Конспект урока по физике "Методы измерения атмосферного давления.барометр-анероид"(7 класс).

Тема урока: "Методы измерения давления. Атмосферное давление на различных высотах"

Цель урока:

Образовательные

• Показать процесс появления и развития технических устройств, которые измеряют атмосферное давление.
• Познакомить учащихся с работой и устройством барометра-анероида.
• Выяснить, как зависит атмосферное давление от высоты.

Воспитательные

·         Продолжить воспитывать внимательное доброжелательное отношение к  участникам учебного процесса, понимание необходимости заботиться о чистоте атмосферного воздуха и соблюдать правила охраны природы, приобретение житейских навыков.

Развивающие

• Развивать умение решать физические задачи.
• Развитие логического мышления (умение анализировать, сравнивать, заключать).

Межпредметные связи:

• с математикой ( задача на математические действия);
• с историей (история открытия атмосферного давления, факты из жизни Торричелли);
• с биологией (атмосферное давление и жизнедеятельность организмов);
• с географией (давление на различных высотах на Земле).

Тип урока: изучение нового материала и применение полученных знаний на практике

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация, барометр-анероид,

Ход урока

I. Организация на работу

- Здравствуйте, ребята. Сегодня мы продолжим работу по изучению атмосферного давления.

II. Актуализация знаний

- Но прежде давайте вспомним, что мы уже знаем.

1. Объяснение опытов

 Все мы не раз наблюдали выступления фокусников и восхищались ими.

Многие опыты по физике не менее занимательны, чем фокусы для незнающих людей. Но при их выполнении не нужна ловкость рук, нужно лишь знать и хорошо понимать физические законы. Посмотрите на демонстрацию опытов, ваша задача внимательно наблюдать и попробовать объяснить наблюдаемые явления.

опыт 1: «Перевёрнутый стакан». (воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха распространяется во все стороны одинаково, значит, и вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды оставалась совершенно ровной)

 опыт 2: «Яйцо в графине». (при нагревании воздух расширяется, а при охлаждении сжимается. Когда в бутылке оказывается горящая бумага, воздух в бутылке становится более объемным. Как только мы закрываем яйцом горлышко бутылки, доступ кислорода прекращается, и горение бумаги останавливается. После этого воздух в бутылке остывает и сжимается. Из-за разности давления в бутылке и за ее пределами, яйцо втягивается внутрь бутылки)

- Итак, все увиденное мы можем объяснить наличием атмосферного давления.

2. Фронтальная беседа по вопросам:

·        Почему возникает атмосферное давление?

·        Почему атмосферное давление нельзя вычислить по формуле P=ρgh?

·        Кто первым рассчитал атмосферное давление? Что для этого было использовано?Как назвали прибор для измерения давления? Вывод опыта

·        Каково соотношение 1 мм рт.ст. и 1 Па?

·        В чём неудобство, на ваш взгляд, измерения ртутным барометром атмосферного давления на практике?

3.  Найдите закономерность и разделите на группы термины

Величины	Единицы измерения	Прибор для измерения данной величины
Сила	Ньютон	Динамометр
Масса	Килограмм	Весы
Время	Секунда	Часы
Давление	Паскаль	Барометр-анероид

- Посмотрите, что у нас получилось? Все ли термины вам знакомы? Со всеми ли мы знакомились в курсе физики 7 класса? (Появился термин "барометр-анероид")

- Да, здесь появился новый термин "барометр-анероид". Как вы думаете, что мы сегодня будем с вами изучать? (Барометр-анероид - прибор для измерения атмосферного давления)

- Верно, этот прибор позволяет людям определять давление на различных высотах.

- Итак, тема сегодняшнего урока " Методы измерения давления. Атмосферное давление на различных высотах."  Откройте тетради и запишите тему.

III. Изучение нового материала

В практике для измерения атмосферного давления используется металлический барометр, называемый анероидом (безжидкостный), не содержащий ртути. Но деления шкалы такого барометра нанесены по показаниям ртутного барометра.

Посмотрите видеосюжет .Прочитайте  §45 опишите как устроен барометр-анероид,   ответив на вопросы:1.Назовите основные части барометра-анероида. 2. Как градуируют шкалу барометра-анероида.3.Для чего необходимо измерять атмосферное давление в разных местах земного шара?

