Конспект урока по физике "Давление жидкости на дно и стенки сосуда"

Тема урока: «Давление жидкости на дно и стенки сосуда»

Предмет: физика

Класс: 7

Учитель: Горбунова И. В.

Тип урока: урок открытия нового знания.

Цель урока: 1. Выяснить от каких величин зависит давление в жидкости.

2. Получить формулу для вычисления давления жидкости на дно сосуда.

Планируемые результаты:

Предметные: активизировать знания учащихся о причинах возникновения давления жидкости, создать условия для овладения учащимися формулы для расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда, продолжить работу по формированию навыков научного познания мира.

Метапредметные: Познавательные УУД: умение воспроизводить информацию по памяти, выбирать наиболее эффективные способы решения поставленных задач, делать выводы на основе полученной информации, устанавливать соответствие между объектами и их характеристиками.

Личностные УУД: потребность в справедливом оценивании своей работы и работы одноклассников. Применение полученных знаний в практической деятельности.

Регулятивные УУД: умение определять цель урока и ставить задачи, необходимые для ее достижения, представлять результаты работы. Умение организовать выполнение заданий согласно инструкциям учителя.

Коммуникативные УУД: умение слушать одноклассников и учителя, высказывать свое мнение, адекватно аргументировать свою точку зрения.

Личностные: Умение ясно, точно, грамотно излагать свои мысли в устной и письменной речи. Понимать смысл поставленной задачи, выстраивать аргументацию, приводить примеры и контрпримеры. Осознавать важность изучения физики для понимания окружающего мира.

Демонстрации. Давление внутри жидко­сти. Опыт с телами различной плотно­сти, погруженными в воду.

Формы организации образовательного процесса: фронтальный опрос, фронтальная беседа; групповая работа (работа в парах), работа с ин­терактивной доской; наблюдение демонстрационного эксперимента; проектирование действий для решения экспериментальной задачи, форму­лировка вывода; решение задачи в те­тради, самопроверка. Проектирование способов выполнения домашнего зада­ния, комментирование выставленных оценок.

Межпредметные связи: биология, география.

ХОД  УРОКА:

I.                  Орг момент. Эпиграф к уроку:

«Величие человека в его способности мыслить»

Б. Паскаль.

II.  Этап актуализации знаний.

     Фронтальный опрос:(повторение пройденного материала).

1.     В каком случае давление на стол меньше?

                            

2.     Три сосуда, заполненные газом одинаковой массы. В каком сосуде давление на дно и стенки сосуда наибольшее?

3.     Два сосуда, заполненные газом одинаковой массы. В каком сосуде давление на дно и стенки сосуда наибольшее?

              

III.           Мотивационный этап.

1.     Работа в парах. Выполнить опыт: в трубку с пленкой налить воду.

2.     Что видим? (Пленка под давлением воды прогнулась).

3.     Какой можно сделать вывод? (Жидкость оказывает давление на дно сосуда).

4.     Назовите тему урока.

5.     Поставьте цели урока.

IV.            Этап открытия нового знания.

1.     Мозговой штурм. На столе в трех сосудах разного диаметра и разной формы налита вода на одинаковый уровень. В каком сосуде давление на дно сосуда больше? (Выдвижение гипотез).

2.     Опыт: с помощью манометра определяется давление в сосудах, оно одинаковое – гидростатический парадокс.

3.     Вывод формулы гидростатического давления.

𝒑=𝝆𝒈𝒉

4.     Анализ формулы.

5.     Работа в парах. Выполнить опыт: трубку с пленкой опустить в сосуд с водой. Проследить как уменьшается прогиб пленки и когда уровни жидкости совпадут, пленка выровняется.

                              

V.               Физкультминутка.

VI.            Этап применения нового знания.

1.     Где на Земле вода оказывает самое большое давление?(В Марианской впадине, которая находится в Тихом океане. По данным Челенжера ее глубина 11035 м)

2.     Рассчитать давление воды в Марианской впадине.

Дано: h=11035 м                         Решение:

           ρ=1030 кг/м³                              р= ρgh

           р - ?                                            р=1030 кг/м³*10Н/кг*11035м

                                                             р=113660500 Па 

                        Ответ: 113660500 Па   

3.     Сообщение: Жизнь морских глубин.

4.     Сообщение: Исследование морских глубин.

VII.        Самостоятельная работа.

1.     Выполнить тест

2.     Самопроверка:

1) 3, 4

2) 1

3) 3

4) 2

     5) 3

VIII. Домашнее задание.

§ 39 – 40 стр 114-118

Экспериментальное задание стр 119 (с фотоотчетом)

Повтор § 10

IX.  Итог урока.

X. Рефлексия.

1. Оцените свое настроение на уроке и выберите кружок:

Зеленый - Мне было интересно на уроке, я с удовольствием выполнял все задания

Желтый - Мне было все равно, все задания я выполнял без особого интереса

Красный - Мне было скучно и неинтересно.

2. Оцените свое «погружение» в тему урока.

Прикрепите кружок на сосуд с водой на тот уровень, на который вы «погрузилась», изучая тему урока, чем лучше вы поняли данную тему – тем глубже ваше погружение.

Исследование морских глубин

Исследование морских глубин. Человек начал осваивать подводный мир ещё в глубокой древности. Опытные, хорошо тренированные ныряльщики (собиратели жемчуга), задерживая дыхание на 1 -2 мин, погружались без всяких приспособлений на глубину 20 -30 (а иногда и более) метров.

