Урок по физике "ДАВЛЕНИЕ. СИЛА ДАВЛЕНИЯ"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖИ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ «ОВОЩНОВСКАЯ ШКОЛА»

УРОК

по физике

«Давление. Сила давления»

с. Овощное

Джанкойский р-н

Тема урока: «Давление. Сила давления»

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цели урока:

• Образовательная – сформировать у учащихся представление о давлении, единицах измерения давления; осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений, интересными формами урока способствовать усвоению основного материала, правильного образного мышления, отработать навыки работы с физическими приборами, умение ставить опыты.

• Развивающая – создать условия для развития творческих и исследовательских навыков, формировать умения выделять главное, сопоставлять, делать выводы; развивать речь, совершенствовать интеллектуальные способности; решать тренировочные задачи.

• Воспитательная – способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу.

Задачи урока:

• Знать:

  • определения

    • давления;

    • единицы измерения давления.

  • обозначения физических величин;

  • способы увеличения и уменьшения давления;

  • выяснить, пути получения малого и большого давления;

  • формулы:

    • давления твердого тела;

    • силы давления;

    • площади поверхности, на которую производится давление.

• Уметь:

  • решать расчетные задачи, используя формулы давления, силы давления;

  • рассчитывать площади поверхности, на которую производится давление.

  • переводить единицы измерения давления;

• Научиться делать самоанализ урока.

Приобретаемые навыки детей:

• учащиеся учатся работать в группах, обобщать, сопоставлять, проводить исследования;

• развивают логическое мышление, память, речь, пространственное воображение;

• повышается уровень восприятия, осмысления и запоминания;

• воспитание внимательного отношения к окружающим, друг к другу, учебной дисциплины.

• подводить итоги своей работы, анализировать свою деятельность.

Формы организации работы детей: индивидуальная, фронтальная, групповая, парная.

Формы организации работы учителя:

• используется словесно-иллюстративный метод, репродуктивный метод, практический метод, проблемный метод, беседа-сообщение, метод письменного текущего контроля;

• проверка ранее изученного материала, организация восприятия новой информации;

• постановка цели занятия перед учащимися;

• обобщение изучаемого на уроке и введение его в систему ранее усвоенных знаний.

Оборудование: Столик для демонстрации давления, прозрачная посуда с сыпучим материалом (песком), набор грузов, рисунки, картинки, карточки-задания с тестами для самопроверки знаний.

ЭПИГРАФ

«Знания без применения – тучи без дождя»

Восточная мудрость.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

Учитель. Здравствуйте, ребята. Я вас люблю и желаю вам добра. Предлагаю настроиться на сотрудничество и взаимопонимание. Проверьте свою готовность к уроку. Для работы на уроке вам потребуются тетради, ручки, учебники, мышление и память.

2. Подготовка к восприятию нового материала

Учитель: Ребята! Мы с вами каждый урок открываем для себя что-то новое, изучая физику. Какое поле деятельности для пытливого ума, умелых рук и любознательной натуры! А сколько еще неопознанного вокруг. Интерес к учебе, возникает тогда, когда человек трудиться сам, т.е. происходит:

И – индивидуальная
Н – напряженная
Т – творческая
Е – ежедневная
Р – работа
Е – естественно
С – с юмором.

3. Мотивация учебной деятельности

Учитель:

Вышел бычок на дорожку,
Наступил муравью он на ножку.
И вежливо очень сказал муравью:
«Можешь и ты наступить на мою».

Вопрос классу. Одинаковый ли результат получится в итоге? (Картинка1)

Итак, делаем вывод: масса бычка больше, поэтому и вес его больше, а значит, и воздействие бычка больше.

Однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что, по его мнению, легче всего в жизни. Он ответил, что легче всего – поучать других, а труднее – познать самого себя. На уроках физики мы говорим о познании мира. Как мы воспринимаем мир? Как мыслители или как художники? Сегодня мы организуем работу так, чтобы каждый проявил свои способности как мыслителя и как художника. Покажем умения и навыки при изучении темы: «Давление. Сила давления».

