Дайвинг-урок «Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда»

Учитель физики МОУ «Георгиевская гимназия»

города Егорьевска Московской области

Алексахина Ирина Викторовна

Урок изучения нового материала по физике 7 класс.

Дайвинг-урок

«Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда».

«Кто смолоду больше делает и думает сам,

тот становится потом надежнее, крепче, умнее».

С. Нерис

Цели урока:

• Образовательные:

  1. активизировать знания учащихся о причинах возникновения давления жидкости,

  2. ввести понятие «гидростатическое давление»;

  3. создать условия для овладения учащимися формулы для расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда,

  4. обеспечить установление учащимися внутрипредметных и межпредметных связей;

  5. формирование навыков поиска информации и навыков научного познания мира;

• Развивающие:

  1. развивать экспериментальные умения, навыки логического мышления, умение обосновывать свои высказывания, делать выводы, выделять главное;

  2. развитие творческих способностей;

  3. развивать у учащихся интерес к познанию законов природы и их применению;

  4. развивать умение проводить рефлексию своей деятельности.

• Воспитательные:

  1. создать условия для приобретения убежденности учащихся в познаваемости окружающего мира,

  2. приучать учащихся к доброжелательному общению, взаимопомощи, к самооценке.

Задачи урока:

• изучение теоретического материала;

• решение задач на расчет давления в жидкости и газе;

• практическое значение знаний о давлении жидкости.

Оборудование: компьютерная презентация, мультимедийный проектор, интерактивная доска, сосуды разного сечения, бутылка с водой, измерительные цилиндры, сертификаты, информация об уроке дайвинга на стенде.

Педагогические технологии: ИКТ, проблемное обучение, личностно-ориентированное обучение, игровая технология.

План урока:

1. Организационный момент. (1 мин.)

2. Актуализация знаний. (7 мин.)

3. Объяснение материала. (15 мин.)

4. Закрепление материала. (15 мин, тест - 4-мин)

5. Рефлексия. (2 мин.)

6. Домашнее задание. (2 мин.)

Ход урока

I. Организационный момент.Проверка готовности учащихся к уроку

стих

Друзья мои, я очень рада

Войти в ваш шумный дружный класс.

И для меня уже награда -

Вниманье ваших умных глаз.

Я знаю: каждый в классе гений,

Но без труда талант не впрок.

Скрестите шпаги наших мнений -

Мы вместе сочиним урок.

Уверена, что сможем горы

На море знаний мы свернуть.

Горячих и достойных споров

Желаю я вам. В добрый путь!

II. Актуализация знаний.

Здравствуйте. Сегодня я инструктор по обучению дайвингу, проведу для вас курсы и подготовлю вас к погружению в глубины. На сегодняшний день дайвинг очень модный вид развлечения и спорта.А кто знает, что это такое?

Учащиеся отвечают (Дайвинг - это вид водного спорта, основанного на нырянии и плавании под водой с применением специального подводного снаряжения. Включает подводное ориентирование, скоростное плавание под водой с аквалангом в ластах, ныряние в ластах на 50 м, подводную стрельбу. Чемпионаты мира и Европы по различным видам подводного спорта проводятся с 1957 г. Лидеры в этом виде росс-е подводники, неоднократные чемпионы мира и Европы.)

Начнём мы с теоретической подготовки, затем вас ждут практические задания, ну а в конце обучения - экзамен на категорию.

Для начала приглашаю одного ученика для выполнения экспериментального задания. Ученик выходит. В помощники себе выбери еще одного исследователя. Вам предлагается за столом экспериментаторов выполнить задания, написанные на карточке.

Задание для группы исследователей.

1. Заполнить измерительные цилиндры (2 пластмассовых измерительных стакана) водой так, чтобы давления цилиндров с водой на стол были одинаковые.

2. Налить в стеклянные мензурки воду так, чтобы давление 1-ого сосуда с водой на стол было в 2 раза больше давления 2-ого сосуда с водой на стол.

Наши исследователи познакомят со своими результатами попозже, а мы пока повторим ранее изученный материал, который подведет нас к теме сегодняшнего урока.

Фронтальная работа с учащимися.

1. Круглый, гладкий, как арбуз.

Цвет- любой, на разный вкус.

Коль отпустишь с поводка,

Улетит за облака (Воздушный шарик)

2. Чем обусловлено давление газа внутри шарика? (ударами молекул о стенки)

3. На парте у двух учеников лежат два шарика. Надуть шарики таким образом, чтобы давления в них были разными. Разный размер. Почему?

4. Как измениться давление воздушного шарика, если его сжать? (Опыт с воздушным шариком.) (Увеличиться)

5. Как передается давление в газах? (формулировка закон Паскаля). Только ли в газах давление передается согласно закону Паскаля?

6. Существует ли давление внутри жидкости? Да, существует.

7. Что вам известно про давление внутри жидкости?(на одном уровне давление одинаковое, с глубиной давление жидкости увеличивается)

Наши экспериментальная группа готова поделить своими результатами. Располагайте оборудование на демонстрационном столике, прочитайте задание и объясните ваше решение. (Выступление экспериментаторов.)

Как правильно сказали наши экспериментаторы, давления сосудов с водой на стол будут различны.

Проблемные вопросы:

Как вы думаете, а одинаковое ли давление оказывает вода на дно мензурок?

Как вы думаете, от чего зависит давление жидкости?

(учащиеся высказывают предположения)

Как создаётся давление в жидкости? Верно, давление воды существует за счёт веса жидкости. Верхние слои жидкости давят на средние, а те в свою очередь на нижние.

Подумайте, а что должен уметь и знать дайвер, чтобы быть успешным в своем виде спорта? (плавать, быть выносливым и уметь рассчитывать давление воды на любой глубине)

Откройте тетради и запишем тему урока: Расчёт давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Сегодня мы с вами и выведем формулу для расчета давления жидкости и проверим наши предположения.

Как вы правильно сказали, дайвер должен уметь плавать. А где обычно городские жители начинают учиться плавать? (Отвечают: в бассейне)

Рассмотрим модель такого бассейна. Какую форму он имеет? (Прямоугольного параллелепипеда, на доске уже есть чертеж модели бассейна)

А как рассчитать объём воды в бассейне, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда, если известны его измерения?

Учитель показывает измерения параллелепипеда.

Учащийся записывает на доске формулу для объема воды V=Sh.

Ну а как узнать массу этой воды? Следующий ученик пишет формулу: m = ρV.

То, что в жидкостях существует давление, мы узнали на прошлом уроке.

Вокруг нас много жидкостей. Одни из них движутся, например, вода в реках или нефть в трубах, другие - покоятся.

При этом все они имеют вес и поэтому давят на дно и стенки сосуда, в котором находятся. Подсчет давления движущейся жидкости - непростая задача, поэтому изучим лишь как рассчитывать давление, создаваемое весом покоящейся жидкости. Оно называется гидростатическим давлением.

Давление, оказываемое покоящейся жидкостью, называется гидростатическим.

Вот о таком давлении вы в первую очередь должны всё знать, занимаясь дайвингом, поскольку именно это давление является одной из причин, препятствующей погружению на большую глубину.

Чему равна сила, с которой жидкость давит на дно сосуда? По какой формуле её можно рассчитать? F=Р=mg.

От чего зависит гидростатическое давление, интересовало искателей жемчуга, любителей подводного мира... издревна ну и необходимо знать вам.

Давление на дно оказывает вес жидкости, поэтому последовательно мы с вами приходим к формуле:

Таким образом, давление жидкости на дно сосуда рассчитывается по формуле р=ρ·g·h.

Что эта формула показывает? С её помощью мы можем рассчитать давление в море на любой глубине, в стакане молока,…

А можем мы по этой формуле рассчитать давление на стенки сосуда? Почему? (Да, т.к. давление на любой глубине одинаковое, и согласно закону Паскаля оно передается по всем направлением одинаково)

Что вы правильно и предполагали?

Итак, мы выяснили, что давление жидкости на дно и стенки сосуда зависит лишь от……….????? (высоты столба жидкости или глубины погружения и от плотности жидкости). Т.о., давление жидкости зависит только от ρ и h.

Решение качественных задач.

1. Опыт. Сосуд с жидкостью наклонили. Одинаковое ли давление оказывает после этого жидкость на боковые стенки А и В в точках, лежащих на одном горизонтальном уровне?

2. Работа с таблицей плотностей (откройте учебник на стр. 51).

В три различных сосуда налиты три разные жидкости: вода морская, масло подсолнечное, мед так что уровень жидкостей оказался одинаковый. Сравнить давления жидкостей, производимые на дно сосудов.

(наимен. - масло, среднее - вода морская, наибол. - мед)

3. Опыт. В два сосуда разной формы наливают по 50 мл воды. В каком сосуде давление воды на дно будет больше? Почему?

Дополнительные задания

4. В цилиндрический сосуд, частично заполненный водой, опустили деревянный брусок. Изменилось ли давление воды на дно сосуда?

5. Какой опыт надо провести с сосудом с водой и камнем, чтобы после погружения его в сосуд, давление воды на дно не изменилось?

files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b524e-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/4_6.swf Слайд 9 Интернет-ресурса.

Ныряльщик может погружаться на глубину 10-20 м. Почему дальше ныряльщик не может погрузиться? (не хватает воздуха)

Как на практике решили эту проблему? Решая эту проблему нашли удачный выход - акваланг. На глубине больше 1,5 м, можно дышать только воздухом, сжатым до давления воды на данной глубине.

А вот максимальная глубина, на которую возможно погружение человека составляет 100 м.

С аквалангом рекомендуется погружаться на глубину не более 40 м.

А чтобы достичь этого вам надо уметь тренировать свои лёгкие. Например, с помощью такого упражнения: сделайте вдох, затаить дыхание сначала на 10 с, затем, когда вы не будете чувствовать неудобств - время увеличивать. Давайте попробуем.

Ну может кто-то из вас настолько увлечётся дайвингом, что это увлечение перерастёт в его профессию. А какие специальные приспособления для научного исследования морских глубин вы знаете?

Для работ на большой глубине использует, как вы правильно в начале урока вы говорили, различные приспособления: водолазные скафандры, подводные лодки и батискафы.

Но, несмотря на такое давление на больших глубинах обитают некоторые животные: иглокожие, ракообразные, моллюски, глубоководные рыбы. Их организм приспособлен к такому давлению, точно такое же давление существует и внутри их. На таких глубинах царствует мрак. Их обитатели слепые или наоборот имеют очень развитые глаза, а некоторые из глубоководных животных светятся собственным светом.

Закрепление материала. Тест (максимум 3-4 мин.)

Вы получили необходимые знания. Давайте посмотрим к насколько глубокому погружению вы готовы.

Для этого вы должны сдать теоретическую часть - это первые три задания теста. Если вы ответите правильно только на 1 вопрос - будете простыми ныряльщиками-любителями без снаряжения. Если на 2 - возьмёте с собой акваланг. Кто ответит на 3 вопроса, сможет справиться со скафандром и исследовать глубины подводного мира.

Ну а кто не сможет ответить ни на один вопрос - поднимите руку и я вам брошу спасательный круг, на котором вы сможете изучить поверхность воды.

Время закончено. Поменяйтесь в парах тетрадями и по карте с ответами на доске осуществите проверку работы своего одноклассника. Поднимите руки, кто будет простым ныряльщиком, а кто - с аквалангом (только помни - глубина не больше 40 м), ну а кому достался скафандр? А есть, кому нужен спасательный круг? Будем считать, что мысленно снаряжение вы получили, теперь можно совершить погружение.

Итак, ребята, сегодня вы изучили основы дайвинга, узнали как рассчитывать давление жидкости на дно и стенки сосуда и сможете более грамотно погружаться в глубины знаний. Кому-то надо ещё поработать. На следующем уроке мы отработаем умения решать вычислительные задачи.

Информация об уроке дайвингом (стенд)

Ну а поскольку сегодняшние наши курсы закончились, по их результатам вы получаете Сертификат с присвоением категории «Любитель дайвинга».

ДЗ: Дома вы ещё раз закрепите изученное на уроке, прочитав § 38 и выполните индивидуальные творческие задания по темам:

1. «Животный мир морских глубин».

2. «Ныряльщики за жемчугом».

3. «Подводные лодки, батисферы и батискафы».

(указания по выполнению дополнительного задания)

Ну что ж, друзья! Я очень рада!

Урок прошел наш на «ура»!

Согласны вы? Конечно - да!

И это высшая награда!

До скорой встречи! Вам пора!