Урок по физике в 7 классе «Измерение атмосферного давления».

Класс: 7 класс          Дата: 16.02.2012             Предмет: физика

Тема урока: Измерение атмосферного давления

Тип урока: изучение нового материала

Цель урока: изучить приборы, измеряющие атмосферное давление.

Задачи:

        I.            Предметные:

-        расширить представления о значении атмосферного давления,  показать важность его измерения

-        изучить устройство и принцип действия ртутного барометра

-        введение единицы атмосферного давления (1мм рт. ст., выражение её в паскалях)

-        изучить устройство и назначение барометра – анероида

     II.            Метапредметные

1.      ПознавательныеУУД

-        учить анализировать изучаемые явления и приборы с выделением их отличительных признаков

-        учить проводить сравнение изученных объектов

-        продолжить формирование умений выделять физические явления, описывать их физическими величинами.

2.      Регулятивные УУД

-        формировать умение ставить учебные цели и задачи, планировать их реализацию

-        учить оценивать совместно с учителем или одноклассниками результат своих действий

3.      Коммукативные УУД

-        формировать умение работать в паре

-        формировать действия по организации и планированию учебного сотрудничества с учителем и сверстниками

-        учить действовать с учётом позиции другого и уметь согласовывать свои действия;

-        учить устанавливать и поддерживать необходимые контакты с другими людьми

  III.            Личностные УУД

-        формировать познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности учащихся;

-        воспитывать положительное отношение к физике как к области человеческой деятельности

-        формировать  ценностные отношения друг к другу, к учению, к авторам открытий и изобретений, к результатам обучения.

Основные знания и умения:

·         Уметь описывать опыт Торричелли

·         Знать устройство и принцип действия барометров.

·         Знать значение нормального атмосферного давления.

·         Уметь переводить давление из мм.рт.ст в систему СИ

·         Уметь измерять атмосферное давление с помощью барометра-анероида

·          

Демонстрации: барометр – анероид, таблица (устройства барометра), таблица (опыт Торричелли), презентация

Межпредметные связи:

с математикой (работа со степенями, задача на математические действия);

с историей (история открытия атмосферного давления, факты из жизни Торричелли);

с биологией (атмосферное давление и жизнедеятельность организмов);

Ход урока

I.Организационный момент

II. Актуализация   знаний

На прошлом уроке мы познакомились с атмосферным давлением.

На середине парты  находятся листы, где вам предложены несколько утверждений (приложение1).  Напротив верных поставьте «+», а неверных – «-» Вы можете обсудить вопросы в паре. Подготовьтесь дать устный ответ с обоснованием. От пары выступает один человек. Когда будете готовы к ответу, поднимите руки. (Работа в парах)

Проверим ваши решения (опрос отдельных учеников, сверяются с таблицей на экране)

Почему не возможно рассчитать атмосферное давление по формуле p=ρgh ?

( Нет четкой границы атмосферы – не знаем глубину.

Плотность атмосферы не одинакова)

А нужно ли знать атмосферное давление? По телевидению или радио мы часто слышим, что приближается фронт высокого или низкого давления.  Что это  означает? Для чего это нужно знать? Давление связано с погодой. Если не возможно рассчитать атмосферное давление, то как его узнать?

Какие цели на этот урок мы поставим перед собой?

(Сформулируйте, чем мы будем заниматься на этом уроке)

Цели (на доске)

-        Изучить, кто и как впервые измерил атмосферное давление;

-        в чем измеряется атмосферное давление

-        как называется прибор для измерения атмосферного давления

-        принцип действия прибора

Тема нашего урока: Как измерить и вычислить атмосферное давление?

рассмотрим пример: набираем воду в шприц.

почему вода следует за поршнем? (объяснение ученика: между поршнем и водой создается разреженное пространство и под действием атмосферного давления на поверхность воды в стакане вода поднимается вслед за поршнем)

В конце 16 века некий богатый итальянец построил в горах замок. Воду решено было поднять вверх насосами. Но вода поднялась только на высоту около 10 метров и дальше не пошла.