4. Постановка цели занятия перед учащимися:

• изучить давление твердых тел;

• в каких единицах измеряется давление;

• выяснить способы изменения давления в быту и технике;

• изучить способы увеличения и уменьшения давления;

• обобщить знания о давлении, закрепить изученный материал;

• проверить и закрепить полученные знания.

5. Постановка учебной проблемы

Учитель: Может ли человек оказать на поверхность воздействие большее или хотя бы такое же, как тяжелый гусеничный трактор на грунт? Почему мы проваливаемся в рыхлый снег в сапогах и не проваливаемся, когда стоим на лыжах? Почему нам жестко сидеть на табурете и весьма комфортно лежать в гамаке, сплетенном из грубых веревок? На все эти и другие вопросы мы получим ответы в ходе сегодняшнего урока.

6. Актуализация знаний учащихся

Учитель: У меня в руках оранжевые жетоны. За каждый правильный ответ вы получаете по одному жетону и по одному дополнительному баллу за урок.

Фронтальный опрос.

• Что характеризует сила?

• Как обозначают силу в физике и в каких единицах она из­меряется?

• К чему приводит действие силы?

• Какие силы нами изучены?

• Как рассчитать силу тяжести, действующую на тело?

• Как обозначают площадь поверхности тела в физике и в каких единицах она измеряется?

• Назовите единицу площади в СИ.

• Сколько в 1 квадратном метре содержится квадратных сантиметров? квадратных миллиметров?

7. Изложение нового материала

Учитель: Возьмите в руки карандаш и надавите пальцем на основание карандаша, а затем на заостренный грифель.

Вопросы классу

• Одинакова ли сила воздействия на карандаш в первом и во втором случаях? (Да, сила одинакова.)

• А результат воздействия силы? (Во втором случае сила производит большее воздействие.)

• В чем причина наблюдаемого явления? (У основания карандаша и у кончика грифеля разная площадь поверхности.)

Демонстрация. Столик для демонстрации давления помещаем в прозрачный контейнер с сыпучим материалом ножками вверх. Сверху устанавливаем гирю массой 5 кг. Столик не проваливается в сыпучий материал. Затем столик переворачивают на ножки и сверху устанавливают ту же самую гирю. Ножки столика при этом погружаются в сыпучий материал.

Учитель: Обобщим результаты исследований. Действия тела на опору зависят:

– от величины силы давления;

– от площади опоры.

Результат действия силы на поверхность зависит от величины этой силы, которая приходится на каждую единицу площади.

Запись в тетради. Величина равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности, называется давлением. (Ученики записывают определение)

Учитель:Давление обозначается буквой р.

Формула давления

р – давление;

F – сила давления;

S – площадь поверхности, на которую перпендикулярно действует сила давления.

Единица измерения давления в системе СИ: 1 Н/1 м² =1Па.

1 Па – это такое давление, которое оказывает сила 1 Н на площадь поверхности 1 м².

Рассказ учителя (Картинка 2)

Единица давления была названа в честь французского ученого XVII века (современника такой исторической личности, как кардинал Ришелье) Блеза Паскаля. За свою короткую жизнь (ученый скончался от болезни в возрасте 39 лет) этот талантливый человек сделал ряд открытий не только в физике, но и в математике (написал ряд работ по теории чисел, по теории вероятности, сконструировал первую механическую счетную машинку) и даже оставил свой след в общественной жизни Франции (создал первый во Франции вид общественного транспорта — омнибусы: кареты, запряженные лошадьми, которые ходили с интервалом в 15 минут).

Учащиеся знакомятся также с другими единицами давления: гектопаскаль (гПа), килопаскаль (кПа), мегапаскаль (МПа) (Картинка 3)

Запись на доске и в тетрадях:

1гПа = 100Па; 1кПа = 1000Па; 1 МПа = 1000 000 Па.

Учитель:Из формулы давления выводим следующие формулы:

Для силы давления: F = p·S

Для площади поверхности: S = F/p

Учитель:Давайте сраним давление, оказываемое различными телами (Картинка 4). Давление, которое оказывает танк на землю равно 40 – 50 кПа, автомобиль – 190 – 300 кПа, железнодорожный состав - 3 000 000 кПа, а бегущий человек – 300 – 400 кПа.

