Вес воздуха. Атмосферное давление

1. Число:

2. Тема урока: Вес воздуха. Атмосферное давление

3. Тип урока: комбинированный

4. Цель урока: сформировать понятие атмосферного давления, рассмотреть причины его существования и выяснить влияние земной атмосферы на живые организмы.

5. Учебно-воспитательные задачи урока:

Образовательная: повторить понятия атмосферы и атмосферного давления, известные из курса географии; рассмотреть причины, создающие атмосферное давление, объяснить значение атмосферного давления.

Развивающая: развивать логическое мышление, умение классифицировать, выявлять связи, формулировать выводы; развивать познавательный интерес; развивать умение объяснять особенности, закономерности, анализировать, сопоставлять, сравнивать.

Воспитательная: воспитывать культуру общения, умение ставить цели и выражать свою точку зрения; создать условия для реальной самооценки учащегося, реализации его как личности, воспитывать ответственность.

1. Средства обучения: учебник А.В.Перышкин. Физика.7 класс. -М.: Дрофа,2017; В.И.Лукашик, Е.В. Иванова. Сборник задач по физике. - М.: Просвещение, 2016; Н.И.Зорин. КИМ. Физика.7 класс. -М.: Вако, 2019.

2. Оборудование: стеклянный шар с пробкой и резиновым отводом; насос; рычажные весы; набор гирь; сосуд с водой; трубка с поршнем; медицинский шприц.

3. Демонстрации: определение массы воздуха (по рис. 124 учебника).

4. План урока

   №	Этапы урока	время	Методы и методические приемы
   1	Орг.момент	1 мин	Словесный(приветствие)
   2	Актуализация знаний	10 мин	Словесный, практический
   3	Изложение нового материала	15 мин	Словесный, практический
   4	Закрепление материала	15 мин	Практический
   5	Подведение итогов. Домашнее задание	2 мин	Словесный (запись на доске), оценивание
   6	Рефлексия	2 мин	Словесный

5. Ход урока:

1. Организационный момент.

Приветствие, проверка подготовленности к учебному занятию, организация внимания детей. Создание благоприятного психологического настроя учащихся на активную работу на уроке.

1. Актуализация знаний

1. Выполнение самостоятельной работы (7 мин).

Вариант 1

1. Свободной поверхностью жидкости называют...

А. Поверхность, которая не соприкасается со стенками сосуда.

Б. Поверхность, которая соприкасается со стенками сосуда.

В. Любая поверхность жидкости.

2. В каком из сообщающихся сосудов, 1, 2, 3, указано правильное расположение уровней жидкости.

3. Какой из сосудов 1, 2, 3, можно заполнить жидкостью доверху?

4. Два сосуда, 1 и 2, заполнены одинаковой жидкостью. Кран К закрыт. Будет ли переливаться жидкость из одного сосуда в другой, если открыть кран.

A. Будет переливаться из сосуда 1 в сосуд 2.

Б. Не будет переливаться.

B . Будет переливаться из сосуда 2 в сосуд 1.

5. В изогнутую стеклянную трубку в одно колено налита вода, в другое — керосин. В какое колено налита вода?

Вариант 2

1. Свободной поверхностью жидкости называют...

А. Поверхность, которая не соприкасается со стенками сосуда.

Б. Поверхность, которая соприкасается со стенками сосуда.

В. Любая поверхность жидкости.

2. Под действием силы тяжести жидкость...

А. Не перемешается.

Б. Перемешается с более низких мест на более высокие.

В. Перемешается с более высоких мест на более низкие.

3. В каком из сообщающихся сосудов, 1, 2, 3, указано правильное расположение уровней жидкости.

4. Два сосуда, 1 и 2, заполнены одинаковой жидкостью. Кран К закрыт. Будет ли переливаться жидкость из одного сосуда в другой, если открыть кран.

А. Будет переливаться из сосуда 1 в сосуд 2.

Б. Не будет переливаться.

В. Будет переливаться из сосуда 2 в сосуд 1.

5. Какой из сосудов 1, 2, 3, можно заполнить жидкостью доверху?

2. Повторение пройденного материала (3 мин).

Продолжить фразу

• Давлением называют величину, равную ...