к Г.Галилею обратились с просьбой объяснить, почему насосы не поднимают воду с глубины, превышающей 10 метров. Галилей привлёк к объяснению гипотезу, которая утвердилась со времён Аристотеля: “Природа боится пустоты”. Боязнью пустоты объясняли всасывание, прилипание двух гладко отшлифованных пластинок, явление сцепления, поднятие воды в насосах. Галилей не нашел ответа на вопрос и отделался шуткой: “Очевидно, природа боится пустоты до высоты в 10 метров”. Этим фактом была поставлена проблема. Галилей искал решение и привлёк к поискам своих учеников Эванджелиста Торричелли и Винченцо Вивиани

попробуйте объяснить следующий опыт:

опыт с пробиркой и водой. Почему вода не выливается?

Опыт Торричелли – видеосюжет.

Опыт Торричелли состоит в следующем: стеклянную трубку длиной около 1 м, запаянную с одного конца, наполняют ртутью. Затем, плотно закрыв другой конец трубки, ее переворачивают, опускают в чашку с ртутью и под ртутью открывают конец трубки. Ртуть из трубки начинает выливаться, но не вся! Высота столба ртути, оставшейся в трубке, равна примерно 760 мм. . Эта высота не зависит ни от длины трубки, ни от глубины ее погружения. Над ртутью в трубке воздуха нет, там безвоздушное пространство.

(вопросы после просмотра видеосюжета):

Почему ртуть выливалась из трубки?

Почему ртуть прекратила выливаться из трубки?

ответы: 1.Давление ртути в трубке высотой 1 метр было больше атмосферного давления.

2. давление атмосферы уравновешено столбом ртути.

Постановка проблемы: Попробуем и мы понять – почему не выливается ртуть (  эвристический метод )

       Рассмотрим   давление   в ртути на уровне аа₁  .

Что можно сказать о давлении жидкости  в любой  ее точке на одном и том же уровне?

Что оказывает давление на поверхность ртути в широкой чаше на уровне аа₁ ?  ( атмосфера)

Чем создается давление на том же уровне  в  стеклянной трубке? ( столбом ртути )

Т.к. ртуть находится в равновесии, то что можно сказать о величине  атмосферного давления и  давления столба ртути?  ( они одинаковы)    

                          Далее записывается  

Высота столба ртути, оставшейся в трубке, равна примерно 760 мм. . Эта высота не зависит ни от длины трубки, ни от её формы, ни от глубины её погружения.

 Если атмосферное давление увеличится, то ртуть поднимется в трубке, а если атмосферное давление уменьшится, то высота ртутного столба тоже станет меньше.

а значит,  по высоте столба можно судить об атмосферном давлении.

Как из трубки с ртутью получить прибор?

Прикрепим к трубке Торричелли вертикальную шкалу (линейку) и получаем простейший прибор для измерения атмосферного давления - ртутный барометр(от греч. «барос» – тяжесть, « метрео» – измеряю)..

в каких единицах будет измеряться атмосферное давление этим прибором?

Этим прибором измеряют давление в мм рт.ст.

Так появилась единица атмосферного давления — 1 мм рт.ст. Определим связь между единицами давления — паскалем и миллиметром ртутного столба:

р = gph            р = 9,8 Н/кг • 13 600 кг/м3 • 0,001 м = 133,3 Па,

1 мм рт.ст. = 133,3 Па.

а как выразить в Па 2 мм рт. ст.?

найдите ошибки в расчетах

Давление  атмосферы,  равное  давлению  столба   ртути  высотой   760 мм  при температуре 0 ⁰С называют нормальным атмосферным давлением

записывается : p₀= 760 мм рт. ст.

изменения атмосферного давления связаны с изменением погоды.

