 
Методична розробка уроку з теми «Взаємодія тіл»
8 клас
Тема уроку:«Тиск рідин і газів. Закон Паскаля. Манометри.»
Мета уроку:
Обгрунтуватиіснуваннятискув рідинах і газах на основі молекулярно-кінетичних уявлень, пояснити механізм передавання тиску рідинами і газами.
Познайомити учнів із законом передачі тиску рідинами і газами – законом Паскаля.
Ввести поняття гідростатичного тиску та з’ясувати, що тиск рідини на дно стінки посудини залежить тільки від її густини і висоти рівня.
Пояснити та експериментально підтвердити, що тиск усередині рідини на тому самому рівні однаковий у всіх напрямках і тиск збільшується з глибиною.
Розглянути принцип дії, будову та призначення манометрів.
Формувати вміння та навички учнів робити спостереження в природі, побуті, вміння робити висновки з спостережень та проведених експериментів.
Виховувати пізнавальний інтерес до вивчення нового.
Тип уроку: комбінований.
План уроку
I. Організаційний момент.
II. Актуалізація опорних знань учнів.
ІІІ. Мотивація навчально – пізнавальної діяльності учнів.
ІV. Сприймання й усвідомлення нового матеріалу.
Рух і взаємодія молекул в газах і рідинах.
Тиск газу – результат взаємодії молекул зі стінками посуди.
Зміна тиску газу зі зміною температури.
Залежність тиску газу від густини.
Механізм передачі тиску рідиною.
Закон Паскаля для рідин і газів.
Манометри.
Гідростатичний тиск. Розрахунок тиску рідини на дно і стінки посудини.
Освоєння людиною глибин Світового океану.
V. Узагальнення та систематизація знань та вмінь учнів.
Розв’язуємо задачі.
Контрольні запитання.
Висновки з уроку.
VI. Домашнє завдання.
Обладнання: мультимедійний проектор;мультимедійна дошка;аркуш тонкого паперу;пісок; скляна трубка, один кінець якої закрито тонкою гумовою плівкою, з поршнем; куля Паскаля з приєднаноютрубкою, в якувставлено поршень; рідинний манометр з манометричною коробочкою; посудина з водою.
Методичні зауваження.
До уроку підготовлено презентацію зі слайдами, на яких зображено малюнки дослідів, висновки з них, вивід формули гідростатичного тиску, задачі та контрольні запитання на закріплення матеріалу.
Крім того, в презентації представлені анімації до дослідів:
Роздування гумової кульки під ковпаком повітряного насосу.
Демонстрування тиску всередині рідини за допомогою рідинного манометра.
Демонстрування залежності тиску рідини на дно і стінки посудини від глибини занурення.
Ці анімації дають можливість замінити дослід, що робить вчитель або доповнити його.
Хід уроку
I. Організаційний момент.
II. Актуалізація опорних знань учнів.
1.Повторення раніше вивченого матеріалу.
Два учні одержують завдання на окремих карточках і працюють біля дошки.
№1. 1) Задача: Стальна Ейфелева башта в Парижі масою 9000 т опирається на площу 450 м2 . Визначити її тиск на Землю.
Дано:
m = 9∙103 т
S=450 м2
р - ?
|
СІ
9∙106кг
450 м2
|
Розв’язання
p =
F = mg
p = 
[p]=  = 
p =  =2 105 (Па) =200 кПа
Відповідь: p = 200 кПа
|
2) Що називають тиском?
3) Як залежить тиск від площі опори? Чому по снігу легше рухатися на лижах, ніж без них?
№2. 1) Задача: Тиск токарного верстата на фундамент дорівнює 15 , площа опори верстата 0,02 м2. Яка вага верстата?
Дано:
р = 15
S= 0,02 м2
Р - ?
|
СІ
15∙104
0,02 м2
|
Розв’язання
p =
F = Р
p= 
Р = рS
[Р]= м2 = Н
Р = 15∙104∙2∙10-2 = 30∙102 = 3000 (Н)
Відповідь:Р=3000 Н.
|
2) Як залежить тиск від сили тиску?
3) Чому гострий ніж ріже краще ніж тупий?
2. Бесіда з учнями з метою повторення питань про внутрішню будову тіл, відмінності між агрегатними станами речовини з точки зорумолекулярно-кінетичної теорії.
Внаслідок стискання повітря у циліндрі об’єм його зменшився. Що доводить цей дослід?
Від нагрівання повітря в циліндрі розширилось. Що сталося з молекулами?
В якому стані тіло займає весь наданий йому об’єм?
Які властивості має газ?
Порівняти властивості рідини і газу.
Молекули тіла розташовані в певному порядку і коливаються навколо положення рівноваги. В якому стані перебуває тіло?
ІІІ. Мотивація навчально – пізнавальної діяльності учнів.
Постановка мети уроку та визначити завдання на урок.
На попередньому уроці ми розглядали питання про тиск твердих тіл, а на даному уроці ми будемо з’ясовувати, як створюється тиск в газах і рідинах.
