальем в стакан воды, накроем  листом бумаги, прижмем рукой и перевернем. Уберем руку и видим, что  лист бумаги не падает. Почему? Ведь на лист оказывает давление  столбик воды. Ученик: сила давления воды направлена вниз, а ее уравновешивает  сила атмосферного давления, направленная вверх. Перед вами находятся стакан с водой и шприц, который иногда  используют при болезни. А ведь и в этом случае работает атмосферное  давление. Поместите в стакан шприц и потяните за поршень. Что происходит? Почему? (Объяснение опыта со шприцем: Торричелли считал, что природа  боится пустоты и поэтому вода заполняет шприц. Это объясняется тем, что на поверхность жидкости в сосуде, из которого мы наполняем шприц, действует  атмосферное давление. По закону Паскаля оно передается в любую точку  этой жидкости, в том числе и на жидкость в штуцере шприца, заставляя ее  заходить в шприц)  (Слайд 7) Но мы с вами не первые, кто опытным путем пытался доказать существование атмосферного давления. И одним из первых такой опыт  провел в 1654 году бургомистр немецкого города Магдебург Отто фон Герике с медными полушариями.  В славном городе Магдербурге Начинается показ Император сам приехал Посмотреть на этот раз. Герике поставил опыт Полушария он взял Выкачал оттуда воздух Растянуть их предлагал. Над ученым все смеялись, К знахарю его вели, Только сколько не старались, Отделить их не могли. Две упряжки прискакали, Стали в стороны тянуть, Еле­еле растащили Объясните: В чем тут суть? Давайте посмотрим как этот эксперимент проводит один известный  учитель физики, ведущий программы «Галилео» Александр Пушной (слайд 8) А сейчас мы попробуем этот опыт воспроизвести. [Опыт .  «Магдебургские полушария»] Учитель: для этого понадобится два стакана, огарок свечи, немного  газетной бумаги и ножницы. Почему это произошло?  Ученик: огонь нагрел воздух, содержащийся в нижнем стакане, воздух расширился, и часть его вышла из стакана. Когда мы медленно  приближали к первому стакану второй, содержащийся в нем воздух тоже нагрелся и часть его вышла наружу. Значит, когда оба стакана были  плотно придавлены один к другому, в них было меньше воздуха, чем до  начала опыта. После того как оставшиеся газы остыли, давление их уменьшилось, а атмосферное давление снаружи осталось неизменным.  Оно­то так плотно и придавило стаканы друг к другу, а точнее, разность  между атмосферным давлением и давлением газов внутри стаканов. Опыт с яйцом в бутылке (Для опыта нам понадобилось: ­ сваренное вкрутую и очищенное от скорлупы куриное яйцо среднего размера; ­ стеклянная бутылка с широким горлышком; ­ горячая вода Горячей   водой   мы   нагреваем   воздух   в   бутылке,   который   при   этом расширяется. Это означает, что часть воздуха выходит из бутылки. После того как мы прогреем бутылку и выльем из нее кипяток, воздух начнет остывать и сжиматься. Мы сразу же затыкаем яйцом отверстие бутылки и не даем тем самым   воздуху   снаружи   занять   свободное   место   в   бутылке,   которое образуется при сжатии воздуха. Поэтому давление внутри бутылки станет меньше давления снаружи. Превосходящее наружное давление втолкнет яйцо в бутылку, оно плюхнется на дно.) Ну что ж, теперь, я думаю, все убеждены в существовании   атмосферного   давления?   Вот   мы   и   достигли   третьей   цели нашего урока. (Слайд 9) Физминутка Очень физику мы любим – шею влево, вправо крутим. Воздух – это атмосфера. Это правда, топай смело. В атмосфере есть азот – делай вправо поворот. Также есть и кислород – делай влево поворот. Воздух массой обладает, и присесть нам предлагает. 5 этап. А теперь мы с вами напишем заметку в научно­популярный журнал. Вам  нужно просто вставить в ней недостающие слова (Слайд 10) «КАК МЫ …………» « При вдохе диафрагма увеличивает объем легких. Давление воздуха в  легких ………. Оно становится ……, чем атмосферное. Атмосферный воздух  проникает в легкие. Когда диафрагма сжимает легкие, объем легких …….  Поэтому давление воздуха в легких ………….. Оно становится  …………………., чем атмосферное. Атмосферный воздух выходит наружу». ( дышим, уменьшается,, меньше, уменьшается, увеличивается, больше) Я думаю, теперь мы готовы достать ключ. Опыт «Сухим из воды».  (Достаю коробочку сока с трубочкой ) Какое отношение имеет этот предмет к теме сегодняшнего урока? (Пьем через трубочку благодаря атмосферному  давлению) Работа по слайдам 11 и 12 6 этап. Для этого восстановите предложения, заполнив строки: 1. Вокруг Земли существует ______, которая удерживается благодаря  ______. 2. Воздух имеет ___ и давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней тела. 3. С увеличением высоты плотность атмосферы ___________ и давление  _________. А теперь еще раз обратимся к вашим личным карточкам. Внизу карточки  нарисован ваш личный сундучок со знаниями , которые вы сегодня унесете с  урока. Пожалуйста, закрасьте этот сундучок  настолько, насколько, по  вашему мнению, вы поняли материал сегодняшнего урока. (Пока дети  закрашивают, раздаю сок) 7 Этап И еще: Давайте теперь те, кому урок понравился, сделают так (руки  вверх) , кому не очень понравился – так (головы вниз), а те, кому совсем не  понравился – вот так (закрыть лицо руками). (Слайд 13) Очень рада, что вам понравился наш урок. Спасибо за работу. Молодцы!