Урок "Пневматические машины и инструменты"

7-й класс. Тема урока: "Манометры. Насосы. Гидравлический пресс"

Этот урок очень важен для изучения главной темы всего года 7 класса: «Архимедова сила». К нему я начинаю готовить учеников заранее, мы разыскиваем дополнительный материал; опрашиваем родителей о том, что они знают о выше названных приборах; делаем фотографии, составляем презентации, сообщения. Сама эта подготовка уже приносит большие плоды в образовании и развитии детей.
На уроке они, изучая принцип действия этих технических устройств, начинают понимать особое свойство жидкости передавать давление; действовать на поршень, заставляя перемещаться туда, где давление меньше. На следующем уроке ученики, не задумываясь, слушают и видят на опытах, что жидкость действует на погруженное в неё тело, что жидкость выталкивает погруженное в неё тело и т.д.

Цели урока:
Образовательная: Применить имеющиеся знания к объяснению принципа действия технических устройств. Создать условия для понимания особых свойств жидкости.
Развивающая: Создать условия для активизации познавательной деятельности. Развивать способности учащихся грамотно выражать свои мысли.
Воспитательная: развивать познавательный интерес к предмету, показать значение физики для развития техники. Развивать навыки коммуникативного общения.

Оборудование: все имеющиеся в кабинете манометры, гидравлический пресс.
Электронные пособия: Презентация (Приложение); «1С: Школа. Физика. Библиотека наглядных пособий» под редакцией Н.К.Ханнанова.

Таблицы: Схема железнодорожного тормоза; Воздушный тормоз автомобиля.

Ход урока

Вступительное слово учителя о том, что мы к данному уроку уже изучили немало различных приборов, которые применяются не только в физике, но и в технике, и в быту.
Предлагается ученикам перечислить эти приборы.
Остановимся на приборе барометр; что измеряют с помощью этого прибора? В каких единицах барометр измеряет атмосферное давление? Какие единицы давления применяются в физике?
Прибор для измерения давления большего или меньшего, чем атмосферное давление называется манометр.

1 часть нового материала:
Ученики записывают тему в тетрадь: Манометр.

Демонстрация: Учитель демонстрирует жидкостный манометр (на экране проектируется его фотография) (Презентация, кадр 2), объясняет его устройство, принцип действия и показывает с его помощью, что давление внутри жидкости зависит от глубины. По ходу демонстрации вспомнили формулу зависимости давления в жидкости от высоты столба жидкости. p = ρgh.
В каких единицах водяной манометр измеряет давление?
Методом беседы выводим, как перевести мм водяного столба в паскали (учитель пишет на доске, ученики в тетрадях)

Учитель демонстрирует металлический манометр – на столе: сам манометр и его модель; на экране его фотография и рисунок 129 из учебника. ( Презентация, кадр 3 - 5) На модели не заметно пальцем заставляю удлиняться трубку, и стрелка начинает перемещаться по шкале. Реакция у учеников восторженная, но я прошу догадаться, что и почему происходит. Если сразу не смогут, то покажу свои действия и все вместе разбираем принцип действия металлического манометра.
Крупное изображение шкалы на экране (Презентация, кадр 4) даёт возможность рассмотреть единицы измерения и аналогичная работа:

1кгс/см² – записать, как читается словами, просчитать, доказать:

Рассматриваем манометр на воздушном колоколе (Презентация, кадр 6) на гидравлическом прессе (Презентация, кадр 7,8) , видим единицы измерения: kgf/см² и разбираемся, что это те же единицы.
 Прошу учеников рассказать: где они видели манометры, для чего эти манометры применяются и в каких единицах они измеряют давление.
 Ученики с удовольствием рассказывают про манометры: (Презентация, кадр 9 - 12)
 Обнаруживаются единицы: 100кПа, 1 атм, 1мм рт. ст. Все единицы анализируются.

