Фоминова Елена Владимировна

Урок физики в 7 классе по теме «Методы измерения атмосферного давления»

Победитель педагогического конкурса ‒ Всероссийский конкурс профессионального мастерства для учителей точных дисциплин на лучшую разработку «Конспект урока с мультимедийным сопровождением»

Материал опубликован 30 May 2023 в группе

Учителя физики

1249

9459

Тема урока: "Методы измерения атмосферного давления".

Цели урока: выяснение способов измерения атмосферного давления, понимание сути опыта Торричелли, знакомство с устройством и принципом действия барометра-анероида.

Задачи урока:

Продолжить формирование представлений об атмосферном давлении и связи атмосферного давления с высотой подъема над уровнем моря.
Обеспечить усвоение знаний об измерении атмосферного давления.
Формировать умения с помощью опытов доказать существование атмосферного давления.
Продолжить воспитывать внимательное доброжелательное отношение к участникам учебного процесса, личную ответственность за выполнение коллективной работы, понимание необходимости заботиться о чистоте атмосферного воздуха и соблюдать правила охраны природы, приобретение житейских навыков.

Тип урока: урок закрепления знаний и формирование умений и навыков.

Планируемые результаты обучения

Предметные: научиться вычислять атмосферное давление; объяснять измерение атмосферного давления с помощью трубки Торричелли.

Общие предметные: проводить наблюдения, обнаруживать зависимость между атмосферным давлением и столбом ртути в трубке, объяснять результаты опыта, делать выводы, развивать теоретическое мышление на основе умений устанавливать факты существования атмосферного давления, докладывать о результатах исследования, кратко и четко отвечать на вопросы по закреплению материала.

Частные предметные: измерять атмосферное давление, выражать единицы измерения атмосферного давления, находить давление с помощью расчетов; использовать приобретенные знания в повседневной жизни, понимать принцип действия барометра-анероида, использовать полученные знания о барометре-анероиде в повседневной жизни.

Метапредметные:

познавательные - научиться самостоятельно приобретать новые знания, воспринимать и перерабатывать информацию в словесной и образной формах, выделять основное содержание прочитанного текста об атмосферном давлении на различных высотах, находить в нем ответы на поставленные вопросы, самостоятельно находить, анализировать и отбирать информацию с использованием интернет-ресурсов.

регулятивные - ставить цель и сохранять ее при выполнении учебных действий; предвидеть возможные результаты своих действий при изучении барометра-анероида;

коммуникативные – уметь с помощью вопросов добывать недостающую информацию; описывать содержание совершаемых действий и давать им оценку.

Личностные: сформировать познавательный интерес к измерению атмосферного давления и опыту Торричелли; развивать творческие способности и практические умения, самостоятельность в приобретении новых знаний, ценностное отношение друг к другу, к учителю, к результатам обучения; использовать экспериментальный метод исследования при изучении атмосферного давления, принимать решения и обосновывать их, самостоятельно оценивать результаты своих действий, развивать инициативу.

Демонстрации. Опыт Торричелли, измерение атмосферного давления барометром-анероидом.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, барометр-анероид, стаканы, шприц, вода, модель "Магдебургские полушария", огарок свечи, немного газетной бумаги, ножницы,ноутбуки для команд.

Образовательные ресурсы:

1. Видеоурок Вес воздуха. Атмосферное давление. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли. На сайте РЭШ/ https://resh.edu.ru/subject/lesson/1535/main/

2. Авторский тест по теме «Атмосферное давление», опубликованный в общий доступ на сайте Online Test Pad / ссылка на тест https://onlinetestpad.com/ru/test/2016390-atmosfernoe-davlenie

3. Авторский ресурс «Квест для 7 класса по теме «Методы измерения атмосферного давления»»/ Данный квест созданн в POWER POINT.

4. Авторская версия интерактивной игры, выполненной в формате разноуровненых заданий по освоенной теме "Атмосферное давление" базового курса физики в 7 классе./ ссылка на интерактивную игру: https://learningapps.org/watch?v=piyprrez223

Для проведения урока используется технология «Перевернутый класс».