Любая поверхность выдерживает только определенное давление. Если это давление будет выше, то опора разрушается. (Картинка 5)

Строрительство высотных зданий предполагает, что грунт выдерживает давление, которое здание оказывает на него своим весом. Так, при возведении Останкинской телебашни в Москве, высота которой 533 м, а масса 51 400 т, строительство через год после начала было приостановлено из-за опасений, что грунт не выдержит нагрузку. После почти двухлетних расчетов и изучения грунта, фундамент под башню пришлось увеличить в размерах. Теперь площадь фундаиента башни составляет 1 940 м², а его масса – 40 % от массы всего сооружения. Давление фундамента Останкинской телебашни на почву – 270 000 Па.

Вернемся к вопросу, который мы поставили в начале урока: может ли человек оказать на поверхность воздействие, большее, чей трактор? Оказывается, может! И пусть сила, с которой человек может надавить на поверхность, невелика (порядка 500 Н), а вес трактора порядка 65000 Н, но если человек будет с этой силой давить на канцелярскую кнопку, площадь острия которой 0,1 мм², а трактор опираться на гусеницы площадью 1,4 м², то результат воздействия будет различным. Давление кнопки на поверхность при подсчетах окажется равным 500 МПа, а трактора — всего лишь 0,05 МПа. Эту закономерность, легко проследить в природе и технике.

Вопросы классу

• Каким образом комару удается проколоть кожу слона, человека?

• Для чего натачивают лезвия ножей, ножниц, заостряют гвозди?

• Как можно увеличить (уменьшить) оказываемое давление, действуя с одной и той же силой?

• В каких случаях необходимо увеличить (уменьшить) давление? Приведите примеры.

• Человек провалился под лед. Как нужно действовать, чтобы спасти его? Как при этом на практике применяются знания о давлении?

Человеческая кожа выдерживает давление 3 000 000Па. Поэтому, в зависимости от того, какой результат хотят получить, давление можно увеличивать или уменьшать.

Каковы способы изменения давления? (Учитель раздает картинки.)

Учитель: А теперь, ребята, определите, пожалуйста, какие из этих картинок относятся к увеличению давления, а какие – к уменьшению. Те учащиеся, которые получили картнку с увеличением давления выстраиваются слева от доски, а те, которые с уменьшением давления – справа от доски. Объясните, почему в вашем случае даление тел увеличивается или уменьшается.

Учитель:Итак, подведем итоги:

Увеличение:

– увеличение силы давления;
– уменьшение площади.

Топор, нож, гвозди, кнопки, иголки, зубы, когти, клювы зверей, шипы, колючки растений, жало осы.

Уменьшение:

– уменьшение силы давления;
– увеличение площади.

Фундамент здания, шасси самолета, широкие шины автомобилей, гусеницы вездеходов, тракторов, лыжи, шайбы под гайки, шпалы под рельсы.

8. Физкульт минутка.

Учитель: Вы сейчас стоите и оказываете давление на пол. Я предлагаю вам сейчас придумать, а потом рассказать и показать как можно изменить это давление. Первая группа – увеличить, вторая – уменьшить. (Встать на одну ногу, подняться на носочек, взять портфель, съесть в буфете пирожное, сесть на пол, лечь на пол, встать на четвереньки, срочно похудеть.)

Учитель: Не следует путать понятия «давление» и «сила давления». В нашем опыте с карандашом давление было разным, а сила давления одинаковой! Силу давления можно рассчитать по формуле F = p·S, и измеряться она будет, как и любая сила, в ньютонах.

Вопросы классу:

• В каком случае прикладываемая сила больше и почему? В каком случае давление на пол больше и почему? (Картинка 6, 7, 8).

• Йог лежит на доске с гвоздями , прибитыми остриями вверх. Как изменится давление, если число гвоздей уменьшить в 2 раза? Как изменится при этом сила давления?(Картнка 9)

9. Закрепление изученного материала

1. Решение качественных задач.

Загадки

1. Мы проворные сестрицы
Быстро бегать мастерицы,
В дождь – лежим,
В снег – бежим.
Уж такой у нас режим. (Лыжи)

– Как связаны лыжи с давлением?

