Урок по физике на тему "Давление. Единицы измерения давления"

 

 

 

 

 

 

 

 

План – конспект урока:

на тему: «Давление. Единицы давления.»

 

7 класс.

                      

                       Учитель физики МАОУ лицей №4 ТМОЛ

   Миленин Юрий Викторович

                                                                                                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                         Г.Таганрог, 2021г

 

Тема урока: «Давление. Единицы давления.»

Цель урока: Ввести новую физическую величину «давление»; определить способ его нахождения; показать учащимся значение, которое имеет давление одного тела на другое в природе, быту и технике; обосновывать необходимость увеличения или уменьшения давления.

Задачи урока:

Образовательные: Формирование представления учащихся о давлении, осмысление его практической  значимости и полезности приобретаемых знаний и умений.

Развивающая: Развитие аналитического мышления и творческой самостоятельности учащихся.

Воспитательная: Расширение кругозора учащихся; создание условий для повышения интереса к предмету на основе изучаемого материала.

Тип урока – Изучение нового материала.

Методы обучения – Беседа, объяснительно-иллюстративный.

Оборудование: Компьютер с мультимедийным проектором; учебник “Физика, 7 класс”; УМК А.В.Перышкина; оборудование, позволяющее демонстрировать давление ; план-конспект урока; презентация к уроку.

Структура  урока.

Содержание	Методы и приёмы
I. Организационный момент. II.Повторение. Ш.Актуализация знаний. IV. Изучение нового материала.   V.Закрепление знаний VI.Проверка знаний. VII.Творческое задание. VIII.Подведение итогов. IX.Задание на дом. X. Рефлексия.	Обращение учителя. Фронтальный опрос. Беседа. Экспериментальные исследования. Беседа. Демонстрация опытов и  слайдов с помощью мультимедиа проектора. Решение качественных и расчетных задач. Тестовое задание. Пословицы и поговорки. Качественные задачи. Заключительное слово учителя. Запись в дневниках. Оценка урока.

 

 

 

 

 

Эпиграф: «Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями своей  мысли, а не памятью!»

                                                                  Л.Н.Толстой.

Ход урока

I. Организационный момент.

«Всё известно вокруг, тем не менее - на Земле ещё много того,

Что достойно, поверь, удивления-изумления твоего.»

Гуляя в тенистой роще, греческий философ беседовал со своим учеником. «Скажи мне, - спросил юноша, - почему тебя часто одолевают сомнения? Ты прожил долгую жизнь, умудрен опытом и учился у великих эллинов. Как же так, что и для тебя осталось столь много неясных вопросов?»

       В раздумье философ очертил посохом перед собой два круга: маленький и большой. «Твои знания – это маленький круг, а мой – большой. Но все, что осталось вне этих кругов, - неизвестность. Маленький круг мало соприкасается с неизвестностью. Чем шире круг твоих знаний, тем больше его граница с неизвестностью. И впредь , чем больше ты станешь узнавать нового, тем больше будет возникать у тебя вопросов».

 Греческий мудрец дал исчерпывающий ответ.

 

II. Повторение пройденного материала.

Фронтальный опрос.

Учитель: Очень мудрые слова! Вот и мы с вами, сегодня на уроке попытаемся  расширить  круг наших  знаний. А для этого сначала вспомним и повторим необходимый для нашего урока учебный материал.   ( Слайд №3.)

 Учитель: Что такое сила?

Учащиеся: Сила – мера взаимодействия тел.

Сила – физическая величина, характеризующая взаимодействие данного тела с другими телами ,в результате которого происходит изменение его скорости или деформация.

Учитель: От чего зависит результат действия силы на тело?

Учащиеся: Результат действия силы на тело зависит от ее модуля, направления, точки приложения.

Учитель: Какие виды сил Вам известны?

Учащиеся: Сила упругости - F упр; Сила тяжести - F тяж; Вес тела - Р; Сила трения -  Fтр.

Учитель: Ну а теперь, давайте вместе вспомним характеристику каждой силы в отдельности.