Согласно этой концепции, школьники изучают теорию дома самостоятельно, перед занятием. Необходимо:

1. Изучить по учебнику А.В. Перышкина. Физика. 7 класс. М. : Дрофа, 2020 §44, 45, 46.

2. Просмотреть видеоурок по ссылке https://resh.edu.ru/subject/lesson/1535/main/

*Дополнительно видео по ссылке https://www.youtube.com/watch?v=CAQyP2qYRgE

3. Для закрепления материала пройти тест, состоящий из 9 вопросов по теме «Атмосферное давление», опубликованный в общий доступ на сайте Online Test Pad

https://onlinetestpad.com/ru/test/2016390-atmosfernoe-davlenie (тест создан Фоминовой Е.В., специально к этому уроку)

4. Провести домашний эксперимент и объяснить его.

Возьмите металлическую банку из-под сока. Налейте немного воды и поставьте на электрическую плиту. Доведите воду до кипения и дайте возможность кипеть несколько минут. Чтобы водяные пары полностью вытеснили воздух. Осторожно снимите банку с плитки и закройте отверстие. Облейте банку холодной водой для быстрого охлаждения. При этом она сжимается и плющится. Почему?

Примечание. ТБ. Для проведения опыта банку с соком надо вскрыть, сделав в ее крышке круглое отверстие диаметром 5-6 мм, через которое следует удалить сок. Необходимо подобрать конусовидную резиновую пробку. При обливании банки с водяными парами холодной водой ее нельзя брать в руки. Опасно. Сплющивание происходит мгновенно, и могут пострадать пальцы руки, если они окажутся в этот момент на банке.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Формируемые способы деятельности: формировать навыки самоорганизации.

Обучающиеся настраиваются на учебную деятельность, концентрируют внимание на работе на уроке.

Учитель всех приветствует и тут звучит звонок телефона. Учитель, повернувшись к классу лицом, разговаривает по телефону:

Звонит телефон. Неужели?
Кто говорит? Торричелли?
Я урок веду и за детей в ответе.
Ну, все же есть чудеса на свете!

Сам ученик Галилея до нас дозвонился.
Эванджелиста Торричелли к нам обратился.
Ах, коллега, мое почтенье.
Чем обязана Вам таким везеньем?

Да, решаем опять задачи –
У нас же физика, а как же иначе?
К нам? На урок! На время!
Конечно, это не проблема.

Решаем задачи на атмосферное давление.

Для многих мой предмет – обучение.
Мы на видео, и на сказках
Учим физику в ярких красках.

На уроках мы не скучаем,
О законах всё рассуждаем,
Хоть нелегкая это работа –
Современными быть охота.

Да, спасибо, Торричелли за внимание.
Виват, физика, виват, знания!

Учитель: Мне хотелось бы напомнить вам слова великого физика: «День, в который вы ничего не узнали, - это потерянный день. Нам так много надо узнать – у нас так мало на это времени». Ребята, кому принадлежат эти слова? (Ответы учеников) Правильно - это Альберт Эйнштейн. Хотелось бы продолжить его словами «Самое прекрасное, что мы можем испытать, - это ощущение тайны. Она есть источник всякого подлинного искусства и всей науки».

2. Проверка домашнего задания и актуализация знаний.

Формируемые способы деятельности: уметь оценивать других людей.

Проверяется выполнение домашнего эксперимента.

Учитель. Дома вы должны были проделать эксперимент и ответить на вопрос: Почему, после того как облили горячую банку холодной водой для быстрого охлаждения, она сжалась и сплющилась? Итак, ваши выводы. Заслушиваются ответы учащихся.

Ответ: Под действием холодной воды пары в банке конденсируются, давление в ней резко падает и атмосферное давление ее сплющивает.

