Конспект урока в 7 классе «Давление твердых тел».

Урок изучения нового материала в 7 классе.

Тема. Давление твердых тел.

Цели:

образовательные:

-сформировать знания о физической величине «давление» и ее единицах;

-дать представление о зависимости давления от силы, действующей на поверхность и площади этой поверхности;

-ознакомить с учетом и способами изменения давления;

развивающие:

развивать мыслительные навыки учащихся, умение анализировать и выделять главное;

воспитательные:

прививать стремление к овладению новыми знаниями;

воспитывать навыки культуры общения и умения работать в группах и коллективе.

Оборудование: деревянная дощечка с вбитыми в нее гвоздями, гири,

деревянные бруски, динамометры, карточки-задания,

проектор, экран, ноутбук.

Ход урока.

I. Оргмомент.

II. Мотивация учебной деятельности.

Мы каждый день сталкиваемся со следующими ситуациями: просыпаемся на любимой подушке, делаем на завтрак бутерброд, собираем в школу рюкзак.

А почему подушка мягкая?

А для чего ножи остро затачивают?

А почему у рюкзака широкие лямки?

Ответить на эти и некоторые другие вопросы нам, как всегда поможет физика, а именно, физическая величина - давление.

А кто оказывает на лед большее давление: хрупкая фигуристка или корова?

III. Целеполагание.

Какую цель поставим перед собой на уроке?

Возможные ответы. Чему равно и от чего зависит давление.

IV. Сообщение темы урока.

(записали в тетрадь тему урока)

V. Изучение нового материала.

Эвристическая беседа.

При движении человека по рыхлому снегу на лыжах и без лыж, в одном случае человек проваливается в снег, а в другом - нет, то есть производит различные действия, хотя и в том и в другом случае он действует на снег с одной той же силой, равной его весу.

В чем разница данных случаев?

(Обсуждение).

В первом случае человек действует на поверхность, площадь которой равна площади подошв ботинок, а во втором - площади лыж.

На вспаханной пограничной полосе обнаружен след сапог нарушителя границы. Опытному пограничнику может о многом рассказать данный след, например, прошел только один человек или он нес еще на себе другого или какой-то тяжелый груз?

Как он это определяет?

(Обсуждение).

Если человек несет груз, его масса больше. Следовательно, больше его вес, то есть сила, с которой он давит на опору и след глубже.

Но, физика - наука экспериментальная и мы должны убедиться в сказанном на опыте.

Опыт 1.

Возьмем небольшую доску, в углы которой вбиты четыре гвоздя, и поместим ее остриями вверх на песок. Сверху на нее положим гирю.

Что наблюдаем?

Шляпки гвоздей лишь незначительно вдавятся в песок.

Опыт 2.

Перевернем доску и снова поставим ее на песок. Сверху на нее опять положим гирю.

Что наблюдаем?

Теперь гвозди войдут в него значительно глубже.

Вывод, который делаем из проведенного эксперимента:

результат воздействия силы, с которой тело давит на поверхность, зависит от площади этой поверхности.

Опыт 3.

Повторим опыт 1, но на доску поставим еще одну гирю.

Что наблюдаем?

Гвозди при той же площади опоры погрузятся в песок глубже.

Вывод:

результат воздействия силы, с которой тело давит на поверхность, зависит от величины прикладываемой силы.

Таким образом, результат воздействия зависит:

-от силы, с которой тело давит на поверхность;

-от площади этой поверхности.

В данных примерах силы действовали перпендикулярно поверхности: вес человека был перпендикулярен поверхности снега или земли.

Необходима величина, которая учитывала бы оба фактора: и величину силы, и площадь поверхности.

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

(записали в тетрадь)

давление =

С учетом обозначений:

(записали в тетрадь)

F- сила;

S- площадь;

р- давление:

р =

За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила равная 1 Н, действующая на поверхность площадью 1 м² перпендикулярно этой поверхности.

Единица давления - ньютон на квадратный метр.

В честь французского учёного Блеза Паскаля называется «паскаль».

(записали в тетрадь)

[p] = = Па

Работа в парах.

Рассчитаем давление деревянного бруска на стол.

Чтобы определить давление, надо силу, действующую перпендикулярно поверхности, разделить на площадь поверхности.

Поддерживающее повторение - «борьба с забыванием».

Вопрос. С какой силой брусок действует на поверхность стола?

Ответ. Сила, с которой тело действует на опору вследствие притяжения к Земле, называется весом тела.

Вопрос. Как направлена эта сила?

Ответ. Вес направлен перпендикулярно поверхности стола.

Вопрос. Как определить вес бруска?

Ответ. Либо с помощью весов измерить массу бруска и рассчитать вес тела:

Р = mg. Либо с помощью динамометра измерить вес бруска, подвесив его к крючку прибора.

Вопрос. Как найдем площадь поверхности, на которую действует брусок?

Ответ. С помощью линейки измерим длину, ширину и высоту бруска и рассчитаем площадь всех его граней, перемножив длины соответствующих сторон.

В вашем распоряжении брусок, динамометр и линейка.

Поддерживающее повторение - «борьба с забыванием».

Повторим определение цены деления прибора.

Ответ. Выбрать два соседних штриха шкалы, у которых написаны значения:

0 Н и 1 Н. От большего значения отнять меньшее: 1 Н - 0 Н = 1 Н.

Полученное число разделить на число делений, находящихся между штрихами:

= 0,1 .

