Конспект урока "Давление газа. Закон Паскаля"

Конспект урока по физике

Тема. Давление газа. Закон Паскаля.

                                            Подготовила: учитель ГУ «Луганская                     

                            школа I-III ступеней № 18»

                                             Шляханова Светлана Дмитриевна

Цель.       Рассмотреть давление газа и процесс передачи давления жидкостями и газами; помочь учащимся сформулировать закон Паскаля; учить учащихся систематизировать результаты наблюдений за явлениями природы, делать обобщения и оценивать их достоверность и границы применения; развивать  научное мировоззрение, диалектическое мышление и  логическое мышление, воспитывать логичность суждений, аргументированность выводов и обобщений

Оборудование: колокол воздушного насоса, насос, воздушный шарик, шар Паскаля.

Тип урока.       Урок усвоения новых знаний.

Структура урока

І. Проверка выполнения учащимися домашнего задания.

        Упражнение 14 (3) – 1 ученик у доски (комментирует решение задачи)

Дано:                              Решение:

            =500000 кг              

                                        

                                    

Ответ.     2083333 Па

Анализ домашних творческих заданий (пока учащийся готовится к ответу)

ІІ. Проверка ранее усвоенных знаний

Фронтальная беседа:

·     Что такое давление? Как его рассчитать?

·     Как увеличить (уменьшить) давление? Привести примеры.

·     Как рассчитать силу давления?

·     Как направлена сила давления?

·     Два тела равного веса поставлены на стол так, как показано на рисунке. Одинаковое ли давление они производят на стол? Если тела поставить на чашки весов, то нарушится ли равновесие?

 

·     Одинаковое ли давление производят на стол три деревянных тела с одинаковыми площадями основания?

 
 

                        

ІІІ. Мотивация учебной деятельности школьников, сообщение темы, цели и задач урока.

Итак, мы убедились, что твёрдые тела оказывают давление.  А как вы думаете, оказывают ли давление жидкости? А газы? 

Жизнь человека тесно связана с процессами, происходящими в природных  водоёмах – реках, озёрах, морях, океанах. Там не только живут различные животные, но и находятся полезные ископаемые, множество памятников человеческой культуры, по разным причинам в разные часы и эпохи оказавшиеся на дне. Понятно, что человек стремится исследовать водные глубины, чтобы использовать природные богатства и удовлетворить своё природное любопытство. Однако при этом человек сталкивается с действием давления жидкости, которое возрастает с увеличением глубины и существенно ограничивает глубину погружения человека в воду. Такое изменение давления с глубиной чувствуют люди, которые по своей профессии должны работать на значительных глубинах. Если в лёгком костюме водолаз может работать на глубине не более 100 м, то для исследования глубин морей и океанов, достигающих во многих случаях нескольких километров, приходится изготавливать специальные скафандры или глубинные аппараты – батисферы и батискафы.

Тема урока «Давление в жидкостях и газах. Закон Паскаля»

Сегодня нам предстоит ответить на вопросы:

·     Какова  причина давления газов и жидкостей?

·     От чего зависит давление газа?

Как газы и жидкости передают давление?

ІV. Восприятие и осмысление учащимися нового учебного материала.

S = 1 cм²

                   ≈ 10²² ударов молекул         причина давления газа

t = 1 с

        Давление газа на стенки сосуда вызывается ударами молекул газа. Давление газа зависит от плотности (числа молекул) и скорости движения (температуры).

Давление газа в замкнутом сосуде во всем его объеме одинаково. Объясняется это хаотичностью движения молекул, обуславливающей одинаковую плотность газа во всем объеме и одинаковую, в среднем, общую силу ударов молекул на единицу площади.

Демонстрация        Раздувание шарика под колоколом воздушного насоса

Содержание опыта. Под колокол воздушного насоса помещают резиновый шарик, частично заполненный воздухом, затем откачивают насосом воздух из-под колокола, в результате чего шарик увеличивается в объеме.

Объяснение.    Шаровая форма, которую принимает оболочка шарика, показывает, что газ давит на ее стенки по всем направлениям одинаково.

Демонстрация        Шар Паскаля

        Внешнее давление на поршень производится в одном направлении, вода же вытекает по всем направлениям перпендикулярно соответствующим участкам поверхности.