Работа по карточкам. Класс разбивается на 4 группы. Каждой группе предлагается задание на выбор. Задание «Атмосферное давление в живой природе». (Приложение 1)

Учитель. Ребята, вы разбились на команды. Каждая из команд выбирает карточку и отвечает на поставленный вопрос.

Карточка 1. Эти лягушки зовутся древесными. Они очень маленькие, но очень шумные.. Они легко передвигаются просто по окнам. Почему? (Лягушки держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле.)

Карточка 2. Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующие глубокие «карманы». Почему они не могут оторвать присоску от поверхности, к которой они прилипли? (При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой прилипла рыба, глубина карманов увеличивается, давление в них уменьшается и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает присоску.)

Карточка 3. Как слон использует атмосферное давление всякий раз, когда хочет пить?

(Шея у него короткая, и он не может нагнуть голову в воду, а опускает только хобот и втягивает воздух. Под действием атмосферного давления хобот наполняется водой, тогда слон изгибает его и выливает воду в рот.)

Карточка 4. Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разреженное пространство. Почему же парнокопытные легко перемещаются по болоту? (Копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разреженное пространство. Давление сверху копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.)

3. Постановка цели и задач урока.

Формируемые способы деятельности: развивать навыки целеполагания, формировать умения принимать и сохранять учебную задачу.

Учитель. Д.И. Менделеев говорил: “ Точная наука немыслима без меры. В природе мера и вес – суть главные орудия познания”.

Я вам предлагаю просмотреть видеосюжет попытаться понять, как он связан с темой нашего урока. Видеофрагмент: https://www.youtube.com/watch?v=AdJ05ZODUok

Ученики делают предположения и называют тему урока.

Учитель организовывает совместно с учащимися формулирование цели и задач урока.

- Чему нужно научиться?

- Что от вас ожидается на уроке?

- Предложите цели и задачи урока.

Учитель. Как тут не вспомнить слова знаминитого А. Эйнштейна «Как много мы знаем и как мало понимаем».

Тема нашего урока «Методы измерения атмосферного давления»

4. Мотивирование к учебной деятельности.

Формируемые способы деятельности: выражать свои мысли, развивать навыки самомотивации.

Учитель способствует обсуждению мотивированных вопросов:

- Что на уроке сегодня я хочу узнать?

- Как быть внимательным на уроке?

- Какую личную цель я поставлю на сегодняшнем уроке?

Ученики отвечают на мотивированные вопросы.

5. Создание ситуации затруднения. Изучение нового материала.

Формируемые способы деятельности: выражать свои мысли в соответствии с задачей.

Учитель предлагает учащимся найти выход из проблемной ситуации.

Учащиеся анализируют проблемную ситуацию. Предлагают свои варианты решения этой ситуации.

Учитель. По данной теме мы с вами проведем квест-игру. Вам предстоит совершить путешествие в страну Атмосферного давления. Внимательно читайте вопросы и выбирайте правильный ответ, жмите на кнопку. За каждый правильны ответ Вы будете получать балл.

В конце путешествия Вы получите оценку своей работы.

Проводится квест по теме «Методы измерения атмосферного давления».

КвестPPTX / 890.72 Кб

Данный квест созданн в POWER POINT. Он разработан по материалам § 42-46 «Атмосферное давление и его измерение. Барометр» учебника А.В. Перышкин Физика. 7 класс. – М.: Дрофа, 2020.

Схема организации кратковременного квеста, созданного в POWER POINT:

1. Инструкцию для обучающихся (слайд 2):

Вам предстоит совершить путешествие в страну Атмосферного давления.
Читайте внимательно текст, выбирайте правильный ответ и жмите на кнопку. За каждый правильны ответ Вы получаете балл.
В конце путешествия Вы получите оценку своей работы. Вперед!

