Материал для урока физики в 7 классе «Давление в жидкости и газе. Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда»

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Формирование УУД

Этапы урока

Организационный этап( 1мин.)

Здравствуйте, ребята! Если еще не запомнили, то меня зовут Мария Александровна и я буду вести у вас физику и математику. Ну а с вами, я познакомлюсь в течение урока.

Приступим.

Наш девиз на сегодня:

«Мы без дела не сидим,

Не идем вперед - летим,

Не боимся ошибаться

Не привыкли мы лениться!»

Ребята слушают учителя и настраиваются на урок.

Актуализация

Давайте немного вспомним, о чем вы говорили на протяжении нескольких уроков?

В каких телах проявляется данное явление?

Классифицируйте данные картинки по агрегатным состояниям и объясните свое действие

Совершенно верно, молодцы

Все эти картинки объединяет физическое явление-давление.

- в жидких, твердых газообразных

Жидкие: паста

Газообразные: шарик, огнетушитель

Твердые: кактус, портфель

( на интерактивной доске)

Учу обобщать

Сознаю ситуацию для обсуждения

Мотивационно-целевой (3мин)

Ребята. Скажите мне, пожалуйста, знает ли кто такой аквалангист?

Давайте представим, что нам выпала возможность полюбоваться красотами глубин океана.

Вы наверное, видели в телепередачах, как выглядят аквалангисты и замечали, что на них одет специальный костюм, как вы думаете зачем он? Может можно и без него?

Ребята, посмотрите на две картинки. Как вы думаете, почему водолазы одеты по-разному?

Почему нельзя опускаться на разные глубинны в одном и том. же костюме?

Так как мы собираемся бороздить просторы океана, то нам необходимо выбрать скафандры

Так как вы говорите, что давление различна на разных высотах, то как люди понимают, какой специальный костюм (скафандр) нужен для той или иной глубины?

Мы знаем, как оценить данное давление?

Давайте сформулируем цель нашего урока

Откроем тетради и запишем цель нашего урока.

Как мы будем достигать поставленную цель? Какими методами познания мы можем воспользоваться?

Совершенно верно. Хочу вам предложить достичь нашу цель через эксперимент и предложить следующий план, по которому мы будем достигать поставленную цель

Постановка проблемы

Формулирование Гипотезы

Эксперимент

Анализ эксперимента

5.. Вывод

Это человек, которые плавает под водой с аквалангом.

Без них обойтись нельзя. Он защищают человека от переохлаждения, от различных воздействий окружающей среды.

Потому что они находятся на разной глубине

Потому что давление воды на человека будет разное

Оценивают, какое давление оказывает вода (глубина) на человека.

Нет.

Цель: Узнать как рассчитать давление в жидкости

От чего зависит давление в жидкости.

Мы можем прочитать в учебнике или в интернете, так же можем достичь, поставленную цель через наблюдение или эксперимент

Учу определять цели

Учу формулировать гипотезу, проблему

Изучение нового материала ( 25мин)

Приступим. Давайте попробуем поставить проблему.

Теперь попробуем сформулировать гипотезу

Теперь переходим к самому интересному этапу- эксперимент.

К сожалению сегодня эксперимент, а точнее демонстрации буду показывать только я, но ваша задача внимательно смотреть, анализировать, для того чтобы мы смогли решить проблему.

Опыт 1 Нальем воду в стеклянный сосуд, дно которого затянуто резиновой пленкой. Постепенно добавляем воду, чтобы пленка растягивалась (хочу налить воду и масло, чтобы дети сделали вывод, что каждый слой жидкости давит)

Кто попробует объяснить, с физической точки зрения, увиденное?

(Перестаю наливать.) До какого момента будет растягиваться пленка?

То есть из опыта видно, что чем выше столб жидкости в сосуде, тем больше прогибается пленка.

Что это может означать?

Совершенно верно. Давайте запишем сделанный нами вывод в тетрадь

Опыт 2 Опустим трубку с резиновым дном, в которую налита вода в другой более широкий сосуд с водой.

Ребята, что мы наблюдаем?

Почему она выпрямляется?

Совершенно верно, то есть можно сказать, что жидкость давит на пленку и заставляет ее выпрямиться.

Что можно сказать о давлении при погружении?

Запишем данный вывод в тетрадь

Совершенно верно. Давайте еще раз проговорим, то, что мы сейчас пронаблюдали.

Прочитаем еще раз нашу гипотезу. Что можно о ней сказать?