(1.металл.коробка(вакуум),пружина, передаточный механизм, стрелка-указатель.2.градуируют по показаниям ртутного барометра.3. можно предсказать погоду. Этот прибор используется в авиации, при подъемах в горы, в геологических экспедициях, при управлении морским и речным транспортом.)

Барометр-анероид иногда имеет две стрелки(см рис 135 в учебнике стр135): контрольную и подвижную. При помощи контрольной стрелки можно зафиксировать атмосферное давление, которое было на момент начала наблюдений. Подвижная стрелка указывает давление на данный момент времени. По разности показателей можно судить об изменении атмосферного давления за какой–либо период времени.

 По верхней шкале барометра, изображённого на слайде, давление измеряют в Паскалях (точнее а гПа). По нижней шкале – в миллиметрах ртутного столба.( в учебнике наоборот).

Какое атмосферное давление регистрирует прибор, показанный на сайде?

В Братске в субботу и воскресенье было давление 739 мм.рт.столба. В понедельник - 741 мм.рт.столба. В среду  735 мм.рт.столба. Изменялась ли при этом погода?

Изменение атмосферного давления связано с изменениями погоды.

Давление жидкости зависит от её плотности и глубины слоя (высоты столба). Установлено одинаковое значение плотности жидкости на различных глубинах, из-за малой сжимаемости жидкости. Чего не скажешь о газах. Ранее мы определили, что большая плотность газов, составляющих атмосферу, у поверхности Земли и меньшая плотность атмосферы на больших высотах, а давление зависит от плотности и высоты.

А с чем еще связано атмосферное давление?

(С высотой местности над уровнем моря)

Как вы думаете, существует ли какая-либо закономерность изменения давления в атмосфере с высотой?

 Атмосферное давление на различных высотах.

Посмотрите видеосюжет .Прочитайте  §46  и ответьте на вопросы по предложенному плану:

1.Почему атмосферное давление  изменяется (увеличивается или уменьшается) с изменением высоты ?

2. Какое атмосферное давление называют нормальным?

3.Какому давлению в Паскалях соответствует давление 760мм.рт.ст. при температуре 0°С?

4.Какая связь между высотой над уровнем морем и атмосферным давлением?

5.Высотометр-это прибор

Да, действительно, такая зависимость существует. Наблюдения показывают, что при небольших подъёмах в среднем на каждые 12 м, давление уменьшается на 1 мм рт.ст. (или на 1,33 гПа). На подобной зависимости строится работа приборов, которые измеряют высоту подъема тела – высотометров (см. слайд).

Т.о., атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 градусов Цельсия, называется нормальным атмосферным давлением.

Нормальное атмосферное давление равно 101 300 Па = 1013 гПа

При подъеме на каждые 12 метров столбик ртути опускается на 1 мм.

Как вы думаете влияет ли атмосферное давление на живые организмы?

 Влияние атмосферного давления на живые организмы

В результате атмосферного давления на каждый квадратный сантиметр нашего тела и любого предмета действует сила равная 10Н, но тело не разрушается под действием такого давления. Вопрос: Почему люди выдерживают такое давление?

Мы справляемся с такой нагрузкой, т.к. внешнее атмосферное давление уравновешивается давлением внутри нашего организма.

Тело человека приспособлено к атмосферному давлению и плохо переносит его понижение. При подъеме на высокие горы, (примерно с 4000 м, а иногда и ниже) многие люди чувствуют себя плохо, появляются приступы «горной болезни»: становится трудно дышать, как-бы не хватает воздуха, из ушей и носа нередко идет кровь, можно даже потерять сознание.

И все же люди приспосабливаются и к таким непростым условиям, например, в мире несколько стран (Боливия, Мексика, Перу, Эфиопия, Афганистан), в которых большинство населения проживают на высоте свыше 1000 м над уровнем моря. В Тибете граница обитания человека превышает 5000 м над уровнем моря. Потоси, город, который ещё во времена Инков являлся крупнейшим месторождением серебра в Южной Америке, построен он на высоте 4090 метров и имеет население около 160 тысяч человек. Это самый высокий город  на земном шаре.

Таблица переносимости атмосферного давления человеком.