Учащиеся: Сила упругости- это сила, возникающая в деформированном теле  и стремящаяся вернуть данному телу его первоначальную форму и обьем. ( Слайд №4.)

§  Противоположна смещению частиц при деформации;

§  Противоположна смещению частиц при деформации;

§  При малых деформациях выполняется закон Гука:   F упр = -к х

§  Сила упругости- проявление электромагнитных взаимодействий.

Учащиеся: Сила тяжести- это сила, с которой Земля притягивает к себе все тела, находящиеся на ней или вблизи нее. ( Слайд №5.)

§  Формула для нахождения силы тяжести: Fт = mg.

§  Направлена по радиусу к центру Земли;

§  Зависит от массы тела; от географической широты местности и высоты над поверхностью Земли.

§  Сила тяжести- проявление гравитационных взаимодействий.

Учащиеся: Вес тела- это сила, с которой тело вследствие  притяжения к Земле действует на опору или подвес. ( Слайд №6.)

§  Определяется по формуле:  Р = mg.

§  Приложен к опоре или подвесу.

§  При свободном падении тела :  Р = 0 !

§  В состоянии невесомости действие гравитации не компенсируется силой  “реакции опоры”.

Учащиеся: Сила трения- это сила, характеризующая взаимодействие поверхностей соприкасающихся тел, и препятствующая их относительному движению.                       (Слайд№7.)

§  Направлена против скорости  относительного движения тел.

§  Зависит от силы, прижимающей тело к поверхности другого тела; от веса тела.

§  Зависит от материалов контактирующих поверхностей, качества их обработки и вида трения.

§  Не зависит от площади соприкосновения тел.

Учитель: Известный американский писатель Уильям Чэннинг  отметил: «Опыт и наблюдение – таковы величайшие источники мудрости, доступ к которым открыт для каждого человека!» ( Слайд №8.)

 

 

 

 

 

III. Актуализация знаний.

Проведем экспериментальные исследования:

Эксперимент №1. Исследуем  глубину погружения доски с гвоздями в песок,  в зависимости от массы груза в двух случаях. ( Слайд №9.)

Масса груза определяет величину действующей силы.

Ответьте на вопросы:

Ø Какова цель исследования?

Ø Изменяется ли сила, с которой доска давит на песок при изменении массы груза?

Ø Куда направлена эта сила? Как эта сила направлена по отношению к поверхности?

Ø Как зависит глубина погружения гвоздей в песок от действующей силы?

 

Учащиеся: : Гвозди, забитые в дощечку, установили сначала острием вверх. Измерили глубину погружения гвоздей при разной нагрузке,  то есть при разной величине действующей силы.

Вывод №1: глубина погружения зависит от величины действующей силы- чем больше сила, тем больше погружение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эксперимент №2. Исследуем  глубину погружения доски с гвоздями в песок, в зависимости от площади опоры в двух случаях. ( Слайд№10.)

Ответьте на вопросы:

Ø Какова цель исследования?

Ø Изменяется ли сила, с которой доска давит на песок при повороте доски?

Ø Как изменяется площадь опоры  при повороте доски?

Ø Как зависит глубина погружения от площади опоры?

                                                                                 

 

 

 

 

 

Учащиеся: Гвозди, забитые в первую дощечку, установили остриями вниз, а гвозди, забитые во вторую дощечку, установили остриями вверх. Измерили глубину погружения гвоздей при равной нагрузке,  то есть при равной величине действующей силы.

 Вывод №2: Чем меньше площадь, тем большая сила действует на единицу площади.

Анализ результатов опытов приводит к следующим заключениям:

Заключение: Глубина погружения зависит: А) от величины действующей силы – чем больше сила, тем больше погружение при неизменной площади опоры; Б) от площади опоры- чем больше площадь опоры, тем меньше погружение при одной и той же величине действующей силы.