2. Слайды с вопросами. Каждому участнику нужно ответить на 5 вопросов. Презентация построена таким образом, что при правильных ответах на пять вопросов ученик получает оценку «5». Если он ошибается в ответе на один любой вопрос, то пойдет по другому маршруту и подойдет к слайду «Вы ответили не на все вопросы правильно! Оценка «4»»

Соответственно, если ошибок две, то переход будет на третий маршрут, итогом которого будет слайд «Вы ошиблись дважды! Оценка «3»»

Если правильных ответов только два, то маршрут другой, и следовательно, оценка «2».

В противном случае ученик попадает на слайд «Не ответили ни на один вопрос! Материал нужно повторить! Это даже не «2»!!!»

Данный квест можно использовать как для индивидуальной работы, так и для групповой при закрепление темы «Измерение атмосферного давления».

Если в классе много учеников и не хватает для всех ноутбуков, то можно дать следующие задание.

Задание «Работа с текстом». Прочитайте внимательно текст и выполните задания.[5]

Так, до середины XVII века считалось непререкаемым утверждение древнегреческого учёного Аристотеля о том, что вода поднимается за поршнем насоса потому, что «природа не терпит пустоты». Однако при сооружении фонтанов во Флоренции обнаружилось, что засасываемая насосами вода не желает подниматься выше 34 футов (1 фут равен 0,3048 метров). Строители обратились за помощью к Галилею. Галилей не нашел ответа на вопрос и отделался, шуткой: очевидно, природа боится пустоты до высоты в 34 фута. Однако этим фактом была поставлена проблема. Галилей стал искать решение сам и привлек к решению своих учеников Эванжелиста Торричелли (1608–1647) и Винченцо Вивиани (1622–1703).

Торричелли пришла мысль исследовать, до какой высоты будет «бояться пустоты» ртуть. В 1644 г. он предложил Вивиани выполнить следующий опыт: стеклянную трубку длиной около метра наполняют ртутью, открытый конец закрывают пальцем, трубку опускают в сосуд с ртутью. Столб ртути останавливается примерно на высоте 760 мм. Учёные вели тщательное наблюдение за уровнем ртути в трубке. Оказалось, что он изменяется. Торричелли впервые нашёл правильное объяснение причины этого явления: атмосфера давит на поверхность ртути в сосуде; давление столба ртути уравновешивает атмосферное давление. Последнее может изменяться. Известно, что при изменении высоты на 10,5м давление меняется на 1 мм рт.ст.

Вопросы:

1. Чему равна максимальная высота подъёма воды при использовании поршневого насоса? Ответ округлите до целого.

2. Удалось бы строителям флорентийских фонтанов поднять воду на большую высоту, если бы вместо пресной воды они использовали морскую воду? Ответ поясните.

Решите задачу. Летчик поднялся на высоту 5 км. Каково атмосферное давление воздуха на этой высоте, если у поверхности земли она равнялось 745 мм рт.ст.?

Ответы к вопросам:

1. (1 балл) 10 м

2. Возможный ответ
Не удалось бы. Высота подъёма жидкости поршневым насосом обратно пропорциональна плотности жидкости. Плотность морской воды по сравнению с пресной больше, следовательно высота подъема будет меньше
Приведен верный ответ и дано полное обоснование, включающее 1) анализ связи высоты подъема жидкости с ее плотностью, и 2) сравнение плотностей для морской и пресной воды	2 балла
Приведен верный ответ и частично верное или неполное обоснование	1 балл
Другие варианты ответа или ответ отсутствует	0 баллов

Решение задачи с объяснением.

Известно, что при изменении высоты на 10,5м давление меняется на 1 мм рт.ст. Если мы поднимаемся на вверх, давление падает. Если спускаемся вниз, давление повышается. За 5 км давление меняется на 476 мм рт.ст.. Так как у поверхности земли давление равнялось 745 мм рт.ст., а с высотой оно падает, то на высоте 5 км давление будет: 269 мм рт. ст.

6. Практическая работа.

Формируемые способы деятельности: анализировать явления с целью выделения признаков.

Учитель организовывает проведение опытов, доказывающих существование атмосферного давления.

Ученики совместно с учителем выполняют опыты.