сделайте вывод о погоде по слайдам

 В народе говорят: «К плохой погоде давление падает, а к хорошей – поднимается»

P>P₀ – высокое атмосферное давление (холодно или жарко, без осадков)

P<P₀ – низкое атмосферное давление (облачно, осадки)

Напомню, что ртутный барометр был изобретен в XVII веке итальянским ученым Торричелли.

удобен ли такой барометр для ежедневного измерения атмосферного давления?

Недостатки: громоздкий, хрупкий, ртуть ядовита.

Барометр-анероид.

На практике для измерения атмосферного давления используют металлический барометр, называемый анероидом (в переводе с греческого – безжидкостный. Так барометр называют потому, что он не содержит ртути).

Внешний вид анероида изображен на рисунке 2. Главная часть его — металлическая коробочка 1 с волнистой (гофрированной) поверхностью (рис. 3). Из этой коробочки выкачан воздух, а чтобы атмосферное давление не раздавило коробочку, ее крышку пружиной 2 оттягивают вверх. При увеличении атмосферного давления крышка прогибается вниз и натягивает пружину. При уменьшении давления пружина выпрямляет крышку. К пружине с помощью передаточного механизма 3 прикреплена стрелка-указатель 4, которая передвигается вправо или влево при изменении давления. Под стрелкой укреплена шкала, деления которой нанесены по показаниям ртутного барометра. Так, число 750, против которого стоит стрелка анероида (см. рис. 2), показывает, что в данный момент в ртутном барометре высота ртутного столба 750 мм.

Следовательно, атмосферное давление равно 750 мм рт. ст., или ≈ 1000 гПа.

Знание атмосферного давления весьма важно для предсказывания погоды на ближайшие дни, так как изменение атмосферного давления связано с изменением погоды. Барометр — необходимый прибор при метеорологических наблюдениях.

Демонстрация барометра.

Определим атмосферное давление по барометру (ученик называет) Какая погода соответствует этому давлению?

Подведем итог урока. Проверим, выполнили мы свои задачи? Прочитайте вопросы, сформулируйте ответы

-        Изучить, кто и как впервые измерил атмосферное давление;

-        в чем измеряется атмосферное давление

-        как называется прибор для измерения атмосферного давления

-        принцип действия прибора

Домашнее задание:
§42, 43
примеры природных «барометров»
или
где в повседневной жизни применяется атмосферное давление

Закрепление.

А теперь проверим, как вы усвоили тему. Возьмите листочки на краю стола. Подпишите листочки. Установите соответствие между утверждениями, соединив части слева и справа стрелками.

Какие у вас впечатления от урока? Я начинаю фразу, а вы заканчиваете.

(Рефлексия. Приём - недописанное предложение.)

В целом урок  прошёл…

На уроке я узнал…

Во время занятия мне было трудно…, потому что…

Мне бы хотелось узнать....

Мне понравилось …

Дополнительный материал

Природный барометр

Если набрать в банку воды и поместить туда пиявку, то можно предсказывать погоду по ее поведению.  В хорошую погоду пиявка лежит на дне, свернувшись в клубок. Перед дождем она всплывает к краю сосуда и лежит, пока погода не улучшится. Если будет ветер, то пиявка быстро плавает и успокаивается вместе с ветром. В морозную, ясную погоду она лежит на дне, а в снегопад – поднимается к поверхности. Все это связано с изменением атмосферного давления. При пониженном давлении (перед дождем или снегом) содержание воздуха и кислорода в воде уменьшается. В хорошую погоду давление высокое, кислорода в воде достаточно, и пиявка хорошо себя чувствует на дне. То же самое наблюдается и в природе – в водоеме.

приложение1

Верные и неверные утверждения

Напротив верных утверждений поставьте «+», а неверных «-»

подготовьтесь к ответу, объясняя, почему вы так считаете

приложение 2

Фамилия, Имя ____________________________________________