Учитель: Молодцы. Ребята, обратите внимание на слайд. (Слайд №11.) Представьте, что вы отправились на лыжную прогулку. Лыжи скользят по снегу, оставляя совсем неглубокий след. Что произойдёт, если снять лыжи? Конечно, вы сразу провалитесь в снег.

« Почему человек на лыжах проваливается меньше, чем без них?»

Учащиеся:Fлыжн.= Fпешех.         ( Fлыжн./ S лыжн.)< (Fпешех./ S пешех.)

                    S лыж > S пешех.

Учащиеся: По глубине погружения тела на поверхности опоры можно судить о результате действия силы!

Учащиеся: Заключение: результат действия силы зависит не только от ее модуля, направления и точки приложения, но и от площади поверхности, перпендикулярно которой действует сила.

IV. Изучение нового материала.                                                                                                                                                                 

Учитель: Результат действия тела на опору зависит и от площади опоры и от величины действующей силы. Это учитывает физическая величина , называемая  «давление.»

 Вот мы с вами и определили тему нашего урока:

                                 «Давление. Единицы давления.»

 Целью нашего урока будет - введение новой физической величины- «давление»; определение способов его нахождения; осмысление его практической  значимости в нашей повседневной жизни.

                                                       План:

1.    Введение  новой физической  величины «давление»;

2.    Определение способа  нахождения «давления» и единицы измерения данной величины;

3.    Выяснение зависимости давления от силы, действующей на тело и от площади опоры;

4.    Нахождение способов изменения давления  в быту и технике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 1. Введение  новой физической  величины «давление». (Слайд №12.)

Физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности , к площади этой поверхности, называется давлением.

2. Определение способа  нахождения «давления» и единицы измерения данной величины. (Слайд № 14.)

Единица давления в Международной системе единиц (СИ) – Паскаль, названа в честь французского учёного Блеза Паскаля.(1623- 1662 гг.)

Единица измерения давления – 1 Па – это давление, которое производит сила 1Н, действующая на поверхность площадью 1 м² перпендикулярно этой поверхности.

Производные единицы давления. (Слайд №15.)

1 гПа = 100 Па;             1 Па= 0,01 гПа; 

1 кПа = 1000 Па;          1 Па = 0,001 кПа;

1 МПа = 1000 000 Па;  1 Па= 0,000001 МПа.

С помощью магического треугольника нетрудно определить  «давление», «силу давления»  и «площадь опоры», на которую действует сила давления. (Слайд №16.)

                                                     P = F / S  à  F = P х S  à  S = F / P    

 

 

3. Выяснение зависимости давления от силы, действующей на тело и от площади опоры. (Слайд № 17 и 18.)

Учитель: А теперь давайте попробуем выяснить как можно изменить давление. Сначала ответим на вопрос: А для чего это нужно?

Вы видели, какие следы оставляют тяжёлые машины, трактора на земле? Такие глубокие колеи возникают как раз из- за высокого давления.  Значит, в таких случаях его нужно снижать.

А зачем же увеличивать давление? Попробуйте тупым ножом порезать хлеб. Чем тупой нож отличается от острого? Конечно же, площадью лезвия и создаваемым давлением. Поэтому все режущие и колющие инструменты должны быть очень острыми.

Учащиеся: Так как давление зависит от силы и площади, значит изменять его можно, меняя эти величины.

Учитель:  Давайте немного отвлечемся от физики и вспомним математику. Скажите, какими способами можно увеличить и уменьшить значение дроби.

Учащиеся: Чтобы увеличить значение дроби, нужно увеличить числитель или уменьшить знаменатель. Чтобы уменьшить значение дроби, нужно уменьшить числитель или увеличить знаменатель. Формула для вычисления давления тоже представляет собой дробь. Поэтому, чтобы увеличить давление, нужно увеличить силу давления или уменьшить площадь ее приложения.  А чтобы уменьшить давление, нужно уменьшить силу давления или увеличить площадь ее приложения.

Учитель: Совершенно правильно.    « Проникнуть в тело  цель твоя- сведи опору до нуля,

                                                                  Идя гулять зимою в лес- ты увеличь опору S !»