Учитель демонстрирует силу атмосферного давления для того, чтобы на опыте показать проявления силы атмосферного давления. Оборудование: горячая вода, пластиковая бутылка.

Ход исследования:

1.200 г горячей воды (40⁰С-50⁰С) наливаем в бутылку и несколько раз интенсивно встряхиваем. Воздух в бутылке прогреется.

2 Затем воду выливаем, а бутылку сразу плотно закрываем крышкой.

3. Наблюдаем, как бутылка с хрустом сжимается.

Задание. Объясните данный опыт и сделайте вывод.

Вывод: В момент закручивания крышки на бутылку давление воздуха в ней равнялось наружному атмосферному давлению. С течением времени воздух в бутылке остывает, поэтому давление внутри нее падает. Возникшая разница давлений по обе стороны стенок бутылки приводит к ее деформации (сдавливанию), сопровождающемуся характерным хрустом.

Учитель. Ребята, а сейчас мы проведем с вами опыт «Магдебургские тарелки» - это тот самый опыт Отто фон Герике, но только со стаканами.

Опыт «Магдебургские тарелки».

Цель: показать с помощью эксперимента силу атмосферного давления.

Оборудование: два стакана, огарок свечи, немного газетной бумаги, ножницы.

Ход эксперимента:

1. Поместим зажженную свечу в один из стаканов.

2. Газетную бумагу сложим в несколько слоев, положенных один на другой.

3. Вырежем из сложенной газеты круг диаметром немного больше, чем внешний край стакана.

4. Вырежем середину круга таким образом, чтобы большая часть отверстия стакана осталась открытой.

5. Бумагу смочим водой и получим эластичную прокладку, которую положим на верхний край первого стакана.

6. Осторожно поставим на эту прокладку перевёрнутый второй стакан, прижав его к бумаге так, чтобы внутреннее пространство обоих стаканов оказалось изолированным от внешнего воздуха.

7. Наблюдаем, как вскоре потухнет свеча.

8. Взявшись рукой за верхний стакан, поднимем его. Нижний стакан как бы прилип к верхнему стакану и поднялся вместе с ним.

Задание. Объясните опыт «Магдебургские тарелки» и сделайте вывод.

Вывод: Огонь нагрел воздух, содержащийся в нижнем стакане. При нагревании воздух расширяется и становится легче. Часть нагретого воздуха вышла из стакана. При медленном приближении второго стакана к первому, часть содержавшегося в нём воздуха также успела нагреться и вышла наружу. После того, как оба стакана были плотно придавлены один к другому, в них оказалось меньше воздуха, чем до начала опыта. Когда кислород в стакане закончился, свеча потухла. Газы внутри стакана с течением времени остыли. Поэтом внутри стакана возникло разряжённое пространство. Воздушное давление снаружи осталось неизменным, поэтому оно плотно придавило стаканы один к другому. Когда же мы подняли верхний стакан, то и нижний поднялся вместе с ним.

Учитель. А сейчас мы с вами, ребята, измерим силу атмосферного давления на рабочую тетрадь по физике. Ребята, какова наша цель при проведении данного эксперимента?(Заслушиваются ответы учеников)

Цель: определить силу атмосферного давления на тетрадь.

Оборудование: ученическая линейка, барометр-анероид, рабочая тетрадь.

Ход работы:

1. Определить по барометру-анероиду атмосферное давление в Паскалях.

2. Измерить с помощью линейки длину и ширину тетради.

3. Вычислить площадь поверхности по формуле S=ab.

4. Вычислить силу давления на тетрадь по формуле F= рS.

5. Сделать вывод.

Вывод: Воздух давит на тетрадь с силой F » 3,5 кН.

7. Физминутка.

Учитель. Ребята, поднимите руки и резко опустите их. Сделайте несколько вращательных движений кистями рук. Вытяните руки вперед ладонями вверх. Что вы чувствуете? Вам тяжело?

