Сценарий урока по физике на тему Измерение атмосферного давления (7 класс)

Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли

7класс.

Тип урока: урок - исследование

Цели урока:

образовательные-продолжить раскрывать природу атмосферного давления, показать на опытах и объяснить на примерах существование атмосферного давления. Ознакомить с опытом Торричелли. Раскрыть причинно-следственные связи при объяснении примеров и опытов на основе знаний об атмосферном давлении. Обратить внимание на то, что атмосферное давление является причинным фактором окружающего среды и предопределяет протекание жизненно важных процессов в живых организмах.

развивающие-продолжать формировать практические умения и навыки при решении задач. Содействовать формированию таких основных мировоззренческих идей, как единство природы и человека.

воспитательные-развивать логическое мышление. Продолжать формирование интереса к истории развития науки физики.

Фундаментальный образовательный объект - атмосфера Земли.

Виды деятельности учеников:

а) познавательная деятельность (восприятие материала, понимание материала, его интерпретация, умение находить факты, задавать вопросы, использовать методы, концепции, принципы и теории для решения новых проблем);

б) креативная деятельность (разделение целого на части - анализ, установление причинно-следственных связей - синтез, поисковая, творческая деятельность, целостное видение явления);

в) организационная деятельность (планирование, целеполагание, построение схемы действий и достижение поставленной цели);

г) коммуникативная деятельность (установление психологических контактов, распределение работы между участниками по договоренности).

Ожидаемые результаты :учащиеся должны владеть понятием атмосферного давления, знать состав атмосферы и способы измерения атмосферного давления, уметь применять полученные знания при решении качественных задач и при проведении измерений с помощью различных приборов, проявить приобретенные ранее навыки выявления причинно-следственных связей между явлениями и их характеристиками (физическими величинами).

План урока:

1. Организационный момент («мозговая зарядка» - цифровой квадрат с ошибкой) -3мин.

2. Актуализация полученных знаний (фронтальная беседа, заполнение обобщающей таблицы). 10 мин

3. Целеполагание (постановка учебной задачи). - 3мин.

4. Получение новых знаний, необходимых для решения поставленной учебной задачи (объяснение с компьютерной презентацией). 15мин

5. Применение знаний, полученных на уроке (презентация мини-проектов). 10 мин

6. Рефлексия (самооценка результатов учебной деятельности) 4 мин

Ход урока

1. Сегодня знаменательный день в науке - день рождения Томаса Эдисона, великого исследователя и изобретателя. На уроке я предлагаю вам стать исследователями и изобретателями. Чтобы разгадать очередные загадки природы, давайте настроимся на отличную работу. Предлагаю вам «зарядку для мозга» - квадрат с числами от 1 до 25. Но в нем пропущены пять чисел. Найдите их.

19

4

12

9

6

13

24

17

14

15

3

8

1

21

18

23

5

22

25

10

Пропущены числа 11.02. 20 16 7класс

2.

1) Почему возникает атмосферное давление?

2) Почему мы не ощущаем такое огромное давление, ведь каждый из нас «носит» на плечах около 16 тонн воздуха?

3) В работе каких приборов используется атмосферное давление?

4) Наверняка, многим из вас приходилось пить сок через трубочку. Удобно и привычно. Но давайте задумаемся, с чего это вдруг сок сам поднимается вверх по трубке? Здесь опять «виновато» атмосферное давление. Оно давит на сок в стакане, сок затекает в трубку. С другого конца трубки мы делаем воздух разреженным. Значит, с этого конца молекулы воздуха давят на сок не так сильно - вот он и поднимается вверх по трубочке. А удастся ли таким способом выпить сок с высоты пятиэтажного дома с помощью очень длинной трубочки?

5) А приходилось ли вам пить сгущенное молоко? Почему для этого нужно сделать два отверстия в банке?

6) А сейчас проведем эксперимент (опыт со стаканом, закрытым листом бумаги)

Почему вода не выливается? В какой момент она будет выливаться?

Итак, во всех приведенных примерах «виновато» атмосферное давление. А для чего его измеряют? Людям каких профессий очень важно знать значение атмосферного давления?

Давление-это величина, которая имеет особенности в зависимости от состояния вещества. Поэтому методы измерения давления тоже имеют особенности. Давайте вспомним те способы измерения давления, которые уже изучены. Давление твердого тела определяется его весом и площадью поверхности, на которую вес действует перпендикулярно. Значит, для измерения давления твердого тела необходимо измерить вес тела и площадь поверхности. Какие приборы нужны для таких измерений? А от чего зависит и чем измеряется давление газа и жидкости?