Для увеличения времени пребывания под водой люди вначале использовали дыхательные трубки из тростника, кожаные мешки с запасом воздуха, а также «водолазный колокол» (в верхней части которого при погружении в воду образовывалась «воздушная подушка» , из которой человек получал воздух. На больших глубинах разность между давлением воды, сжимающим грудную клетку, и давлением воздуха внутри её возрастает настолько, что у человека уже не хватает сил увеличивать объем грудной клетки при вдохе и наполнять свежим воздухом легкие. На глубине, превышающей 1, 5 м, можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на данной глубине.

В 1943 г французами Ж. Кусто и Э. Ганьяном был изобретен аквалангспециальный аппарат со сжатым воздухом, предназначенный для дыхания человека под водой. Благодаря этому изобретению плавание под водой стало увлекательным и распространенным видом спорта.

Акваланг позволяет находиться под водой от нескольких минут (на глубине около 40 м) до часа и более (на небольших глубинах). Спуски с аквалангом на глубины более 40 м не рекомендуются т. к. вдыхание воздуха, сжатого до большого давления, может привести к азотному наркозу. У человека нарушается координация движений, мутится сознание.

При подводных работах на разных глубинах используют специальные водолазные скафандры. Если скафандр мягкий (резиновый), то глубина погружения обычно не превосходит нескольких десятков метров.

На больших глубинах человек может работать только в жестком («панцирном») скафандре. В этом случае глубина погружения может доходить до 300 м.

Для исследования морей и океанов на больших глубинах используют батисферы и батискафы.

Батисферу опускают с надводного судна с помощью троса. Впервые она была использована итальянцем Бальзамелло в 1892 г. Глубина погружения тогда составляла 165 м; впоследствии она превысила 1 км.

Батискаф не связан тросом с кораблем и представляет собой автономный (самоходный) аппарат. Первый батискаф был построен и испытан швейцарским ученым О. Пиккаром в 1948 г. В январе 1960 г. сын ученого Ж. Пиккар вместе с Д. Уолшем достигли на батискафе дна Марианского желоба в Тихом океане. Его максинальная глубина (измеренная в 1957 г. советским исследовательским судном «Витязь» ) составляет 11 022 м.

Жизнь морских глубин

Несмотря на большое давление, в толще морских вод кипит жизнь. Разница давлений на разных глубинах служит причиной возникновения выталкивающей силы, которая противодействует силе тяжести. Поэтому самые крупные животные живут именно в воде. Рекордсменом является синий кит. Его длина до 30 м и масса до 160 тонн (он в 25 раз больше африканского слона, самого крупного обитателя суши).

Морские животные, добывая пищу, вынуждены нырять. При этом они должны выдерживать скачок давления (каждые 10 м – «дополнительная» атмосфера). Пятёрка лидеров выглядит так: пингвин (200 м), дельфин (535 м), белуха (647 м), морской слон (2388 м), а чемпионом является кит-кашалот, способный погружаться до 3 км! Как ему удаётся выдержать такое огромное (свыше 300 атмосфер) давление?

Кит дышит лёгкими, следовательно, для погружения должен сделать «запас» воздуха. Лёгкие кита, в отличие от лёгких человека, снабжены хрящами, поэтому не поддаются сжатию. Объём лёгких от объёма тела составляет менее 1% (у человека 2%); гемоглобина, переносящего кислород, в крови гораздо больше; мышцы кита способны накапливать кислород. Готовясь к нырянию, кит делает вдохи, запасая кислород. При нырянии замедляется ритм сердца почти в два раза, что также экономит кислород.

У большинства рыб есть так называемый плавательный пузырь, заполненный газами. Глубоководные рыбы постоянно закачивают в него газ, чтобы пузырь не раздавило внешним давлением. Делают это рыбы двумя способами: либо заглатывая с поверхности воды, либо через жабры из воды. Плавучесть глубоководных рыб обеспечивается ещё и их жиром, который практически несжимаем. В условиях огромного давления это очень помогает!

На глубине 11 км была обнаружена особая плоская рыба – морской язык. Рассмотрим строение таких рыб на примере камбалы.

Проще всего было бы сказать, что огромным давлением рыбу просто расплющивает. Но дело в том, что камбала живет не так уж глубоко. Плоские рыбы всегда обитают на дне и максимально к этому приспособлены. Их малая толщина приводит к тому, что разница давления воды на верхнюю и нижнюю часть мала, а следовательно, и выталкивающая сила при таком положении рыбы будет меньше. Значит, удержаться у дна ей будет легче.

Морские обитатели глубин смогли приспособиться и к высокому давлению, и к отсутствию света, и к низкой температуре. Даже в самом глубоком месте – Марианской впадине – обнаружены представители мира микробов. На больших глубинах живут различные виды: иглокожие, ракообразные, моллюски, черви, рыбы. Давление в 1100 атмосфер их нисколько не пугает. Организмы приспособились к такому существованию: давление внутри такое же, как и снаружи.

Как приспосабливаются к жизни самые глубоководные обитатели? У рыб нет плавательного пузыря – слишком велико давление вокруг. Большинство из них просто карлики, большую часть их тела занимает пасть. Почему? Сила, с которой вода давит на каждый сантиметр тела, вычисляется по формуле: F = p·S. Следовательно, чем меньше площадь поверхности рыбы, тем меньше и действующая сила. Средняя длина рыб примерно 12 см, что в десять раз меньше, чем для обычных рыб. Даже акулы, обитающие на больших глубинах (до 3 000 м), очень малы, поэтому так и называются: акула-карлик и акула-пигмей. Разнообразием жизнь здесь не отличается, слишком суровы условия обитания.