Из формулы расчёта давления следуют способы изменения давления  :

§  Для увеличения давления (P), необходимо увеличить силу давления (F) или уменьшить площадь опоры (S).

§  Для уменьшения давления (P), необходимо уменьшить силу давления (F)или увеличить площадь опоры (S).

                              

4. Нахождение способов изменения давления  в природе, в быту и технике.

Учитель: Любая поверхность выдерживает только определенные значения давления. Если это давление будет выше предела прочности материала, то поверхность опоры,  деформируясь, начинает разрушаться. Например, человеческая кожа выдерживает давление 3000000Па.
Поэтому, в зависимости от того, какой результат хотят получить, давление можно увеличивать или уменьшать. (Слайд 20).
Каковы же способы изменения давления? Рассмотрим примеры практического применения наших знаний  о способах изменения давления в быту, в природе и технике.

Всем известно, что для передвижения по рыхлому снегу и болоту используют технику и специальные приспособления.(Слайды № 19 и 20.)

Учитель: Обратите внимание на слайд.(Слайд №21.) Коснемся истории древней Руси. Вспомним грандиозную битву войска Александра Невского с тевтонскими рыцарями на Чудском озере (ледовое побоище.)

Почему во время битвы тевтонские рыцари, имевшие большое преимущество в силах и тяжелом вооружении, быстрее уходили под воду и проиграли сражение легким конным дружинам.

Учащиеся: Тевтонские рыцари, имевшие численное превосходство перед русскими дружинами, были тяжело вооружены. Неокрепший лед Чудского озера не выдержал всю тяжесть рыцарской конницы.

Учитель: Нельзя не отметить использование животными своих конечностей в качестве средства для добычи пищи и самозащиты. Когти, клыки, шипы за счёт малой площади опорной поверхности оказывают огромное давление, вызывающее необходимое деформирующее и разрушающее действие.(Слайды № 22 и 23.)

.Знание способов изменения давления требуется в быту, в промышленности, в строительстве и в других отраслях жизнедеятельности человека. (Слайды № 24, 25 и 26.)

Останкинская телебашня.Общая высота Останкинской телебашни 540 метров. Она состоит из трех частей: фундамента, железобетонного ствола высотой 385 метров и стальной трубчатой опоры для антенны – 155 метров. Фундамент башни представляет собой десятигранную бетонную плиту со средним диаметром 60 метров, шириной 9,5 метров и глубиной залегания в грунт 3,5 метров. Останкинская телебашня опирается на фундамент десятью ножками, площадь опоры каждой 4,7 квадратных метра. Масса башни 32000 тонн. Давление, производимое башней на фундамент, равно 9,4?10⁶ Па, а давление фундамента на грунт составляет всего лишь 0,102?10⁶ Па. Строительство башни продолжалось 54 месяца. Это одна из достопримечательностей столицы.

Да, действительно, человеку необходимы знания о давлении, чтобы двигать прогресс вперед, делать новые открытия и изобретения. И, я думаю, что вы со мной согласны.

 

 

 

V.Закрепление знаний.

1. Решение качественных задач. Подумай и ответь.(Слайд №27.)

А) Опрятней модного паркета

Блистает речка, льдом  одета.

Мальчишек радостный народ

Коньками звучно режет лед.

Почему коньки  режут лед?         Б) Мне ответ серьезный дайте,

                                                                Кто сейчас сказать готов,

                                                                Почему следы в асфальте,

                                                                Лишь от ЖЕНСКИХ каблуков?

                                                                Отвечайте же скорее:

                                                                Что девчата тяжелее?

                                                        

В) При каком положении кирпича давление на доску будет  наименьшим; наибольшим?

Одинаковы ли силы, действующие на опору?

 

2. Решение расчетных задач. (Слайды №28,29.)

А.Толщина льда такова, что лёд выдерживает давление 90 кПа. Пройдёт ли по этому льду трактор массой 5,4 т, если он опирается на гусеницы общей площадью 1,5 м²?

