Урок физики в 7 классе по теме "Атмосферное давление"

Урок физики в 7 классе  по теме "Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли" 

Цель урока

·           Образовательные:

o   рассмотреть причины, создающие атмосферное давление, экспериментально доказать его наличие;

o   систематизировать знания по теме “Давление. Давление в жидкости и газе” через применение тестов и осложнённых экспериментальных заданий на уроке;

o   повторить основные формулы темы;

o   формировать у учеников умение осуществлять самоконтроль с помощью конкретных вопросов.

• Развивающие:

o   совершенствовать навыки индивидуальной и групповой  работы;

o   активизировать мышление школьников, умение самостоятельно формулировать выводы, развивать речь;

o   развивать творческие способности  с помощью экспериментальных заданий, навыки исследовательской деятельности.

• Воспитательные:

o   развивать чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе изучения предмета;

o   развивать мотивацию изучения физики, используя разнообразные приёмы деятельности, сообщая интересные сведения.

o   рассмотреть возможности использование атмосферного давления в различных областях человеческой деятельности.

Оборудование: ПК, мультимедийный проектор, программа Microsoft Power Point, презентация,  2 стакана, листок бумаги, бутылка с водой, шланг (трубка),  насос, магдебургские полушария, огарок свечи, пластиковые бутылки, спиртовка, шило или спица, присоска-игрушка, шприц, пипетка, медицинская банка, ливер для забора жидкостей, блюдца с водой, монета,  спички.

Ход урока

Перед началом урока учащиеся распределены по группам с равными учебными возможностями.

1-й этап. Урок начинается с повторения по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов. Сообщающиеся сосуды». (Работа в группах по презентации слайды 1-3). Взаимопроверка групповых работ. Ответы на тест (слайд 4): 1.б  2.б  3.а  4. б  5.2

2-й этап. Повторение материала прошлого урока (Строение атмосферы слайд 5-8)

http://files.school-collection.edu.ru- Рисунок «Атмосфера Земли»

http://files.school-collection.edu.ru – Текст «Физические свойства атмосферы»

Вопрос к 5 слайду для 1 группы: В каких слоях атмосферы могут передвигаться вертолеты, самолеты, парашюты? К 6 слайду для 2 группы: Как переводится с греческого языка «атмосфера»? Что вы можете о ней рассказать? К 7 слайду для 3 группы: Если Земля лишится атмосферы, что ее ждет?

 3-й этап. Постановка проблемы

Урок начинается с опытов, демонстрирующих наличие такого явления, как атмосферное давление.

Демонстрация опытов:  (слайд 9)

• Подъем воды за поршнем (шприц)
• “Прилипание” листа бумаги к опрокинутому стакану с водой.

Ученики выдвигают свои версии о причинах наблюдаемых явлений. Учитель  предлагает вспомнить свойства газа и особенности проявления его давления (слайд 10). На экране появляются вопросы, учащимся предлагается выбрать те, ответы на которые они уже знают.

Ответы на какие вопросы вы уже знаете?

• Как создается давление твердого тела на опору?
• Как создается давление газа?
• Как создается давление атмосферы?
• Как создается давление жидкости на дно и стенки сосуда?
• Как измерить атмосферное давление?
• Как впервые “показали” величину атмосферного давления?
• Что такое “торричеллиева пустота”?
• Почему говорят, что мы живем на дне воздушного океана?
• Для чего люди систематически измеряют атмосферное давление?

На экране остаются те вопросы, которые определяют тему и содержание урока. Ученикам предлагается сформулировать цели урока и начать совместный поиск ответов на них. Составляется план урока, формулируется тема урока: “АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ. ОПЫТ ТОРРИЧЕЛЛИ” (записываем в тетради)

Совместно с учащимися делается вывод о том, что Землю окружает газовая оболочка, называемая атмосферой. А так как воздух имеет вес, то он должен оказывать давление (демонстрируются слайды).

4-й этап. Измерение атмосферного давления: история вопроса

С помощью слайдов учащиеся знакомятся с первыми попытками измерения атмосферного давления. Ответы  дают учащиеся, заранее получившие задание по данным вопросам.

• (слайд 11) Группа 1.  В 1643 году итальянский ученый Гаспаро Берти на фасаде своего дома в Риме соорудил установку, которая показала, что 10 м водяного столба не случайная величина.
• (слайд 12, 13)

http://files.school-collection.edu.ru – Слайд-шоу «Измерение атмосферного давления»

Группа 2. Впервые давление было измерено итальянским ученым, математиком и физиком Эванджелисто Торричелли. Он взял стеклянную трубку длиной 1 метр, запаянную с одного конца, наполнил ее полностью ртутью и перевернул, опустив открытый конец в чашку со ртуть (слайд 14).  К удивлению окружающих, из трубки вылилась лишь не большая часть ртути. В трубке остался столбик ртути высотой 76 см (760 мм). Торричелли утверждал, что столбик удерживается атмосферным давлением. Именно ему впервые пришла эта мысль.

Учитель вводит понятие “Торричеллиева пустота”.