отношению силы, действующей перпендикулярно к поверхности, к площади этой поверхности.

• Давление газа зависит… от объема и температуры

• Вес тела это … сила, с которой тело давит на опору вследствие притяжения к Земле.

• У комбайнов, сеялок и других сельскохозяйственных машин колеса делают с широкими ободками для того, чтобы уменьшить давление, так как чем больше площадь опоры, тем меньше давление.

1. Изложение нового материала.

• Дать определение атмосферы:

Атмосфера - газовая оболочка Земли.

Атмосфера простирается на тысячи километров в высоту и не имеет четкой границы. Атмосфера делится на несколько слоев:

• Тропосфера (от греч. - поворот) до 11 км

• Стратосфера (лат. – настил, слой) - 11 км - 55 км

• Мезосфера (греч. - средний) - 55 км – 80 км

• Термосфера (греч. - тепло) – 80 км – 500 км

• Экзосфера (греч. - снаружи) – 500 км – 800 км

• Состав атмосферы: в основном в ней находятся азот (78%) и кислород (21%), остальное аргон 0.93%, углекислый газ 0.03%, прочих газов в воздухе мало. До высоты около 100 км состав атмосферы существенно не меняется.

• Почему существует воздушная оболочка Земли? За счет земного притяжения молекулы воздуха не могут улететь далеко от поверхности Земли. Однако, концентрация молекул, а, следовательно, и плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты. Самая большая плотность воздуха у поверхности Земли.

• Вес воздуха легко вычислить, зная его массу.

Демонстрация по определению массы воздуха: Использовать стеклянный шар с пробкой и резиновой трубкой с зажимом. Выкачать из него воздух, зажать трубку зажимом и уравновесить на весах. Затем, открыв зажим на резиновой трубке, впустить в шар воздух. Равновесие весов при этом нарушится. Положив на другую чашу весов гири, добиться равновесия. Масса гирь будет равна массе воздуха в объеме шара.

Опытами установлено, что при температуре 0⁰С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объёмом 1 м³ равна 1,29 кг т.е. ρ = 1,29 кг/м³.

Вес этого воздуха легко вычислить: Р = gm, Р = 9,8 Н/кг · 1,29 кг ≈ 13 Н.

• Что произошло бы на Земле, если бы воздушная атмосфера вдруг исчезла?

Лишившись атмосферы Земля стала бы такой же мертвой, как ее спутница Луна, где попеременно царят то испепеляющий зной, то леденящий холод + 130^о С днем и - 150 ^о С ночью.

• Атмосферное давление – давление, оказываемое атмосферой на поверхность Земли и на все, находящиеся на ней тела. Обусловлено тем, что верхние слои атмосферы давят на нижние точно так же, как это происходит в жидкости.

Пример. На ладонь давит воздух. Вес этого воздуха равен весу груженого КАМАЗа, масса которого равна 10 тоннам! На среднего по размерам человека со стороны атмосферного давления действует сила давления около 150 000 Н. Но мы справляемся с такой нагрузкой, т.к. внешнее атмосферное давление уравновешивается давлением жидкости внутри нашего организма.

• П рисутствие атмосферного давления можно продемонстрировать на примере трубки с поршнем (опыт по рис. 125 учебника).

Создавая между поршнем и поверхностью воды безвоздушное пространство, мы, поднимая поршень, заставляем двигаться за ним воду из сосуда. Та сила, которая толкает воду вверх, и есть сила атмосферного давления.

По закону Паскаля атмосферное давление действует на воду в сосуде одинаково по всем направлениям, в том числе и вверх. И вода просто движется из зоны большего давления в зону меньшего. Тот же эффект можно наблюдать при работе обычного медицинского шприца. На подобном принципе работает и пипетка.

Физкультминутка

Раз - подняться, потянуться, (Потянулись.)

Два - согнуться, разогнуться, (Прогнули спинки, руки на поясе.)

Три - в ладоши три хлопка, (Хлопки в ладоши.)

Головою три кивка. (Движения головой.)

На четыре - руки шире, (Руки в стороны.)

Пять - руками помахать, (Махи руками.)

Шесть — на место сесть опять. (Присели.)