Дано:              СИ                        Решение:

р1= 90кПа=90000 Па     

m = 5,4 т = 5400 кг     

S = 1,5  м²

g= 9.8 H/кг.

р - ?                        р=5400кг х 9,8 Н/кг=36000 Па

                                              1,5 м²

Ответ:р=36000 Па=36 кПа .Трактор пройдет по льду.

 

 

Б. Какое давление оказывает на грунт гранитная колонна объёмом  6 м³, если площадь основания её равна  1,5 м²?

Дано:   СИ                        Решение:

V= 6 м3                   P=F/S=mg/S= ρVg/S      
S= 1,5 м2                             
ρ= 2600 кг/м3                                                         
g=9,8Н/кг

p - ?              p = 2600кг/м3 ∙ 6м3 ∙9,8Н/кг =101920 Па
                                               1,5м2
 Ответ:  p = 101920 Па

 

VI. Проверка знаний. (Слайд №30.)   

Самостоятельная работа.

Тест.

1. В каких единицах измеряется давление?

А. Н.     Б.  Па.     В. м².

2. Чем…площадь опоры, тем… давление, производимое одной и той же силой на эту опору?

А. больше; меньше.    Б. больше; больше.      В. меньше; меньше.

3. Давление тела на поверхность зависит …

А. от модуля силы и площади поверхности, перпендикулярно которой он действует;

Б. от модуля силы и не зависит от площади поверхности, на которую действует сила;

В. от площади поверхности, перпендикулярно которой  действует сила.

4. Выразите в Па давление 10 кПа? А.10000Па.    Б.100Па.    В.1000Па.

5. Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности называется…

А.силой давления.    Б.давлением.    В. весом тела.

6.Станок весом 12000 Н имеет площадь опоры 2,5 м². Определите давление станка на фундамент?    А.  48Па.    Б. 25000 Па.    В. 4800 Па.

7. Как изменится давление на стол, если поставить ее на ребро?

А. не изменится.      Б. уменьшится.      В. увеличится.

8. Ящик весом 960 Н оказывает на опору давление 5кПа. Какую площадь опоры имеет ящик?     А.  0,192 м²   Б. 19,2  м²     В. 1,92 м²

VII. Творческое задание.(Слайды №31 и 32.)

Поговорки и пословицы.

Учитель: Ну а теперь, ребята, попробуйте найти русские пословицы и поговорки на тему «Давление.» и дать им не только фразеологическое истолкование, но и обьяснение с физической точки зрения.

1. «Шила в мешке не утаишь!.»   (Все тайное становится явным!)

2. «Палец в рот не клади!»  (Кто-либо таков, что постоит за себя, сумеет воспользоваться оплошностью, излишней доверчивостью, промахом другого.)

3. «Ежа голыми руками не возьмёшь!»  (О человеке, с которым непросто справиться.)

4.  Как на колючку наступить, так она и войдет в тело.

5.  На одной лыже не катаются.

6. От града гранит не рассыплется.

 

 

Подумайте и ответьте самостоятельно !        

1) Объясните назначение наперстка, надеваемого на палец при шитье иголкой.

2) Почему класть голову на подушку приятнее, чем на наклонную деревянную дощечку?

3) Почему задние оси грузовых автомашин часто имеют колеса с двойными баллонами?

4)К человеку, под которым провалился лед, подходить нельзя. Для спасения ему бросают лестницу  или  длинную доску. Объясните, почему таким способом можно спасти провалившегося.

5)Для чего точат (заостряют) стамески, пилы и другие режущие инструменты?

6)Можно ли приготовить такое каменное ложе, чтобы лежать на нем можно было с таким же ощущением, как на мягком диване?

7)Если стакан сдавливать ладонями за горлышко и дно, то на одной ладони появится отпечаток, а на другой – нет. Почему?

8)Когда летом случается буря, она почему-то ломает только живые деревья и не трогает сухие. Как ты думаешь, почему?

Учащиеся:

1) Наперсток предназначен для уменьшения давления, производимого иглой на палец при шитье, так как сила давления распределяется на большую площадь.