Закон Паскаля.      Давление, производимое на жидкость или газ, передается по всем направлениям одинаково.

Демонстрация.

Содержание опыта. Используем сосуд, дно которого может отпадать. Показываем, как дно отпадает в воздухе.

-  Почему дно отпадает?

Опускаем сосуд в банку с водой. Дно при этом окажется плотно прижатым к краю сосуда и не отпадает.

-  Почему теперь дно не отпадает? (Его прижимает сила давления воды, направленная снизу вверх)

Вывод: вода оказывает давление на тела, находящиеся в ней, внутри жидкости существует давление. Выясним особенности давления внутри жидкости.

Фронтальный опыт. В стеклянную трубку с резиновым дном ученики наливают подкрашенную воду, дно прогибается. (Ученики делают вывод: жидкость оказывает давление на дно и стенки сосуда). Ученикам предлагается опустить эту трубку в измерительный цилиндр с водой и ответить на вопросы:

-  Что происходит с резиновой плёнкой?

-  На что указывает постепенное выпрямление плёнки?

-  Когда и почему наступит полное выпрямление плёнки?

        Выясним, от чего же зависит давление жидкости.

Демонстрация        Выливание воды из сосуда с отверстиями на разном уровне

Объяснение.    Внутри жидкости существует давление и на одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается

        Газы тоже имеют вес. Но плотность газа в сотни раз меньше плотности жидкости. Вес газа в сосуде мал и его «весовое» давление во многих случаях можно не учитывать.

Возьмём три сосуда с одинаковыми основаниями (площадями дна) и одинаковой высоты. Как вы думаете, если эти сосуды заполнить водой, с одинаковой или различной силой вода будет давить на дно сосудов?

Вывод проверяем на опыте.

Демонстрация. При одинаковых высотах столбов воды в сосудах стрелка отклоняется на одно и то же число делений шкалы. Следовательно, сила давления воды на дно во всех трёх сосудах одинакова. Это явление называется гидростатическим парадоксом.

        Рассчитаем давление жидкости на дно и стенки сосуда. Решим задачу для прямоугольного параллелепипеда.

F = P = mg       

m = ρV       F = ρVg

                  V = Sh    F = ρShg

                                p =

Давление жидкости на дно и стенки сосуда зависит только от плотности и высоты столба жидкости.

Следовательно, по выведенной формуле можно рассчитать  давление жидкости, налитой в сосуд любой формы.

V. Обобщение и систематизация знаний.

-  Какое свойство общее для жидкостей и газов?

-  От чего зависит давление газа?

-  Как зависит давление от его плотности?

-  Почему давление газа зависит от температуры?

-  Каким образом газы передают давление?

-  От чего зависит давление жидкости на дно и стенки сосуда?

-  Как жидкости передают давление?

   Если из мелкокалиберной винтовки выстрелить в варёное яйцо, в нем образуется отверстие. Если же выстрелить в сырое яйцо, оно разлетится. Как объяснить это явление?

   Почему взрыв снаряда под водой губителен для живущих в воде организмов?

   Как изменится давление в воздушном шарике средних размеров, если шарик сначала бессовестно надуть, а потом, воспользовавшись его наивностью, очень крепко прижать к груди?

   Изменится ли давление в шинах вашего велосипеда, если вместо вас в седло сядет бабушка, да еще прокатит на раме и дедушку?

   Упражнение 15 (1, 2-устно)

1.   В верхней части камеры колеса автомобиля воздух находится под давлением 210 кПа. Какое давление воздуха в нижней части камеры?

2.   Почему, когда в колбу с тонкими стенками налита жидкость, её закрывают пробкой так, чтобы пробка не давила непосредственно на жидкость?

VІ. Подведение итогов урока и сообщение домашнего задания.

Сегодня мы узнали, что газы и жидкости оказывают давление, выяснили от чего оно зависит.       

Закон Паскаля положен в основу принципа действия многих технических устройств и машин. Для случая использования закона Паскаля для жидкостей они получили название гидравлических машин.

§27, 28 читать, подготовить сообщения на тему «Гидравлические машины», «Использование гидравлических машин в технике», придумать модель устройства, в котором бы использовался закона Паскаля