2. Тонка,
Длинна,
Одноуха,
Остра,
Всему миру нужна. (Иголка)

– Какой иглой лучше шить: тупой или острой?

3. Мне ответ серьезный дайте,
Кто сейчас сказать готов,
Почему следы в асфальте
Лишь от женских каблуков?
Отвечайте же скорее:
Что, девчата, тяжелее?

4. Вышел бычок дорожку,
Наступил муравью он на ножку.
И вежливо очень сказал муравью:
«Можешь и ты наступить на мою».

– Одинаковый ли результат получится в итоге?

1. Почему топкое болото перейти легче, если под ноги положить хворост?

2. Каково назначение широких копыт у верблюда – жителя пустыни?

3. Объясните физический смысл пословицы: «Шило в мешке не утаишь»?

4. Почему по скошенному лугу трудно идти босиком?

5. Почему у рюкзака широкие лямки? Как надо укладывать рюкзак и почему?

6. Почему опорную площадку губок у плоскогубцев делают большей, чем у кусачек?

7. Почему олени почти не проваливаются в снег?

8. Почему режущие и колющие инструменты оказывают на тела очень большое давление?

9. Объясните назначение наперстка, надеваемого на палец при шитье?

Решение расчетных задач

Задача 1. Вес танка составляет 320 000 Н. Площадь опоры каждой из его гусениц 4 м². Сможет ли танк пройти по болотистой местности, которая выдерживает давление не более 35 000 Па?

Дано: Решение

Ответ: не сможет, так как давление, которое танк оказывает гусеницами грунт, превышает предельно допустимое.

Задача 2. Штормовой ветер способен оказать давление до 100 Па. С какой силой воздействует этот ветер на стену здания площадью 24 м²?

Задача 3. Мальчик массой 50 кг стоит на лыжах. Длина каждой лыжи равна 1,6 м, ширина — 15 см. Какое давление оказывает мальчик на снег

10. Самопроверка знаний

Тест

(Обведите кружочком правильный ответ)

1. В каких единицах измеряется давление?

А) Н.
Б) Па.
В) м².

2. Чем…площадь опоры, тем… давление, производимое одной и той же силой на эту опору?

А) больше; меньше.
Б) больше; больше.
В) меньше; меньше.

3. Давление тела на поверхность зависит …

А) от модуля силы и площади поверхности, перпендикулярно которой он действует;
Б) от модуля силы и не зависит от площади поверхности, на которую действует сила;
В) площади поверхности, перпендикулярно которой действует сила.

4. Выразите в Па давление 10 кПа?

А) 10000Па.
Б) 100Па.
В) 1000Па.

5. Величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности называется…

А) силой давления.
Б) давлением.
В)  весом тела.

6. Станок весом 12000 Н имеет площадь опоры 2,5 м². Определите давление станка на фундамент?

А) 48 Па.
Б) 25000 Па.
В) 4800 Па.

7. Как изменится давление книги на стол, если поставить ее на ребро?

А) не изменится.
Б) уменьшится.
В) увеличится.

8. Ящик весом 960 Н оказывает на опору давление 5 кПа. Какую площадь опоры имеет ящик?

А) 0,192 м²
Б) 19,2 м².
В) 1,92 м²

Проверка (Картинка 10)

Учитель: Ответы вам предлагаются, и вы сами можете оценить свою работу: за каждый правильный ответ – 1 балл. Прибавьте к полученным баллам количество своих жетонов и поставьте себе оценку.

11. Итог урока

Учитель: Сегодня на уроке мы познакомились с новой физической величиной – давлением. Узнали, в каких единицах выражают давление, как можно увеличить и уменьшить давление. Итак, давление – это физическая величина, характеризующая такой результат действия силы как деформация тел при их взаимодействии. Давление зависит от силы и площади, по которой эта сила распределена. Установив данную взаимосвязь, мы получаем возможность использовать ее в нашей жизни. Где?

Все режущие, колющие инструменты мы затачиваем, уменьшая, таким образом, площадь режущей поверхности, тогда давление увеличивается, а значит и деформация тела при меньшем значении силы. Задние колеса грузовиков обычно сдвоенные, гусеницы тракторов и охотничьи лыжи делают широкими: давление, а значит, деформация уменьшается за счет увеличения площади . Мы учитываем взаимосвязь давления с силой и площадью, по которой эта сила распределена. В нашей жизни мы имеем возможность давление регулировать. Сама природа неплохо вооружила живой мир для создания большого давления небольшим усилием – иглы, клювы, когти, жала, зубы, клыки.