2) Давление обратно пропорцио­нально площади опоры. В мягкой по­душке голова делает удобную вмяти­ну, тяжесть головы приходится на боль­шую площадь. Вследствие этого ста­новится малым давление на подушку. Поэтому возникает малое давление на кожу головы, т. е. не возникает ощу­щение боли.

3) У грузовых автомобилей тя­жесть в основном приходится на задние колеса. Чтобы не возникало большого давления их на грунт и они не погру­жались глубоко в почву, увеличивают площадь опоры задних колес, насажи­вая на ось дополнительные баллоны.

4) При опоре человека на доску или лестницу его тяжесть распределя­ется на большую площадь, и давление на кромку льда уменьшается.

5) Для уменьшения площади ост­рия режущего инструмента, что увели­чивает давление на материал изделия и облегчает его обработку.

6) Даже на самом твердом ложе нам может быть вовсе не жестко, если давление распределяется равномерно на большую поверхность. Вообразите, что вы легли на мягкую глину и в ней отпечатались формы вашего тела. Покинув глину, оставьте ее сохнуть. Когда она сделается твердой как камень, сохранив оставленные вашим телом вдавленности, лягте на нее опять, заполнив собой эту каменную форму. Вы почувствуете себя, как на нежном пуховике, не ощущая жесткости, хотя лежите буквально на камне.

7) Все дело в площади опоры. На одну ладонь действует широкое дно, а на другую только края стакана.

8) У живого дерева есть листва, следовательно дерево имеет достаточно большую общую поверхность. Сила ветра, действующая на дерево, большая. Сухое дерево не имеет листьев - площадь поверхности его мала, следовательно и давление со стороны ветра - мало.

 

VIII. Подведение итогов.

Учитель: Сегодня на уроке мы познакомились с новой физической величиной – давлением и единицами его измерения. Узнали способы изменения давления тела на опору.
Итак, давление – это физическая величина, характеризующая такой результат действия силы- как деформация тел при их взаимодействии. Давление зависит от величины силы, действующей на опору и от площади этой опоры , по которой эта сила распределена. Установив данную взаимосвязь, мы получаем возможность использовать ее в нашей жизни. Где?
Учащиеся:

Все режущие и  колющие инструменты люди специально затачивают, для того чтобы уменьшить площадь опорной поверхности- тогда давление тела на поверхность увеличивается. За счёт малой площади опорной поверхности возникает  огромное давление, вызывающее необходимое деформирующее и разрушающее действие.

Задние колеса грузовиков обычно сдваивают, гусеницы тракторов и охотничьи лыжи делают широкими- для того чтобы увеличить площадь опорной поверхности- тогда давление тела на поверхность уменьшается.

Мы учитываем взаимосвязь давления с силой и площадью, по которой эта сила распределена.
В нашей жизни мы имеем возможность давление регулировать. Сама природа неплохо вооружила живой мир для создания большого давления небольшим усилием – иглы, клювы, когти, жала, зубы, клыки.

IX. Домашнее задание. (Слайд №33.)

§33, Упр 29.(1,3), Лукашик № 449, 452,453. Найти пословицы и поговорки на тему «Давление.»

X. Рефлексия.     Дайте оценку уроку!(Слайд №34.)

Учитель: Наш урок подошёл к концу. Давайте ответим на вопрос:

 «Что тебе понравилось на уроке?».

 Предлагаются варианты ответов:

Сегодня  я узнал…

Было интересно…

Было трудно…

Я понял, что…

Я научился…

Меня удивило…

Мне захотелось…

 

1. Все замечательно!       2. Я все понял.

   Урок увлекательный!    Урок понравился.

3. Мне все равно.        4. На уроке было скучно

                                         неинтересно. Скучно.

Спасибо за урок!             « Вот и кончился урок.     (Слайд №35.)
                                                          Снова прозвенел звонок,
                                                          Отдыхать мы можем смело,
                                                          А потом опять за дело.»