План-конспект урока по физике в 10 классе на тему : Движение в жидкостях и газах. Уравнение Бернулли.

План-конспект урока по физике в 10 классе

на  …………

Тема урока: Движение в жидкостях и газах. Уравнение Бернулли.

Цели урока :

Образовательные:

Добиться усвоения учащимися понимания движения жидкостей и газов, уравнения Бернулли 

Воспитательные:

Продолжить воспитание отношения к физике, как к интересной и необходимой науке;

Формировать у учащихся аккуратность, при работе с записями в тетради.

Развивающие:

Продолжить формирование умения высказывать умозаключения;

Развитие самостоятельности в суждениях;

Ход урока

1. Организационный момент

Приветствие, выявление отсутствующих, проверка готовности учащихся к уроку.

2. Опрос  домашнего задания

Центробежная сила

Динамика вращательного движения  

3.Обьяснение новой темы

Вы знаете, что в состоянии покоя жидкости и газы оказывают давление на стенки сосуда. В природе и в быту жидкость находится не только в состоянии покоя, но и в движении. Какие силы возникают в текущей по арыкам, каналам, рекам и водопроводным трубам воде?

Для изучения этого явления рассмотрим поверхность воды, текущей в арыке. В середине широкого полноводного канала вода, в основном, течет равномерно по одной  линии.  В  этом  можно  удостовериться,  наблюдая за телами, плывущими в воде Такое течение называется послойным или ламинарным. Вода в горной реке течет быстро. Если наблюдать за телами, плывущими по этой реке, то можно увидеть, что течение образовывает водовороты Такое течение называется турбулентным. Значит, если жидкость течет по трубам, то за счет трения о стенки трубы слои жидкости текут с разной скоростью: в середине трубы– быстрее, у стенок– медленнее. Рассмотрим течение жидкости по трубке с изменяющим поперечным сечением, не учитывая трение

 Жидкость  затекает  в  часть  трубки  с  сечением  S₁ со  скоростью  υ₁ и протекает  через  участок  с  сечением  S₂ со  скоростью  υ₂.За короткий промежуток времени Δt через площадь S₁ протечет вода массой m₁ , через площадь S₂ протечет вода массой m₂ . По закону сохранения массы m₁= m₂.. Если вместо массы воды поставить плотность ρ и объем воды V, получим:

Ρ₁ S₁ υ₁ Δt= ρ₂ S₂ υ₂Δt .  Если  учесть,  что  жидкость  не  сжимается,  т.е.:  ρ₁ = ρ₂ ,

тогда выходит, что         S₁ υ₁  = S₂ υ₂

Полученный результат можно сформулировать следующим образом:

Модули скоростей несжимаемой жидкости, текущей по трубам с разными сечениями, обратно пропорциональны сечениям трубы

Это  называется  уравнением  непрерывности  течения  для  несжимаемой жидкости.

Таким образом, в широком месте трубки скорость жидкости будет меньше, чем в узком месте. Например, когда нужно, чтобы вода из водопроводного шланга брызгала дальше, нужно сжать отверстие шланга.

Пусть вода течет по трубе разного сечения, с тонкими измерительными трубками  наверху  . При  стационарном течении жидкость по измерительным трубкам поднимается вверх. По высоте подъема жидкости можно сделать вывод об оказываемом ею на стенки   трубы   давлении.   Опыты   показывают что  в  широких  местах  трубы давление будет больше, чем в узких местах. Согласно уравнению непрерывности течения, скорость течения в широкой части будет меньшей, а в узкой части будет больше. На основании вышеизложенного можно сделать следующий вывод:

В потоке жидкости давление велико, если скорость течения мала, и давление мало, если скорость велика

Математическое выражение зависимости давления жидкости от скорости течения. определил в 1738 году Д. Бернулли.

Уравнение   Бернулли   можно   вывести   из   закона   сохранения   механической энергии применительно к течению жидкости.

Установим трубку с изменяющимся сечением, по которой течет жидкость, под наклоном относительно горизонта

Установим трубку       с          изменяющимся           сечением,          по        которой течет жидкость, под наклоном относительно горизонта.

На широком отрезке трубки за время t

через сечение АВ протекает определенный объем жидкости. Поскольку жидкость считается  несжимаемой,   через   сечение CD за это время протекает такое же количество  жидкости.  Обозначим площадь сечения АВ как S _1, скорость течения   жидкости   через   это    сечение υ₁  ,   соответственно   площадь   сечения   CD обозначим  S₂ и скорость υ₂  

Сила  давления F₁ и F_{2  .}Под  действием  силы  тяжести  выделенный объем   жидкости   в   течение   времени   t   смещается   в   правую   сторону из-за разности давлений .

Выполненная при этом работа равна: A=A1 + A2=F1 l1+ F2l2=p1 υ₁ S ₁Δt + p2 υ₂S ₂Δt

.Согласно закону сохранения энергии выполненная работа внешних сил равна изменению энергии:

ΔЕ = ΔЕk + ΔЕp

В итоге получаем  Р₁+ p₁ gh₁+ p₁  υ₁²/2 = Р₂+ p₂ gh₂+ p₂ υ₂²/2

Это выражение называется уравнением  Бернулли для течения идеальной жидкости или газа

Если h₁= h₂  получаем  Р₁+p₁  υ₁²/2 = Р₂+ p₂ υ₂²/2

4.Решение задач

1.Емкость имеет на дне маленькое отверстие закрытое пробкой. В емкость залили воду высотой 1 м. На поверхности воды установили поршень массой 1 кг и площадью 100 см2 . Через стенки емкости и поршня вода не просачивается. С какой скоростью будет выливаться вода,  если резко открыть пробку

5.Дом.задание : § 20

Баязитов Р.И.

Краткое описание документа:

План-конспект урока по физике в 10 классе на тему : Движение в жидкостях и газах. Уравнение Бернулли .

В природе и в быту жидкость находится не только в состоянии покоя, но и в движении.Ламинарное и турбулентные течения жидкостей . Скорость жидкостей и газов через различные сечения . Закон Бернулли .