Учитель: Достигли мы цели, какую поставили в начале урока?

Ученики:

– изучили давление твердых тел, единицы измерения давления;
– выяснили способы изменения давления в быту т технике;
– изучили способы увеличения и уменьшения давления;
– обобщили знания о давлении, закрепили изученный материал;
– проверили и закрепили полученные знания

Учитель: Ответьте на вопрос: “Для чего же люди должны знать, что такое давление?”

Ученики: Без знания о давлении, мы не сможем пользоваться штамповкой деталей; не сможем учесть зависимость роста давления с высотой или глубиной; не сможем построить высотные дома; даже режущие и колющие предметы: иглы, ножи, ножницы не сможем использовать в быту и др.

Учитель: Да, действительно, человеку необходимы знания о давлении, чтобы двигать прогресс вперед, делать новые открытия и изобретения. И, я думаю, что вы со мной согласны.

12. Домашнее задание к следующему уроку

§ 25; § 26 Упр.14 (1,2,3,4 ). Предлагаю вам побыть учеными, философами, писателями.

– Напишите небольшое сочинение на тему “Человек и давление”.

13. Рефлексия

– Ваше настроение в конце урока: Проанализируйте, пожалуйста, «движение» своих мыслей, чувств, ощущений, которые возникли у вас в течение урока: (Картинка 11)

• удивлён,

• безразличен,

• радостно восхищён,

• встревожен,

• раздражён,

• спокоен.

Учитель: Ребята! В заключение хочу сказать. Физик видит то, что видят все: предметы и явления. Он также как и все восхищается красотой и величием мира, но за этой всем доступной красотой ему открывается еще одна красота закономерностей в бесконечном разнообразии вещей и событий. Физику доступна редкая радость – понимать природу, и даже «беседовать» с ней. Мне хочется пожелать вам научиться понимать природу, и разговаривать с ней на одном языке.

Копилка занимательных фактов

Супердавление!

Современные суперпрессы создают давление 750 000 кПа. Самое большое постоянное давление в 170 ГПа создано в гигантскомгидравлическом прессе с алмазным покрытием в институте Кар-неги, Вашингтон, США.

В живой природе

Копыта оленей раздвоены и широко раздвигаются, что позволяет им не проваливаться в снег. На снегу олень чувствует себя примерно как человек на лыжах.

Эверест — это предел?

Для Земли — да! Для Земли критическая высота гор — 30 км. Если бы земные горы.были выше, то давление у подножия горы было бы настолько большим, что породы плавились бы, а высота горы таким образом уменьшалась бы до критического значения. В реальности же высота гор на Земле нигде не достигает критического значения из-за влияния окружающей среды — выветривания, влажности и т. д. А для Луны горы, подобные Эвересту,— обычное дело.

ТЕСТ

Не совсем прилежная ученица, пытаясь определить своё давление на кресло, всё время делила площадь поверхности на свою прилагаемую силу.

Твой совет:

А) Продолжай дальше;

Б) дели силу на площадь;

В) перестань мучить кресло.

Посоветуй своим одноклассникам, в каких единицах им лучше выражать давление на уроке физики:

А) в ньютонах;

Б) в паскалях;

В) в килограммах.

Посоветуй Незнайке, как можно изменять давление:

А) меняй силу и площадь поверхности тела;

Б) смазывай поверхность разными смазками;

В) меняй цвет тела.

Ученица второго класса захотела оказать большее давление на ступеньку порога школы. Что ты ей посоветуешь?

А) надеть туфли на каблуках;

Б) надеть лыжи;

В) не заниматься ерундой.

Дай совет спасателям, которые пытаются вытащить из проруби утопающего:

А) бежать бегом к нему по тонкому льду;

Б) идти медленно по тонкому льду;

В) ползти на животе по тонкому льду.

ОТВЕТЫ:

1. Б

2. Б

3. А

4. А

5. В