• (слайд 15, 16)

http://files.school-collection.edu.ru  - Текст «Магдебургские опыты»

Группа 3. Чтобы наглядно продемонстрировать это давление, в 1654 году был проведен знаменитый опыт с магдебургскими полушариями. В нем, из плотно прижатых друг к другу металлических полусфер был откачан воздух. Атмосферное давление настолько сильно сжимало их снаружи, что снова разделить полушария не смогли даже 16 лошадей (восемь пар) лошадей, тянущих полушария в разные стороны. Проведен этот эксперимент немецким физиком, бургомистром Магдебурга Отто фон Герике.

Учитель совместно с учениками демонстрирует опыт с Магдебургскими полушариями. Какой вывод мы можем сделать их этих опытов? (ученики говорят)

Вывод: Воздух может давить на предметы (слайд 17).

Воздушная оболочка Земли – атмосфера – создает давление, эквивалентное  давлению 10 м водяного или 760 мм ртутного столба.

5-й этап. Поиск варианта расчета атмосферного давления

Учитель предлагает вспомнить формулу расчета давления столба жидкости, закон Паскаля, условие неподвижности жидкости. Подводит к выводу, что атмосферное давление может быть рассчитано по формуле давления столба жидкости (демонстрируется слайд 18: “Это давление в современных единицах давления с учетом плотности воды и ртути можно рассчитать по формулам:….”). Расчет  давления воды и ртути, перевод мм.рт.ст. в Па. Вопрос: Как перевести давление 1 мм.рт.ст. в Па?

Делаем перевод:  p=ρgh=13600 кг/м³ *9,8 Р/кг * 0,001 м= 133,3 Па

Работа со слайдами 19-22. Рассматриваем, как изменяется высота столба жидкости в зависимости от рода жидкости, как меняется атмосферное давление с высотой, учитель вводит понятие нормального атмосферного давления, сравниваем давление атмосферы с воздействием на организм человека, работаем по графику изменения давления с высотой.

http://files.school-collection.edu.ru – Интерактивный рисунок  «Давление на разных высотах»

6-й этап. Опытно-экспериментальная деятельность учащихся. Работа в группах.

Класс делится на три  группы. Ученики демонстрируют эксперименты, доказывающие существование атмосферы и атмосферного давления. Делают выводы по результатам экспериментов.

Опыт 1. Вытаскивание монеты из воды, не замочив рук (блюдце, свеча, монета, вода, спички). Демонстрация работы пипетки, медицинской банки, ливера для забора жидкостей, поилки для птиц.

Опыт 2. Опыт, похожий на опыт с магдебургскими полушариями. Возьмём два стакана, свечу, бумагу, ножницы. Поставим зажженный огарок свечи в один из стаканов. Вырежем из нескольких слоёв бумаги круг диаметром немного больше, чем внешний край стакана. Затем вырежем середину круга таким образом, чтобы большая часть отверстия стакана осталась открытой. Смочив бумагу водой, мы получим эластичную прокладку, которую и положим на верхний край первого стакана. Поставим  на эту прокладку перевёрнутый второй стакан и прижмём его к бумаге так, чтобы внутреннее пространство обоих стаканов оказалось изолированным от внешнего воздуха. Свеча вскоре потухнет. Теперь, взявшись рукой за верхний стакан, поднимем его. Мы увидим, что нижний стакан как бы прилип к верхнему и поднялся вместе с ним. Объясните наблюдаемое явление.

Опыт 3. Как вылить воду из сосуда под действием атмосферного давления? (два сосуда, резиновая трубка). Где применяется данный опыт?

Учащиеся объясняют проделанные опыты с помощью учителя.

7-й этап. Закрепление материала. Работа со слайдом 23.

8-й этап. Рефлексия (слайд 24)

Учитель предлагает вспомнить задачи урока и вопросы, на которые необходимо было ответить. На слайде: На какие вопросы мы ответили на уроке?

1. Как создается давление атмосферы?
2. Как измерить атмосферное давление?
3. Как впервые “показали” величину атмосферного давления?
4. Что такое “торричеллиева пустота”?
5. Почему говорят, что мы живем на дне воздушного океана?
6. Для чего люди систематически измеряют атмосферное давление?

Учащиеся делают выводы, выясняют, что ответ на 6 вопрос не был найден. Учитель предлагает подумать над ним дома. ( Вопрос определяет содержание следующего урока). Домашнее задание на следующий урок: §42, задание 11, вопрос 6.

(слайд 25) Вот, закончился урок,
Знания пошли вам впрок.
Я хочу совет вам дать:
Надо физику читать,
Чтоб задачи все решались,
И ответы получались,
И тогда оценку «пять»
Будешь на уроках получать!

Учитель просит учеников заполнить анкету для проверки уровня адекватности своей деятельности и оценить результат своей работы на уроке (слайд 26).

Для подготовки данного урока были использованы материалы:

1. С сайта http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Torricelli.html
2. Учебник «Физика-7», А.В. Перышкин, М., Дрофа. 2011 г.

Приложение к разработке является CD-ROM диск с подобранным из Интернета материалом об атмосферном давлении, его измерении, ученых, исследовавших атмосферное давление