- Нет? Странно, а ведь на ваши ладони давит воздух, причем масса этого воздуха 10 тонн, а это масса одного КАМАЗа, груженого кирпичом. А кто-нибудь сможет ответить, почему мы не ощущаем этого веса? (Заслушиваются ответы учеников.)

Ответ: происходит это потому, что атмосферное давление распределяется равномерно по всей поверхности тела и внешнее давление уравновешивается внутренним давлением воздуха, наполняющим все наши органы.

8. Подведение итогов урока.

Формируемые способы деятельности: отслеживать цель учебной деятельности.

Учитель. Сейчас с помощью интерактивной игры мы проверим, как была усвоена тема нашего урока. Игра содержит 6 вопросов, разной сложности. За каждый правильный ответ можно получить баллы.

Представлена авторская версия интерактивной игры, выполненной в формате разноуровненых заданий по освоенной теме "Атмосферное давление" базового курса физики в 7 классе.

Использован шаблон, предложенный на сайте https://learningapps.org для создания интерактивных упражнений.

Ссылка на интерактивную игру: https://learningapps.org/watch?v=piyprrez223

9. Рефлексия.

Формируемые способы деятельности: отслеживать цель учебной деятельности.

Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала по методу «Бассейна».

Название уровней бассейна:

1. Утонул в непонимании вначале.

2. Захлебнулся в середине дистанции.

3.Доплыл до финиша, но очень устал.

4. Доплыл с уверенностью до финиша.

5. Установил личный рекорд.

Учитель. Великому итальянскому физику Э. Торичелли принадлежит выражение: «Мы живем на дне воздушного океана». Я хочу, чтобы вы с помощью магнита указали на одном из уровней свою фамилию на нарисованном на ватмане бассейне.

10. Домашнее задание.

Формируемые способы деятельности: формируются навыки самоорганизации.

Учитель помогает учащимся выбрать задание, обращая внимание на возможности и способности учащихся.

§44, 45, 46
упр 21(3,4), 22, 23(4)
Проект «Барометр»
Задачи на выбор:

1. Почему трудно пить сырое яйцо, если в нем есть только одно отверстие? Какую роль будет играть атмосферное давление, если в яйце сделать еще одно отверстие?

2. Можно ли «спрятаться» от атмосферного давления, нырнув в воду?. Обоснуйте свой ответ.

3. При консервации овощи и фрукты, залаженные в банки и залитые кипящим рассолом, плотно закрывают крышками. Почему после охлаждения крышки часто прогибаются внутрь?

4. Почему скоростные самолеты летают, как правило, на большой высоте?

5. Можно ли для опыта Торричелли воспользоваться трубками, изображенными на рисунке? Длина самой короткой из них 1м. (рисунок в разработке)

6. Как при помощи шланга налить бензин из бочки в ведро? Какова при этом роль атмосферного давления?

7. Если бы сила тяжести увеличилась в 2 раза, то как бы пришлось изменить конструкцию ртутного барометра?

8. Какой жидкостный барометр более точный – наполненный ртутью, водой или спиртом? Почему?

Список использованной литературы:

1. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6-7 классах. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1977.

2. Кирик Л.А. Качественные задачи по физике для 7-9 классов. – М.:ИЛЕКСА, 2020. -240с

3. Ханнанова Т.А. Физика. 7 класс: рабочая тетрадь к учебнику А.В. Перышкина/Т.А. Ханнанова, Н.К. Ханнанов, М. : Дрофа, 2014. — 1089, [4] с.

4. Филонович, Н. В. Физика. 7 кл. Методическое пособие / Н. В. Филонович. — 2-е изд., стереотип. — М. : Дрофа, 2015. — 189, [3] с.

5. Открытый банк заданий https://oge.fipi.ru/os/xmodules/qprint/index.php?theme_guid=3D32C8CD6BBBAC304D7A582B5A3ED87A&proj_guid=0CD62708049A9FB940BFBB6E0A09ECC8

Интернет-источники картинок для квеста: