ДИДАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ «ГИДРО-АЭРОСТАТИКА»

Дидактический материал

по теме :

«Гидро-аэростатика»

Учитель физики МБОУ СОШ №3

Оглинда Валентина Петровна.

г.ДОНЕЦК, Ростовская обл.

24 марта 2014г.

Учебник Н.М.Шахмаев, Ю.И.Дик, Физика. 9 класс

Давление внутри покоящейся жидкости.

Задание 9.1. Домашний эксперимент.

Возьмите полиэтиленовый пакет, сделайте в нем четыре дырочки одинакового раз­мера в разных местах нижней части пакета, используя, например, толстую иглу. Над ванной налейте в пакет воды, зажмите его сверху рукой и выдавливайте воду через дырочки. Меняйте положение руки с пакетом, наблюдая, какие изменения происходят со струйками воды. Зарисуйте опыт и опишите свои наблюдения.

Задание 9.2. Отметьте верное окончание фразы.

Нижнее и боковое отверстия трубки затянуты одинаковыми резиновыми мембранами. В трубку наливают воду и медленно опускают ее в широкий сосуд с водой до тех пор, пока уровень воды в трубке не совпадет с уровнем воды в сосуде. В этом положении мембраны

.

1.обе выгнуты наружу

2. обе вогнуты внутрь

3. обе плоские

4. нижняя - плоская, а боковая - вогнута внутрь

5 .нижняя - плоская, а боковая - выгнута наружу

6 . боковая - плоская, а нижняя - вогнута внутрь

7. боковая - плоская, а нижняя - выгнута наружу

Задание 9.3 . На рисунке показан опыт с сосудом, дно которого может отпадать. В ходе опыта были сделаны три наблюдения.

1. Дно пустой трубки прижато, если трубка погружена в воду на некоторую глубину Н.

2. Дно по-прежнему прижато к трубке, когда в нее начинают наливать воду.

3. Дно начинает отходить от трубки в тот момент, когда уровень во­ды в трубке совпадет с уровнем воды в сосуде.

а) В левом столбце таблицы запишите номера наблюдений, которые позво­ляют прийти к выводам, обозначенным в правом столбце.

№ наблюдения

Вывод

Давление на крышку снизу на глубине Н равно давлению столба жидкости высотой Н

Внутри жидкости давление больше, чем давле­ние воздуха в трубке

б) Запишите свои гипотезы о том, что может измениться в описанном выше опыте, если:

- в сосуде будет находиться вода, а в трубку будут наливать подсолнечное масло.

- в сосуде будет находиться подсолнечное масло, а в трубку будут наливать воду.

Задание 9.4. В закрытом баллоне с площадью основания 0,03 м² и высотой 1,2 м находится вода плотностью 1000 КГ/м³. Определите давление воды на дно баллона.

Дано:

Решение

Ответ:

Задание 9.5. Запишите, какие из опытов, изображенных на рисунке, подтверждают, что давле­
ние в жидкости с глубиной увеличивается.

Поясните, что демонстрирует каждый из опытов.

а)

а) _

б)

в

б)

.

Задание 9.6. Кубик помещен в жидкость плотностью р, налитую в открытый сосуд. Поставьте

соответствие указанным уровням жидкости формулы для вычисления давления,

со­зданного столбом жидкости на этих уровнях.

pg (a

+в)

pg(a

+ b +

с)

pga

Около верхней поверхности кубика

Около нижней поверхности кубика

Около дна сосуда

Задание 9.7. Отметьте знаком «+» верные утверждения.

Сосуды различной формы заполнили водой. При этом ... .

давление воды на дно сосуда 1 больше, чем сосуда 2,

□ больше

□□ □поскольку масса воды в нем больше

давление воды на дно сосуда 1 меньше, чем сосуда 3, поскольку площадь его основания больше

давление воды на дно сосуда 3 больше, чем сосуда 2, поскольку площадь его основания меньше

давление воды на дно всех сосудов одинаково, по­скольку

давление жидкости на дно определяется только высотой столба

жидкости

Задание 9.8.Чему равно давление воды на дно прямоугольного аквариума длиной 2 м, шириной 1 м и

глубиной 50 см, доверху заполненного водой?

Дано:

СИ

Решение:

Ответ:

Задание 9.9. В одну из трубок сообщающихся сосудов налита вода. Что произойдет, если зажим с пластиковой трубки убрать?

Задание 9.10. В одну из трубок сообщающихся сосудов налита вода, а в другую - бензин. Если за­жим с пластиковой трубки убрать, то:

а) уровень какой жидкости окажется выше и почему?

Вода Бензин

б) куда при этом сместится граница раздела жидкостей?

Задание 9.11. Какова высота столба воды в U-образном сосуде относительно уровня АВ, если высо­та столба керосина 50 см?

СИ Решение:

Дано:

Ответ:

Реше

Атмосферное давление.

Задание 9.12. На Луне, масса которой примерно в 80 раз меньше массы Земли, отсутствует воз­душная оболочка (атмосфера). Чем это можно объяснить? Запишите вашу гипотезу.

Задание.9.13. Выберите правильное утверждение.

В опыте Торричелли в стеклянной трубке над поверхностью ртути создается безвоздушное пространство.

есть воздух, но его плотность меньше, чем у воздуха, который окружает­

трубку

есть воздух, но его плотность больше, чем у воздуха, который окружа­ет

трубку

Задание 9.14. Запишите значения давления в указанных единицах по приведенному образцу, ок­руглив результат до целых.

40 мм рт. ст. = 5332 Па = 5 кПа

2 мм рт. ст. = Па ~ гПа.

30 мм рт. ст. = Па = гПа.

750 мм рт. ст. = Па ~ кПа.

Задание 9.15. На рисунке показана схема устройства барометра-анероида. Отдельные детали кон­-

струкции прибора обозначены цифрами. Заполните таблицу.

№

Название детали

Назначение детали

1

2

3

4

Задание9.16. Заполните пропуски в тексте.

а) б)

На рисунках изображен прибор, который называется
Этим прибором измеряют

Запишите показание каждого прибора с учетом погрешности измерения.

Р₁ = ( ± ) мм рт. ст. = ( ± ) кПа;

р₂= ( ± ) мм рт. ст. = ( ± ) кПа.

Задание 9.17.Заполните пропуски в тексте.

Разница атмосферного давления в разных слоях атмосферы Земли вызывает движение воздушных масс. В антициклоне, т. е. в области повышенного давления, обычно ясно и безветренно, а в области циклона давление обычно понижено и образуются вихревые воздушные потоки, несущие облака, тучи и дождливую погоду. Метеорологи по изменению атмосферного давления мо­гут судить о возможной смене погоды.

Если атмосферное давление повышается - это, вероятнее всего,к ___________погоде

Если атмосферное давление понижается- это, вероятнее всего,к ___________погоде

Задание 9.18. Запишите значения давления в указанных единицах, округляя результат до целых.

390 Па ~ мм рт. ст.

1254 Па = мм рт. ст.

8400 Па ~ мм рт. ст.

.Задание 9.19. Заполните пропуски в тексте, используя слова, приведенные в скобках.

Измерения показывают, что давление воздуха быстро

(уменьшается, увеличивается) с увеличением высоты. Причиной тому

служит не только {уменьшение, увеличение)

плотности воздуха, но и {понижение, повышение) его температуры

при удалении от поверхности Земли на расстояние до 10 км.

Задание 9.20. Решить задачу.

Высота Останкинской телебашни достигает 562 м. Чему равно атмосферное давле­ние около

вершины телебашни, если у ее основания атмосферное давление равно 750 мм рт. ст.?

Давление выразите в мм. рт. ст. и в единицах СИ, округлив оба значе­ния до целых.

Дано:

СИ

Решение

Ответ:

Задание9.21. а) Зачеркните ненужные из выделенных слов, чтобы получилось описание работы поршневого насоса, изображенного на рисунке.:

При движении рукоятки насоса вниз поршень в сосуде А движется вверх, вниз, верхний клапан открыт, закрыт, нижний клапан от­крыт, закрыт, вода из сосуда В не перемещается в пространство под поршнем, вода из отводящей трубы не выливается.

б) Опишите, что происходит при движении рукоятки насоса вверх.

Задание 9.22. Поршневым насосом, схема которого приведена в задании 46.1, при нормальном атмо­сферном давлении можно поднять воду на высоту не более 10 м. Объясните почему.

Задание 9.23. Решить задачу. Площадь малого поршня гидравлической машины равна 0,04 м², площадь большо­го 0,2 м². С какой силой следует действовать на малый поршень, чтобы равномер­но поднять груз массой 100 кг, находящийся на большом поршне?

Дано: Решение:

Ответ

Закон Паскаля и его применение.

Задание 9.24. Вставьте пропущенные слова:

давление производимое напередается в каждую точку жидкости или газа

Задание 9.25. Отметьте галочкой утверждения, которые отражают суть закона Паскаля.

Давление в жидкости равно 1 Па, если на площадку площадью 1 м²

действует сила 1 Н.

Давление, производимое на газ или жидкость, передается в любую точ­ку

одинаково во всех направлениях.

Давление в сосуде с жидкостью или газом при их сжатии возрастает

одинаково на все стенки сосуда.

Задание 9.26. .Заполните пропуски в тексте, описывающем принцип действия гидравлического

пресса, схема устройства которого показана на рисунке.

При движении рукоятки вверх: поршень

а клапандвижется клапан открыт,

закрыт, поэтому масло из открытого сосуда

поступает в цилиндра

При движении рукоятки
5 движется

вниз: поршень

клапан

клапан------- закрыт , а клапан ----------открыт

поэтому

масло из цилиндра нагнетается в цилиндр

Гидравлический пресс дает выигрыш в силе, численно равный закрыт,

Задание 9.27. Опишите принцип действия отбойного молотка, схема устройства которого показа­на на рисунке.

Задание 46.1.

Задание 9.28. а) Зачеркните ненужные из выделенных слов, чтобы получилось описание работы поршневого насоса, изображенного на рисунке.

При движении рукоятки насоса вниз поршень в сосуде А движется вверх, вниз, верхний клапан открыт, закрыт, нижний клапан от­крыт, закрыт, вода из сосуда В не перемещается в пространство под поршнем, вода из отводящей трубы не выливается.

б) Опишите, что происходит при движении рукоятки насоса вверх.

Задание 9.29..

Поршневым насосом, схема которого приведена в задании 46.1, при нормальном атмо­сферном

давлении можно поднять воду на высоту не более 10 м. Объясните почему.

Закон Архимеда и его применение.

Задание 9.30.. Стальной кубик погружен в воду. На рисунке стрелками изображены силы, дейст­вующие со стороны воды на грани кубика.

а) Напишите рядом с каждой стрелкой ее обозначение:

F_B - сила, действующая на верхнюю грань кубика,

F_H - сила, действующая на нижнюю грань кубика,

F_n - сила, действующая на правую грань кубика,

F_a - сила, действующая на левую грань кубика.

б) Ответьте на вопросы.
Почему верхняя стрелка короче нижней?

Почему правая и левая стрелки одинаковой длины?

в) Расставьте знаки <, =, >, показывающие соотношения между модулями выше-
названных сил: F_B F_н , F_n F_Л.

г) Заполните пропуски в тексте.

Сумма сил F_n и F_n, действующих на кубик в горизонтальном направлении,
равна .

Сумма сил F_B и F_H, действующих на кубик по вертикали, направлена .

Равнодействующая всех сил, действующих на кубик со стороны воды,

на­правлена , поэтому силу, действующую на погруженное в жидкость

тело, называют

Задание 9.30.

Два одинаковых кубика уравновешены на рычажных весах в воздухе. Под один из кубиков

помещают стакан, который заполняют углекислым газом (см. рис.). За­черкните по одному из

выделенных слов в тексте, чтобы получилось верное описа­ние наблюдаемого явления.

Выталкивающая сила, действующая на погруженное в газ тело, вычисляется по формуле: F_Bb[T = gp_TV_T. Плотность углекислого газа больше, меньше, чем плотность воздуха. Следовательно, на правый кубик со стороны окружающего газа действует большая, меньшая выталкивающая сила, чем на левый. Учи­тывая, что на кубики действуют одинаковые силы тя­жести, можно сделать вывод: перевесит правый, ле­вый кубик.

Задание 9.31 . Четыре тела разной формы погружены в одинаковые измерительные цилиндры с одинаковым количеством воды. На какие тела действуют равные выталкивающие силы? Ответ обоснуйте.

З адание 9.32. Тело частично погружено в жидкость. а) Закрасьте часть тела, погруженную в жидкость. Запишите формулу для вычисле­ния выталкивающей (архимедовой) силы, действующей на это тело, используя нуж­ные из приведенных ниже физических величин:

F_A - архимедова сила;

р_т - плотность материала тела;

р_ж - плотность жидкости;

V_ж - объем жидкости.

V_T - объем всего тела;

V_Tяж - объем части тела, погруженной в жидкость;

g - коэффициент пропорциональности в формуле

б) Изобразите на рисунке архимедову силу.

Задание 9.33.. Три кубика одинакового размера плавают в жидкости. Закрасьте части кубиков,

погруженные в жидкость

а) На какой из кубиков действует наименьшая архимедова сила?

б) Изобразите на рисунке в масштабе архимедову силу, дей­ствующую на каждый кубик. Масштаб выберите самостоя­тельно .Ответ обоснуйте.

Задание 9.34. Рассчитайте архимедову силу, действующую на камень объемом 60 см3, полностью погруженный в воду.

Дано: СИ Решение:

Ответ:

Задание 9.35. Одинаковые шарики опущены в разные жидкости. На каждом рисунке изобразите архимедову силу и силу тяжести, действующие на шарик, а также напишите, что будет с ним происходить, если известно, что:

^а) Рш > Рж' шарик ;

^б) Рш = Рж' шарик ;

^в) Рш < Рж> шарик. .

а)

б)

в)

Задание 9.36.

На весах уравновешены две гири

при погружении их в воду?

-- -фарфоровая и стальная. Какая гиря перевесит

Задание 9.37. Сплошной кубик из парафина с ребром 10 см плавает в воде. Определите глубину по­гружения кубика

Дано:

СИ

Решение:

Задание 9.38. Масса лодки с сидящим в ней мальчиком составляет 120 кг. Какой объем воды вы­тесняет эта лодка, плывя по реке?

Дано:

Решение:

Ответ:

Задание 9.39 . Заполните пропуски в тексте.

Воздушный шар поднимется в воздух, если архимедова сила F_A, действующая­

на шар, , чем сила . По мере того как воздушный

шар поднимается все выше и выше, действующая на него

по модулю быстро уменьшается, так же как и плотность окружающего шар воздуха.

Чтобы шар продолжал подниматься вверх, необходимо уменьшить

, действующую на него. Для этого с шара сбрасывают

специально взятый балласт: масса шара становится меньше, а следователь­
но, уменьшается и . Шар будет двигаться обратно к Земле,

если уменьшить , что достигается благодаря уменьшению

массы (а значит, и объема) газа в шаре.

Задание 9.40. Воздушный шар объемом 50 м³ наполнили горячим воздухом плотностью 0,9 кг /м³

Масса оболочки шара 12 кг. Плотность окружающего шар воздуха равна 1,3 кг /м3

Вычислите максимальную массу груза т_г, который этот шар может поднять.
Дано: Решение:

Ответ:

Задание 9.41. Заполните пропуски в тексте. Тело, плавающее в жидкости, своей подводной частью вытесняет столько жидкости, что ее вес равен тела в воздухе. Плавающее в воде судно вытесняет своей подводной частью столько воды, что вес этой воды равен силе, действующей на судно с грузом. Глубина, на которую суд­но погружается в воду, называется ----------------. Наибольшая допустимая осадка отмечена на корпусе судна красной линией, которая называется . Вес воды, вытесняемой судном при погружении до ватерлинии, называется--------------- судна.