2 часть нового материала: Насосы.
Задать в учебнике (стр. 110, рис 130) – рассмотреть насос и попытаться объяснить принцип его действия. Пока ученики смотрят в учебник, включить проекцию: «1С Школа. Физика. Библиотека наглядных пособий» под редакцией Н.К.Ханнанова./ Механика/Анимация 9 – Насос. Отлично показано, рассказано (в классе как будто появился другой учитель, который рассказывает строго научным языком). (Презентация, кадр 13)

 Послушали; учитель предлагает, кто сможет теперь сам рассказать, как работает этот насос. Желающих нет, ученики воспринимают такие демонстрации, как развлечение и возможность немного отдохнуть, (дать «отдохнуть» ученикам может входить в планы и учителя) Но нужно и учить детей воспринимать информацию не только со слов учителя. Включается снова демонстрация с заранее поставленной задачей: вы видите этот насос в учебнике, слушаете второй раз и надо рассказать его принцип действия на оценку. Чаще всего, после такой постановки задачи, желающие есть и рассказать, и дополнить рассказ. Но бывают такие классы, в которых ученики и после второго просмотра затрудняются вслух рассказывать. Тогда снова включается демонстрация и поэтапно, по отдельным предложениям все вместе разбираем смысл всего увиденного и сказанного. (Анимация даёт возможность остановиться, вернуться назад и т.д.)
Задать в учебнике (стр. 110, рис 131) – рассмотреть насос и попытаться объяснить принцип его действия – теперь желающих рассказать много.
Прошу учеников рассказать, какие насосы они нашли в дополнительной литературе. Рассказывают (Презентация, кадр 14 - 16).

3 часть нового материала: Гидравлические машины.
Рассказ учителя проходит полностью в сопровождении презентации кадры 17 -20. Главная мысль: жидкость передаёт давление по всем направлениям одинаково; под действием давления передаваемого жидкостью приходят в движение поршни; оказывая небольшое давление на малый поршень можно с помощью большего поршня поднять большой груз. Главный вывод о выигрыше в силе. Разбор проводится достаточно быстро, без записей в тетрадях, без особого заострения внимания на математические действия. Главное понять свойство жидкости передавать давление; действовать на поршень, заставляя перемещаться туда, где давление меньше. Понять принцип, почему получается выигрыш в силе, с помощью гидравлической машины.

 Формула записывается на доску и в тетради, анализируется. Её читают не только строго научно, но и простыми словами, учитель показывает, как её легко запомнить.
 Образец решения задачи. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м², чтобы поднять тело весом 500 Н, находящийся на поршне площадью 5м²? ( Текст задачи в презентации, кадр 21)
 Учитель решает задачу с подробными пояснениями, с чертежом, с применением полученной ранее формулы на доске, ученики - в тетрадях.
 Получив ответ, проводится полный анализ его: как на практике проявляется выигрыш в силе? Во сколько раз гидравлическая машина даёт выигрыш в силе? Можно ли было решить эту задачу устно?
Решение задач из задачника В.А.Лукашик, Е.В.Иванова «Сборник задач по физике» № 496, 497(устно).
Рассказ учеников, в каких устройствах применяется свойство гидравлических машин. (Презентация, кадр 22 - 27)
Учитель предлагает таблицы: Схема железнодорожного тормоза; Воздушный тормоз автомобиля ученики самостоятельно разбираются с тем, что на них изображено.

Подведение итогов урока, запись домашнего задания.

Использованная литература:

1. А. В. Перышкин учебник «Физика» 7 класс.
2. В. А. Лукашик, Е.В.Иванова «Сборник задач по физике».
3. «1С: Школа. Физика. Библиотека наглядных пособий» под редакцией Н.К.Ханнанова.
4. Презентации:
   Батенева О. М. МОУ «ООШ№2» г.Урая Тюменской обл. ХМАО. « Барометры»
5. Кривобокова Е. В. МОУ Лемешкинская СОШ. «Гидравлический пресс»