Посмотрим еще один опытт

Опыт 3 Возьмем стеклянную трубку и легкий диск на нити, показываем, что диск с легкостью отходит от трубки.

Ребята, почему диск с легкостью отпадает?

Натянем нить, так что бы получился сосуд. Погрузим полученный сосуд в банку с водой.

Скажите, пожалуйста, почему диск не отходит от сосуда, когда мы погрузили их в воду?

Нальем в сосуд немного подкрашенной воды, так что бы её уровень был ниже уровня воды в банке.

Почему он не отпадает?

Дольем оставшуюся жидкость. Дно отпадает.

Ребята, почему дно все таки отпало?

Итак, я вам сейчас показала несколько опытов. А зачем я это вообще делала?

А как вы думаете давление в газах существует?

Мы доказали гипотезу, но что так и осталось неизвестным?

А каким образом мы это будем делать. На какую формулу мы будем опираться? Какое давление мы умеем рассчитывать?

Выйдите к доске и запишите мне формулы для вычисления давление твердых те

Давайте попробуем рассчитать давление жидкости на дно и стенки сосуда имеющего форму прямоугольного параллепипеда.

Чему будет равна сила, с которой жидкость давит на дно сосуда?

Давайте подкорректируем формулу, чтобы ее можно было применять для расчета давления жидкости

Как определить объем жидкости?

Мы получили формулу для расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Ребята, посмотрите на формулу и скажите, от чего же зависит это давление?

А как вы думаете, зависит ли оно от площади и формы дна сосуда?

Давайте с вами теперь проверим, какое давление будет оказывать один и то же объем жидкости, налитый в различные сосуды.

Мы не знаем как рассчитать давление в жидкости.

2. Давление зависит от глубины.

Для того чтобы выбрать скафандр нам нужно знать давление на данной глубине

Жидкость, своим весом, давит на пленку (каждый своим слоем), поэтому она растягивается

Пока сила упругости, растянутой пленки, не уравновесится с силой тяжести.

Что с увеличением столба жидкости давление на дно сосуда возрастает.

По мере опускания трубки резиновая пленка постепенно выпрямляется.

На нее действует какая-то сила, направленная с низу в верх.

С увеличением глубины погружения, давление жидкости на тело, растет

С увеличением столба жидкости давление на дно сосуда возрастает.

Давление жидкости, с глубиной растет.

Гипотеза подтверждается, давление зависит от глубины погружения?

На него действует сила тяжести

Дно не отпадает, так как его держит сила давления, которая больше силы тяжести и направленно в противоположные стороны.

На дно действует сила тяжести и вес жидкости. Давление направленное снизу верх больше силы тяжести и веса жидкости.

Та как сила тяжести дна и давление воды на дно больше, чем сила давления жидкости большого сосуда на дно.

Чтобы показать, что внутри жидкости существует давление и на одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям, а с глубиной давление увеличивается.

В газах так же существует давление, ведь они тоже имеют вес. Но вес газа очень мал, значит и его давление будет мало. И во многих случаях его не учитывают.

Мы до сих пор не знаем как рассчитать давление в жидкости

На формулу давления твердых тел

Весу жидкости в данном сосуде

V=Sосновh

Давление зависит только от плотности и высоты столба жидкости.

Нет.

Давление будет различно, так как оно зависит только от высоты столба жидкости.

Учу действовать по плану

Учу добывать информацию из демонстрации

Учу анализировать, обобщать, делать выводы

Учу отвечать на вопросы

Первичное закрепление изученного материала (12мин)

И так мы выяснили, что внутри жидкостей и газов существует давление, которое в отличие от твердых тел действует на дно и стенки сосуда и определяется формулой:

Качественные задачи на закрепление

На рисунке изображен старый опыт: в крышку бочки, наполненной доверху водой, была вставлена высокая узкая трубка. Когда в трубку налили немного воды, бочка разорвалась. Объясните почему?

Давление внутри бочки сильно увеличилось за счет добавочного давления, и сила давления её разорвала.

Задача 2: В стакан налита вода, уровень которой не достигает краёв стакана. Изменится ли давление на дно стакана, если в воду погрузить палец?

Задача 1: Батискаф опустился в море на глубину 50 м. Какое давление на поверхность батискафа на данной глубине?

Самостоятельно. Сравниваем ответы

Задача 2: Плотность спирта 800 кг/м3. Какова будет высота столба спирта при давлении 2,4 кПа?