Дополнительный материал:

В 1654 г. Отто Герике в городе Магдебурге, чтобы доказать существование атмосферного давления, произвел такой опыт. Он выкачал воздух из полости между двумя металлическими полушариями, сложенными вместе. Давление атмосферы так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать восемь пар лошадей. Какая же сила сжимала полушария, противодействуя силе шестнадцати коней?

Ответ: Этой силой было действие атмосферного воздуха. Чем больше воздуха выкачивали из полости между полушариями, тем сильнее они сжимались снаружи атмосферным давлением. Оно, оставаясь постоянным, тем больше превышало давление внутри шара, чем меньше там оставалось воздуха.

Как мы пьем? При питье мы расширяем грудную клетку и тем самым разрежаем воздух во рту; под давлением наружного воздуха жидкость устремляется в то пространство, где давление меньше, и таким образом проникает в наш рот.

Наоборот, захватив губами горлышко бутылки, вы никакими усилиями не «втянете» из нее воду в рот, так как давление воздуха во рту и над водой одинаково. Итак, строго говоря, мы пьем не только ртом, но и легкими; ведь расширение легких — причина того, что жидкость устремляется в наш рот.

Атмосферное давление в живой природе

Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле благодаря крошечным присоскам, в которых создается разрежение, и атмосферное давление удерживает присоску на стекле.

Рыбы-прилипалы имеют присасывающую поверхность, состоящую из ряда складок, образующих глубокие «карманы». При попытке оторвать присоску от поверхности, к которой она прилипла, глубина карманов увеличивается, давление в них уменьшается и тогда внешнее давление еще сильнее прижимает присоску.

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.

Засасывающее действие болота объясняется тем, что при поднятии ноги под ней образуется разреженное пространство. Перевес атмосферного давления в этом случае может достигать 1000 H на площадь ноги взрослого человека. Однако копыта парнокопытных животных при вытаскивании из трясины пропускают воздух через свой разрез в образовавшееся разреженное пространство. Давление сверху и снизу копыта выравнивается, и нога вынимается без особого труда.

1. Закрепление материала.

Объяснить опыты:

1. Зажженную свечку или бумагу подержите внутри стакана, перевернутого вверх дном. Затем быстро поставьте стакан также вверх дном на поверхность надутого детского воздушного шарика. Опишите наблюдаемое явление.

2. Автоматическая поилка для птиц состоит из бутылки, наполненной водой и опрокинутой в корытце так, что горлышко находится немного ниже уровня воды в корытце. Почему вода не выливается из бутылки? Если уровень воды в корытце понизится и горлышко бутылки выйдет из воды, часть воды из бутылки выльется (рис 1).

3. Налейте в стакан воды, закройте листом бумаги и, поддерживая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Если теперь отнять руку от бумаги, то вода из стакана не выльется. Бумага остается как бы приклеенной к краю стакана (рис.2). Почему? Под тяжестью воды бумага прогибается и давление внутри стакана становится меньше атмосферного. Поэтому атмосферное давление удерживает бумажку.

1. Почему вода не выливается из дырявой бутылки? (рис.3)

Когда пробка не закручена, атмосфера выдавливает воду из бутылки. Если пробку закрутить, на воду действует только давление воздуха в бутылке, а его давление мало, и вода не выливается!

Рис.3

Рис. 2

Рис.1

Вопросы:

1. Можно ли «спрятаться» от атмосферного давления, нырнув в воду?

2. Чтобы выпить сгущённое молоко из жестяной банки, в крышке пробивают два отверстия. Для чего необходимо второе отверстие?

3. Медицинские банки прогревают пламенем перед тем как поставить больному. Объясните, почему после этого они «присасываются» к телу?

V. Подведение итогов урока. Оценивание работы учащихся на уроке. Домашнее задание: § 42-43; вопросы к параграфу; задачи №№ 549—553.

Экспериментальное задание:

VI. Рефлексия. Инициировать рефлексию детей по поводу психоэмоционального состояния, мотивации, их собственной деятельности и взаимодействия с учителем и другими детьми в классе. Учащиеся оценивают собственную деятельность:

1. Сегодня на уроке мне понравилось…

2. Сегодня на уроке я узнал…

3. Сегодня на уроке я закрепил…

4. Сегодня на уроке я поставил себе оценку …

8