Карточка- задание.

Измерение давления твердого тела на опору.

1.Определите цену деления динамометра.

2.Измерьте вес бруска с помощью динамометра.

3.Измерьте длину, ширину и высоту бруска.

4. Вычислите площадь грани бруска*.

5.Рассчитайте давление, которое производит брусок на поверхность стола.

*площадь большей грани S₁ - 1 ряд,

площадь средней грани S₂ - 2 ряд,

площадь меньшей грани S₃ - 3 ряд.

Какой вывод делаем из нашего эксперимента?

Ответ. Расчёты показали, что при действии одной и той же силы давление тем больше, чем меньше площадь поверхности, перпендикулярно которой действует сила.

Физкультминутка.

Встали.

Продемонстрируйте увеличение давления на пол.

Раз, два, три. Поза «Большое давление» замри.

(варианты: встать на одну ногу, встать на носочки, взять в руки портфель).

VI. Закрепление изученного материала.

Создание проблемных ситуаций.

Вернемся к вопросам, поставленными в начале урока.

Вопрос. Почему нож остро затачивают?

Обсуждение.

(Лезвия режущих и острия колющих инструментов (ножей, резцов, ножниц, пил, игл и др.) остро оттачивают. Их острые края имеют маленькую площадь соприкосновения с обрабатываемой поверхностью, благодаря чему даже при небольшой силе воздействия создается весьма значительное давление на предмет. Поэтому работать остро заточенным инструментом легче, чем тупым).

Режущие и колющие приспособления встречаются и в живой природе: это зубы, когти, клювы, шипы. Все они из твёрдого материала, гладкие и очень острые.

Почему лямки рюкзака делают широкими?

Обсуждение.

(Чем больше площадь лямок (опоры), тем меньше давление на плечи и руки).

Тяжёлые машины, такие, как трактор, танк или болотоход, имея большую опорную площадь гусениц, проходят по болотистой местности, по которой не пройдёт человек.

Шины грузовых автомобилей и шасси самолётов делают значительно шире, чем легковых. Особенно широкими делают шины у автомобилей, предназначенных для передвижения в пустынях.

Для того чтобы грунт мог выдержать давление возводимого здания, увеличивают площадь нижней части фундамента.

Почему подушка мягкая?

Обсуждение.

(Форма подушки в точности совпадает с рельефом нашей головы, когда мы на нее ложимся. Площадь соприкосновения головы с подушкой большая, следовательно, давление головы на подушку мало. Мягким может оказаться любая твердая поверхность, даже деревянный или бетонный пол, если он будет в точности облегать тело человека).

Вопрос. Для спасения человека, провалившегося под лёд, ему бросают верёвку (связанные брючные ремни или шарфы…), придвигают положенную на лёд лестницу, длинную широкую доску. Объясните, почему подходить к человеку, под которым провалился лёд, нельзя!

Обсуждение.

(Можно провалиться под лёд, и превратиться из спасателя в утопающего. Для спасения человека, провалившегося под лёд, ему бросают верёвку (связанные брючные ремни или шарфы…), придвигают положенную на лёд лестницу, длинную широкую доску. При опоре человека на широкую доску или лестницу его тяжесть распределяется на большую площадь, и давление на кромку льда полыньи уменьшается. Используя верёвку, можно попытаться вытащить человека, не приближаясь к нему.

В сложных экстремальных ситуациях (например, при спасении ребёнка или животного) следует обвязать спасателя верёвкой, он в свою очередь, ползком доберётся до полыньи и пострадавшего, подкладывая, по возможности, под себя доски, фанеру, лыжи…, увеличивая тем самым площадь опоры и уменьшая давление на лёд).

Проверим, что усвоили на уроке.

1. Для какого из перечисленных тел важно, чтобы давление, оказываемое им, было меньше?

a. нож

б. ножницы

в. пила

г. трактор

2. Для какого из перечисленных тел важно, чтобы давление, оказываемое им, было больше?

a. трактор

б. здание

в. вездеход

г. швейная игла

3. Чем больше площадь опоры, тем … давление, производимое телом.

а. меньше

б. больше

4. Чем меньше площадь опоры, тем … давление, производимое телом.

а. меньше

б. больше

5. Режущие инструменты затачивают, чтобы … давление:

а. уменьшить

б. увеличить

в. не изменять

6. Стены зданий устанавливают на широком фундаменте, чтобы … давление:

a. уменьшить

б. увеличить

в. не изменять

7.В каком случае давление, производимое брусками на стол, будет наибольшим?

а. в первом б. во втором в. в третьем

***Листок ответов в 2-х экземплярах: один для самопроверки, второй на проверку учителю, чтобы выявить «пробелы» и на следующем уроке обратить на них внимание, и чтобы отметить хорошее понимание материала урока, выставив отметки «4» и «5».

Проверка.

VII. Домашнее задание.

§16 (п.1),

подготовьте сообщения «Учет давления в природе, технике и быту», используя Интернет (по 2- 3 примера).

Экспериментальное задание.

Найдите давление, которое вы производите, стоя на полу.

Сосчитайте число полных клеточек, попавших внутрь контура, и прибавьте к нему половину числа неполных клеточек, через которые прошла линия контура. Полученное число умножьте на площадь одного клеточки (площадь клеточки на листе, взятом из школьной тетради, равна 0,25см² = 0,000025м²) и найдите площадь подошвы S.Зная свою массу, рассчитайте свой вес.