Задача 3: Вычислите давление и силу давления керосина на дно бака площадью 50 дм2, если высота столба керосина в баке 40 см. (800 кг\ м^3)

Учу осмысливать какая информация нужна к задаче

Учу решать задачу

Учу убеждать другого человека

Домашнее задание (1мин)

&39, 40 (прочитать это любопытно) Упражнение 17-1 ( первый ряд делает с водой 2-керосин, 3-ртуть), задача с распечатки. + Качественная задача

На столе 4 измерительных цилиндра. В две налито молоко 250 мл и 150 мл, а в две обычная вода 250 мл и 150 мл.

Ответьте на вопросы:

Плотность какой жидкости больше, молока или воды?

В мензурке, объемом 250 мл, с какой жидкостью давление будет больше? Почему?

В мензурке, объемом 150 мл, с какой жидкостью давление будет больше? Почему?

Одинаковое или различное давление в двух мензурках с молоком по 250 и 150 мл?

Одинаковое или различное давление в двух мензурках с водой по 250 и 150 мл?

Подведение итогов (3мин)

Ребята давайте подведем итоги сегодняшнего урока

Что мы сегодня изучали, выясняли?

Мы существует явление передачи давления в жидкости и газе

оно зависит от высоты столба жидкости и от плотности вещества.

Узнали формула для расчетов давления на дно и стенки сосуда и научились ее применять

Знаем где и для чего применяется данное явление

Рефлексия

Заполнение таблицы достижений

Учу способам самопроверке

Достижение

Шкала

Я знаю формулу для расчета давление жидкости на дно и стенки сосуда

Я знаю явление передачи давления жидкостями

Я знаю, где применяется явление передачи давления жидкостями

Я умею вычислять давление жидкости, а дно и стенки сосуда

Я умею извлекать информацию из демонстрации

Я сравнивать, делать выводы

р ?

СИ

р=ghρ

р1=06*10*1000=6000Па=6кПа

р2=0,6*800*10=4800Па=4,8кПа

р3=0,6*10*13600=81600Па=81,6кПа

Ответ: 6кПа; 4,8кПа; 81,6кПа

h=0,6м

ρ1=1000кг/м3

ρ2=800 кг/м3

ρ3=13600 кг/м3

g=10 м/с2

р ?

СИ

р=ghρ ρ=m/V=m/(abh1) p=gh2m/(abh1)

p=10*3*3348000/(50*12*6)=100440000/3900=27900Па=27,9кПа

Ответ: 27,9кПа

a=50м

b=12м

h1=6м

m=3348т

h2=3м

3348000кг

р ?

СИ

р=ghρ р= ркеросин+ рвода

Ркеросин=800*0,05*10=400Па=0,4кПа

рвода=1000*2,5*10=25000Па=25кПа

р=0,4+25=25,4кПа

Ответ: 25,4кПа

h1=h2=h3=5 см

h=7.5 см

ρ1=1000кг/м3

ρ2=800 кг/м3

ρ3=13600

0,05 м

0,075м

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1. Ознакомление с задачей

Ориентировка (прочитывается текст задачи)

Планирование (выделяется конкретная ситуация)

Какое физическое явление рассматривает данная задача?

Явление передачи давления в жидкости

От чего зависит данное явление?

От плотности жидкости и высоты столба жидкости

Итак, предметом задачи является...

Передача давления в жидкости

Перечислите физические величины, которые характеризуют предмет задачи.

р (давление)

Что требуется найти в задаче?

Объяснить причину разрыва бочки

Исполнение

(Делается краткая запись условия и требования задачи)

Какова причина разрыва бочки?

2. Осуществление решения задачи

Ориентировка

(Вспоминаются и записываются основные формулы)

р=hgρ

Планирование

Достаточно ли приведенных формул для получения соотношения между требованием и условием задачи?

Да

Исполнение

За счет того, что высота столба жидкости, узкой труби, возросло, то давление на дно, а соответственно и внутри бочки сильно увеличилось и сила давления её разорвала.

Контроль

Получен ли ответ на выдвинутое требование в задаче?

Да.

Ответ: Давление внутри бочки сильно увеличилось за счет добавочного давления столба жидкости.

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1. Ознакомление с задачей

Ориентировка (прочитывается текст задачи)

Планирование (выделяется конкретная ситуация)

Какое физическое явление рассматривает данная задача?

Явление передачи давления в жидкости

От чего зависит данное явление?

От плотности жидкости и высоты столба жидкости

Итак, предметом задачи является...

Передача давления в жидкости

Перечислите физические величины, которые характеризуют предмет задачи.