ІV. Сприймання й усвідомлення нового матеріалу.
Рух і взаємодія молекул в рідинах і газах.
Зазначаємо, що розглядатимуться фізичні явища в рідинах і газах, які перебувають в рівновазі. Це означає, що рідина чи газ перебувають у стані спокою відносно стінок посудини, не рухаються всією своєю масою і в них немає помітних течій. Рівновага рідин і газів не виключає молекулярного руху, отже за молекулярно-кінетичною теорією молекули речовини завжди перебувають у безперервному хаотичному русі.
Тиск газу – результат взаємодії молекул зі стінками посудини. В посудині довільної місткості газ завжди стиснутий стінками посудини. Його молекули, рухаючись хаотично, натикаються на стінки посудини, тобто взаємодіють з ним. Якщо не враховувати дію сили тяжіння, то не можливо вказати переважного напряму руху молекул. Вони рухаються в усіх напрямах. Середня кількість молекул, що створюють удари на стінки, буде однаковою в будь якому напрямі, а тому однаковим буде и тиск.
Газ візуально спостерігати ми не можемо, тому скористуємося моделлю.
Використовуємо пісок, піщинки якого імітуватимуть молекули газу.
Дослід 1.
Будемо висипати пісок на аркуш тонкого картону рівномірним потоком. При цьому аркуш картону деформується так само, як колиб на нього діяла постійна сила, хоча насправді деформація картону обумовлена окремими ударами піщинок.
Дослід 2.
Роздування гумової зав’язаної кульки під ковпаком повітряного насоса при викачуванні повітря.
Звертаючи увагу учнів, що в зав’язаній кульці обов’язково знаходяться молекули повітря, пропонуємо учням пояснити цей дослід.
 
На внутрішні стінки кульки діє певна сила, яка спричинює тиск. Причиною такого тиску є рух молекул. Перебуваючи в хаотичному русі, молекули взаємодіють між собою і зі стінками гумової кульки.
Куляста форма, якої набирає роздута оболонка кульки, свідчить про те, що газ тисне на її стінки в усіх напрямах однаково.
Залежність тиску газу від його густини.
У скляну трубку, один кінець якої закрито тонкою гумової плівкою, вставлено поршень. Коли його вводити(б) об’єм газу зменшується, відповідно збільшується густина (= ).
Запитання до учнів: Як при цьому змінився тиск повітря?
Вигинання гумової плівки назовні вказує на збільшення тиску повітря в трубці. (Учні самостійно аналізують другу частину досліду (в).
Висновок:із зменшенням об’єму газу його тиск збільшується, а із збільшенням об’єму тиск газу зменшується за умови, що маса і температура газу не змінюється.
Зміна тиску газу зі зміною температури.
Запитання до учнів: Як змінюється тиск газу, якщо нагріти його при сталому об’ємі? Ми знаємо, що швидкість руху молекул газу при нагріванні збільшується. Рухаючись швидше, молекули частіше і сильніше вдаряються об стінки посудини. Отже, внаслідок цього, стінки посудини зазнаватимуть більшого тиску.
Висновок: тиск газу в закритій посудині буде тим більший, чим вища температура газу, за умови, що маса газу не змінюється.
Механізм передавання тиску рідинами і газами.
Запитання до учнів: Як передається тиск твердими тілами?
Тверді тіла передають силу тиску, зберігаючи її напрями.
А як передають тиск рідини?
Проведемо дослід або розглянемо його на малюнку.
Висновок
На відміну від твердих тіл, окремі шари і дрібні частинки рідини і газу можуть вільно переміщуватися одна відносно одної по всіх напрямках. Через таку рухливість частинок води і газу зовнішній тиск, що здійснюється на них, передається не тільки в напрямку дії сили, а в кожну точку рідини чи газу.
Пояснюємо за допомогою малюнка.
  
На малюнку зображено посудину, в якій міститься рідина або газ під поршнем. Якщо тиск на газ біля самого поршня збільшиться на 1 Па, то в усіх точках усередині газу тиск буде більший від попереднього на стільки ж. На 1 Па збільшиться тиск і на стінки посудини, і на дно, і на поршень.
Закон Паскаля.
Дослід з кулею Паскаля, наповненою водою.
 
Запитання до учнів: Як пояснити, що при натисканні на поршень з отворів кулі б’ють струмені води у всі боки з однаковою силою?
Це пояснюється тим, що поршень тисне на поверхню рідини в трубці і частинки води передають тиск поршня іншим, що лежать глибше. Так тиск поршня передається на всі частинки води в кулі. Внаслідок чого частина води виштовхується з кулі у вигляді струменів, що витікають з цих отворів.
Закон Паскаля.
Тиск, створюваний на рідину або газ зовнішніми силами, передається рідиною або газом однаково у всіх напрямах.
Історична довідка
Знайомимо учнів з дослідом Паскаля, який він проробив в 1648 р., використавши міцну дубову бочку, до країв наповнену водоюі наглухо закритою кришкою. У невеликий отвір у кришці була вставленадовга склянатрубка ( кінецьїї опинився на рівні другого поверху). Трубка була малого перерізу, тому вода в ній піднялася на значну висоту. При цьому тиск в бочці збільшився настільки, що кріплення бочки не витримали, і вона тріснула.
