Давление в жидкости и газе

Тема урока: ДАВЛЕНИЕ В ЖИДКОСТИ И ГАЗЕ

Общая цель: изучение нового материала с элементами исследовательской деятельности.

Повторение основных определений и формул: давление, единицы давления, расчетная формула.

Образовательная: Выяснить механизм возникновения давления в жидкости и газе на некотором уровне, получить выражение для расчёта давления жидкости на дно и стенки сосуда

2. Воспитательная: Показать связь изучаемого материала с реальной жизнью

3. Развивающая: развитие самостоятельности мышления учащихся, умения анализировать

Компетенции: коммуникативная (компетенция понимания и объяснения физических явлений и формул.)

Требования государственного стандарта

Знания: Знать основные определения и формулу: давление, единицы давления, расчетная формула.

Умения: Уметь наблюдать, анализировать, сравнивать, делать выводы.

Навыки: Обладать навыками осознания и осмысления разницы между понятиями сила и давление.

Тип урока: изучение нового материала с элементами исследовательской деятельности.

Оборудование: учебник, карточки, стакан с водой, тонкая деревянная рейка, газета, молоток, монета, блюдце с водой.

Используемые методы: лекция с элементами беседы. Демонстрация опытов

Ход урока:

Организационный момент.

Проверка готовности учащихся к уроку. Проверка домашнего задания.

Прежде чем мы приступим к уроку, я хотела бы, чтобы каждый из вас настроился на рабочий лад

II.Повторение изученного материала:

Фронтальный опрос:

Что называется давлением?

Какой буквой обозначается давление?

От чего зависит давление тела?

Как давление тела зависит от действующей силы?

Как давление тела зависит от площади опоры?

В чём измеряется давление?

Приведите пример зависимости давления тела от действующей силы.

Приведите пример зависимости давления тела от площади опоры.

Как передают давление твёрдые тела?

Что является причиной давления твёрдых тел?

III. Изучение нового материала:

Внутри жидкости в любой ее точке существует давление, обусловленное весом верхних слоев жидкости на нижние. Если рассматривать жидкость в состоянии покоя, т.е. не двигающуюся, то это давление можно назвать "весовым " или гидростатическим давлением.
На одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям / и вверх в том числе /.
С глубиной давление увеличивается.

Когда вы в резиновых сапогах заходите в воду, то чувствуете, как резина плотно прилегает к ногам. А ведь глубина совсем небольшая!

Расчетная формула
для определения давления жидкости в любой ее точке, а также на дно и стенки сосуда:




Все вышесказанное справедливо и для газов, в которых тоже существует гидростатическое давление.

Выписываем главные мысли параграфа

Каждый слой жидкости создает давление, которое по закону Паскаля передается по всем направлениям. Внутри жидкости существует давление.

Под действием веса жидкости дно трубки прогнется.

Чем выше столб воды над резиновой пленкой, тем больше она прогибается.

Силы, действующие на нее сверху и снизу равны. Наступает полное выпрямление пленки тогда, когда уровни воды в трубке и сосуде совпадают.

Силы, действующие на резиновую пленку, одинаковы с обеих сторон.

Дно плотно прижато. Его прижимает сила давления воды, направленная снизу вверх.

На дно давит сверху вниз столб жидкости в сосуде, а снизу вверх столб жидкости, находящейся в банке. Оба давления одинаковы.

Внутри жидкости существует давление и на одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление увеличивается.

РЕШИМ ЗАДАЧИ

В самой глубокой морской впадине - Марианской (11 км 22 м) - давление воды около 110 000 000 Па. Какой глубины должно быть ртутное озеро, чтобы давление на дно в нем было такое же, как в Марианской впадине? (Плотность ртути 13600 кг/м(куб))

Ответ: ~808 м (при g= 10 Н/кг) или ~825 м (при g=9,8 Н/кг).

Устная задача:

Почему пловец, нырнувший на большую глубину испытывает боль в ушах.

Ответ: С глубиной давление воды увеличивается. Пловец испытывает боль в ушах, т. к. вода с большей силой давит на барабанные перепонки.

ЭТО ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО!
На глубинах более 1,5 м разность между давлением воды, сжимающим грудную клетку, и давлением воздуха внутри нее возрастает настолько, что у человека уже не хватает сил увеличивать объем грудной клетки при вдохе и наполнять свежим воздухом легкие. Поэтому при погружении более чем на 1,5м можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на этой глубине.
На какую глубину возможно погружение?
искатели жемчуга - 30 м
рекордное погружение человека без специального оснащения - 105 м
погружение с аквалангом - 143 м
в мягком скафандре - 180 м
в жестком скафандре - 250 м
в батискафе - 10 919 м.
Распространено мнение, что суда, затонувшие в океане, не достигают морского дна, а висят неподвижно на некоторой глубине. В романе Ж. Верна рассказывается о кораблях догнивающих, свободно вися в воде. Так ли это?
Давление воды в глубинах океана огромно. Если порожнюю закупоренную бутылку опустить на значительную глубину, затем извлечь вновь, то обнаружится что давление воды вогнала пробку внутрь бутылки и вся посудина полна воды.
... был проделан такой опыт. Три стеклянных трубки различных размеров , с обоих концов запаянные, были завернуты в холст и помещены в медный цилиндр с отверстиями для свободного пропуска воды. Цилиндр был опущен на глубину 5 км. Когда его извлекли, оказалось , что холст наполнен снегообразной массой, это было раздробленное стекло.
А если на такую глубину опустить куски дерева, то после поднятия они начинают тонуть в воде, как кирпичи, так их сдавливает.
Вода, как и все жидкости мало поддается сжатию. Поэтому с глубиной плотность воды изменяется незначительно. В самом глубоком месте плотность воды увеличивается лишь на 5 процентов. А чтобы в ней плавало железо необходимо уплотнить ее в 8 раз! Не может быть ни малейшего сомнения, что затонувшие суда покоятся на дне океана!
IV.Закрепление изученного материала

Воспроизведение явления на опыте.

Учащиеся объясняют результаты опытов. Если о6ъяснение не верно, то учитель помогает.

1 опыт. "Почему не выливается?" Стакан с водой накрывается листом бумаги и переворачивается. Вода не вытекает.

Объяснение: атмосферное давление снизу на бумагу больше, чем давление воды сверху.

2 опыт. "Тяжелая газета" Тонкую деревянную рейку положить на край стола, чтобы ее конец свисал, и накрыть газетой. По свисающему концу резко ударить молотком. Рейка ломается, а газета не рвется.

Объяснение: на газету сверху давит воздух. При резком ударе воздух не успевает проникнуть под газету, чтобы уравновесить давление сверху. Поэтому приходится поднимать не одну газету, а вместе с напирающим на нее воздухом.

3 опыт. "Сухим из воды" Как вынуть монету из блюдца с водой, не намочив пальцы?

Объяснение: Если зажженный огарок свечи, укрепленный на середине тарелки с водой, накрыть стаканом, то через некоторое время пламя гаснет. Через некоторое время вода втянется под стакан, т.к. воздух в стакане нагрелся, он расширился, и часть его вышла из стакана. Когда оставшийся воздух стал остывать, давление его уменьшилось. Тогда давление атмосферы, большее, чем в стакане, вдавит воду в стакан. Теперь можно взять монету, не замочив пальцев.