р (давление)

Что требуется найти в задаче?

Выяснить, изменится ли давление на дно стакана, если в воду погрузить палец

Исполнение

(Делается краткая запись условия и требования задачи)

Измениться ли давление?

2. Осуществление решения задачи

Ориентировка

(Вспоминаются и записываются основные формулы)

р=hgρ

Планирование

Достаточно ли приведенных формул для получения соотношения между требованием и условием задачи?

Да

Исполнение

За счет того, что при погружении пальца увеличится высота воды, то давление увеличится

Контроль

Получен ли ответ на выдвинутое требование в задаче?

Да.

Ответ: Давление увеличится

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1. Ознакомление с задачей

Ориентировка (прочитывается текст задачи)

Планирование (выделяется конкретная ситуация)

Какое физическое явление рассматривает данная задача?

Явление передачи давления жидкости

От чего зависит данное явление?

. От плотности жидкости и высоты столба жидкости

Значит, предметом задачи является...

р (давление

Перечислите физические величины, которые характеризуют предмет задачи.

ρ -плотность вещества

h -высота столба жидкости

Что требуется найти в задаче?

Давление батискафа

Исполнение

(Делается краткая запись условия и требования задачи)

р-?

СИ

Решение:

h=50м

ρ=1030кг/м3

g=10м/с2

Контроль

Все ли данные задачи соответствуют требованиям СИ?

да

Воспроизведите содержание задачи по ее краткой записи.

Батискаф опустился на 50 метров. Определить давление жидкости на этой глубине

Исполнение (обсуждается план решения)

Чтобы узнать давление. Необходимо высоту умножить на плотность воды и на ускорение свободного падения

2. Осуществление решения задачи

Ориентировка

(Вспоминаются и записываются основные формулы)

р=hgρ

Планирование

Достаточно ли приведенных формул для получения соотношения между требованием и условием задачи?

Да

Все ли величины необходимые для решения задачи нам известны?

Еще нужно g=10м/с2

Исполнение

Контроль

Получен ли ответ на выдвинутое требование в задаче?

Да.

Проверка полученного результата задачи

Ориентировка

Какую физическую величину мы определили?

Объем воды

Исполнение

Проверка правильности вычисления.

Контроль

Можно ли результат получить другим методом?

нет

(Записывается ответ)

Ответ: р=515кПа

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1. Ознакомление с задачей

Ориентировка (прочитывается текст задачи)

Планирование (выделяется конкретная ситуация)

Какое физическое явление рассматривает данная задача?

Явление передачи давления жидкости

От чего зависит данное явление?

От чего зависит сила давления керосина?

От плотности жидкости и высоты столба жидкости

От давления жидкости и площади поверхности

Значит, предметом задачи является...

р (давление)

F (сила давления)

Перечислите физические величины, которые характеризуют предмет задачи.

ρ -плотность вещества

h -высота столба жидкости

S- площадь поверхности, к которой приложена сила

Что требуется найти в задаче?

Давление керосина на дно бака

Силу давления на дн бака

Исполнение

(Делается краткая запись условия и требования задачи)

р-?

F-?

СИ

Решение:

S=50 дм2

ρ=800кг/м3

h=40см

g=10м/с2

0,5м2

0,4м

Контроль

Все ли данные задачи соответствуют требованиям СИ?

Нет

S=50 дм2=0,5м2

h=40см =0,4м

Воспроизведите содержание задачи по ее краткой записи.

Нужно вычислить давление и силу давления керосина на дно сосуда, зная высоту, площадь основания и плотность керосина

Исполнение (обсуждается план решения)

Чтобы узнать давление. Необходимо высоту умножить на плотность воды и на ускорение свободного падения. Чтобы узнать силу нужно давление умножить а площать

2. Осуществление решения задачи

Ориентировка

(Вспоминаются и записываются основные формулы)

р=hgρ
⇒

Планирование

Достаточно ли приведенных формул для получения соотношения между требованием и условием задачи?

Да

Все ли величины необходимые для решения задачи нам известны?

Еще нужно g=10м/с2

Исполнение

= 3,2кПа

Контроль

Получен ли ответ на выдвинутое требование в задаче?

Да.

Проверка полученного результата задачи

Ориентировка

Какую физическую величину мы определили?

Давление жидкости
Силу давления

Исполнение

Проверка правильности вычисления.

Контроль

Можно ли результат получить другим методом?

нет

(Записывается ответ)

Ответ: р=3,2кПа; F=1.6кН