7. Манометри – прилади для вимірювання тиску рідини.
Манометри
РідинніМеталеві
 
Дослід з рідинним манометром, до одного з колінякого приєднана кругла плоска коробочка, затягнута гумовою плівкою.
При натисканні на цю гумову плівку коробочки спостерігаємо різницю рівнів рідини: чим більший створений тиск, тим більша різниця рівнів рідини.
8. Тиск рідин як наслідок дії сили тяжіння.
Рідина в посудині перебуває під дією сили тяжіння: на нижні шари діє вага верхніх її шарів. Чим глибше розміщений шар рідини, тим більшим виявляється тиск, зумовлений дією ваги вище розташованих шарів рідини. Найбільший тиск біля дна посудини.
Тиск рідин зумовлений силою тяжіння, називають гідростатичним.
Дослід: У посудину з водою опускаємо монометричну коробочку і спостерігаємо:
Що чим глибше коробочка тим більша різниця висот станів рідини, а отже, більший тиск в рідині.
Повертаючи коробочку на одній й тій же глибині, спостерігаємо, що тиск не змінюється.
Висновки з дослідів:
Відповідно до закону Паскаля, тиск усередині рідини на тому самому рівні однаковий у всіх напрямах.
Тиск збільшується з глибиною.
Розрахунок гідростатичного тиску.
Задача: В посудину налита вода на висоту 20 см. Визначити тиск, що створює вода на дно посудини.
= 1000 кг/м3
h = 0,2 м
р-?
1. Визначаємо масу води в посудині.
m = V
2. Визначаємо вагу води.
P = gm= gV
3. Визначаємо об’єм, що займає вода.
V = Sh
4. Визначаємо тиск води на дно посудини.
p = =  =  =  = gh
Висновок: p=gh
5. Розрахунок тиску води на дно посудини
p = 9,8 ∙ 1000  ∙0, 2 м  2000
Відповідь: р=2 кПа.
Формула p =ghстосується тільки тиску, створюваного самою рідиною і не враховує тиску атмосфери на поверхню рідини.
Гідростатичний тиск на будь-якій глибині в рідині
p =gh
-
Залежить від:
Густини рідини
Висоти рівня
|
Не залежить від:
Форми посудини
Маси рідини у посудині
Площі дна
|
9. Освоєння людиною глибин Світового океану (це питання заздалегідь можуть підготувати учні).
З ваговим тиском рідини людина зіткнулася тоді, як почала вивчати глибини Світового океану з метою практичного освоєння його скарбів для задоволення потреб людей. Саме в цьому плані потрібно розглядати роботу акванавтів і в водолазних костюмах, і в спеціально виготовлених міцних глибоких апаратах – батисферах та батискафах. Значний тиск води на великих глибинах змушує будувати складні підводні апарати.
V.Узагальнення та систематизація знань та вмінь учнів.
РОЗВ'ЯЗУЄМО ЗАДАЧІ
Обчисліть тиск рідини густиною 1800 кг/м3 на дно циліндричної посудини, якщо висота рідини у ній дорівнює 10 см.
Дано:
h = 10 см
r = 1800 кг/м3
g = 9,8 Н/кг
Знайти:
р - ?
|
СІ
0,1 м
|
Розв’язання
р = rgh
р = 1800 кг/м3∙9,8 Н/кг ∙0,1 м =
= 1800 Па = 1,8 кПа
Відповідь: р = 1,8 кПа
|
На якій глибині тиск в морі становить 412 кПа?
Дано:
r = 1030 кг/м3
р = 412 кПа
g = 9,8 Н/кг
Знайти:
h - ?
|
СІ
412000 Па
|
Розв’язання
р = rgh
h = 
h =  = 40 м
Відповідь: h =40 м
|
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
1. Чому водолази на великих глибинах користуються скафандрами, що виготовлені з кращих сортів сталі?
2. Чому вибух під водою нищить живі істоти?
3. Чому стінки внутрішніх органів глибоководних риб, швидко витягнутих на поверхню, виявляються розірваними?
VI. Домашнє завдання: §24, 28(підручник для 8 кл./В.Д. Сиротюк), № 185,188,189, 194 (усно), № 190-192, 201.
VІI. Використана література:
Задніпрянець І.І. Сучасні технології у викладанні фізики. – К.: Шк.світ, 2011.
Кирик А.А. Усі уроки фізики 8 клас. – Х.: «Основа», 2008.
Сиротюк В. Фізика. Підручник для 8 класу. – К.: Зодіак-ЕКО, 2008.
Савченко В.Ф. Коршак Є.В. Ляшенко О.І. Уроки фізики у 7-8 класах. –К.: Ірпінь, Терун, 2003.
Пьоришкін О.В., Родіна Н.О. Підручник для 7 класу. – К.: «Радянська школа», 1991.
|