Высота (км)	Зона и ее характеристики
Более 8 км (Джомолунгма)	Смертельная зона: человек может находиться на этой высоте без дыхательного аппарата лишь короткое время – 3 мин.,  на высоте 16 км – 9 сек, после чего наступает смерть
6 – 8 км	Критическая зона: серьезные функциональные расстройства жизнедеятельности организма.
4 -5 км  (Эльбрус, Ключевская сопка )	Зона неполной компенсации: ухудшение общего самочувствия
2 -4 км	Зона полной компенсации: некоторые нарушения в деятельности сердечно – сосудистой системы, органов чувств и др., которые благодаря мобилизации резервных сил организма быстро исчезают.
1,5 – 2 км (Ай – Петри)	Безопасная, или индеферентная зона, в которой не наблюдается каких – либо существенных изменений физиологических сил организма.

Р>8*10⁵Па-дыхание становится учащённым.

Р<8,4*10^-4 Па -газовое вздутие обуславливает возможное образование газовых пузырьков в крови.    

Атмосферное давление помогает существовать многим водным животным ,например, спруты, пиявки имеют присоски, при помощи которых они могут прилипнуть к любому предмету. Так осьминоги хватают добычу, а пиявки передвигаются. Конец одного из самых длинных ловчих щупалец кальмара густо усыпан разнокалиберными присосками. Рыба-прилипала, или ремора, обладает присоской, которая занимает половину головы. Эта рыба присасывается к другим рыбам, камням, к лодкам и кораблям так прочно, что ее легче разорвать, чем оторвать. Как  же действует присоска?(видеосюжет).( Присоски увеличиваются в объеме, внутри них образуется разреженное пространство, и наружное давление воздуха прижимает их к поверхности какого-либо предмета.)

Как в этих примерах действует атмосферное давление?

IV . Закрепление

1. Какой прибор для измерения атмосферного давления мы сегодня изучили? Каков принцип его действия?

2.  Какое атмосферное давление называют нормальным?  

3. Как объяснить, что атмосферное давление уменьшается с высотой?   

4. Задачи:

·        У подножья горы барометр показывает 760 мм ртутного столба, а на вершине горы 724 мм ртутного столба. Какова высота горы, если известно, что в среднем на каждые 12 м подъем давления уменьшается на 1 мм рт. столба.

(760 - 724)*12 = 432 м

5. Задача Шерлока Холмса. Перед Ш.Холмсом стояла обыкновенная банка, в ней плавала пиявка. Доктор Ватсон спросил: «О, мистер Холмс, вы занялись изучением пиявок?» «Нет, я наблюдаю за погодой и думаю, что сегодня будет дождь, надо взять зонтик». Почему Ш.Холмс так решил? («Природный барометр». Пиявка является природным барометром. В хорошую погоду давление высокое, в воде достаточно кислорода и пиявка хорошо себя чувствует в воде, она лежит на дне. При пониженном давлении (перед дождем и снегом) содержание воздуха и кислорода в воде уменьшается и пиявка поднимается к поверхности воды.)

6. Хитрые вопросы от Вовочки.

Почему человек и лошадь вязнут в болоте, а свинья или овца нет?

(Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разреженное пространство. Перевес атмосферного дав­ления в этом случае может достигать 1000// на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разрежен­ное пространство. Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда).

V. Домашнее задание

п. 45 - 46, упр. 23 (1; 3)

Творческое задание:

1.Придумайте свой природный барометр.

Нам потребуется банка с водой, лягушка и маленькая деревянная лесенка.  Если лягушка поднимается по лесенке – ждите плохой погоды, спускается вниз – к переменной погоде, барахтается на поверхности воды – ждите солнечной сухой погоды. Связано это с лягушачьей кожей и испарением воды с нее: к сухой погоде сиди в воде, дождик – можно выбираться наверх.

2. Роль атмосферного давления: когда мы дышим, как оно помогает пить слону

Как мы дышим? Механизм дыхания заключается в следующем: мышечным усилием мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом давление воздуха внутри легких уменьшается, и атмосферное давление вталкивает туда порцию воздуха. При выдыхании происходит обратное явление.

Как пьет слон? Шея у слона короткая, он опускает хобот в воду и втягивает в себя воздух. Под действием атмосферного давления хобот набирается водой, тогда слон сгибает хобот и выталкивает воду в рот.

VI. Итог урока

Оценивание

VII. Рефлексия

«Фразеологизм» или «Пословица»

Выберите фразеологизм или пословицу которые характеризуют вашу  работу сегодня:

1.Шевелить мозгами ( было интересно, узнал много нового)

2.Краем уха(немного заинтересовало)

3.Хлопать ушами(скучно, не интересно)