(заполняется таблица на доске)

давление

от чего зависит

приборы для измерения

твердое тело

вес, площадь

динамометр, линейка

жидкость

плотность, глубина

ареометр, линейка

газ

температура, число частиц

манометр

атмосфера

высота над Землей, температура

?

Итак, способ измерения атмосферного давления мы не знаем.

Это и есть тема нашего урока

3. Давайте подумаем, может быть можно воспользоваться каким-то из известных способов и приспособить его к нужному измерению (выслушивает ответы)

Я приведу примеры действия атмосферного давления, которые могут нам подсказать этот способ

4.Пример:

В 1638 году в Италии герцог Тосканский решил построить фонтан в саду своего дворца. Денег не жалел, ему хотелось быть обладателем самого большого фонтана. Построили насос, однако он поднимал воду из подземного источника всего лишь на высоту 10,3 м над уровнем водоема. Герцог рвал и метал, обвиняя ученых в невежестве, а местных служителей церкви в неумении изгнать злого духа из насоса.

В 1646 году французский ученый Блез Паскаль (1623- 1662 гг.) проделал следующий опыт. Длинную стеклянную трубку, запаянную с одного конца, он заполнил водой, а затем опустил открытым концом в бочку с водой. Вода начала выливаться из трубки, но не вытекла до конца, а остановилась в 10 м над поверхностью воды в бочке.

Почему в первом и во втором примере вода остановилась на высоте в 10 м? (Выслушивание вариантов ответов учащихся).

Посмотрим, что действует на воду в бочке. С одной стороны на нее давит атмосферное давление, то есть столб воздуха высотой 1000 км. С другой стороны давит столб воды в трубке. Конечно, высота этого столба всего 10 м, но зато вода значительно плотнее воздуха. Получается, что вода и воздух уравновешивают друг друга. Выше 10 м вода не поднимается, но и вылиться из запаянной сверху трубки такой длины она не может.

Так может быть измерить атмосферное давление можно, приравняв его к гидростатическому давлению воды?

Опыт Паскаля повторить не так-то легко. Представляете себе, каково работать со стеклянной трубкой длиной более 10 м? Ведь она поднимется выше третьего этажа!

Поэтому итальянец Эванджелиста Торричелли (1608- 1674 гг.) решил работать с более тяжелой жидкостью - ртутью. Ртуть в 13 раз тяжелее (плотнее) воды. Для того, чтобы получить тот же вес, потребуется столб ртути в 13 раз меньшей высоты, чем столб воды. Правда, ртуть очень ядовита. Но в те времена об этом не слишком-то задумывались.

Налив в стеклянную трубку ртуть, Торричелли перевернул трубку и опустил открытый ее конец в чашу с ртутью. Ртуть стала вытекать из трубки и остановилась на высоте 760 мм над поверхностью ртути в чаше. Над ртутью образовалось безвоздушное пространство. Под каким бы углом не располагалась трубка, уровень ртути оставался одинаковым.

Почему часть ртути вылилась? (Атмосфера давит на ртуть в чашке, ртуть в трубке тоже давит на ртуть в чашке, так как установилось равновесие, то эти давления равны. Значит, атмосфера оказывает такое же давление, как столбик ртути в трубке высотой 760 мм (76 см)).

Таким образом, атмосфера давит на нас так же, как давил бы слой воды, толщиной 10 м или слой ртути толщиной всего 76 см. Так было измерено атмосферное давление.

Учитель: высота столбика ртути в опыте Торричелли оказалась равной 760 мм. Рассчитать давление ртути в трубке означает рассчитать давление атмосферы. Если атмосферное давление повышается или понижается, то столбик ртути в трубке соответственно повышается или понижается. Так появилась единица измерения атмосферного давления - мм рт. ст. - миллиметр ртутного столба

Атмосферное давление на уровне моря называют нормальным атмосферным давлением. Нормальное атмосферное давление принято считать равным 760 мм рт.ст.:

Связь между единицами измерения давления:

760 мм рт.ст. = 760 х 133,3Па = 101300Па = 101,3 кПа.

1 мм рт.ст. = 133,3 Па.

Таким образом, Торричелли изобрел первый барометр - прибор для измерения атмосферного давления. Установив в лаборатории чашу с ртутью и закрепив над ней стеклянную трубку, он мог наблюдать, как ртуть в трубке в разные дни поднималась выше или опускалась ниже среднего уровня.

Такой способ измерения атмосферного давления очень точен, но крайне неудобен. В 1844 году Л Види изобрел безжидкостный барометр-анероид.

Сконструированы модификации барометра - барограф - прибор для непрерывной автоматической записи изменений атмосферного давления; и альтиметр - прибор для определения высоты полета самолета.

5. Барометр можно сделать самостоятельно.

Презентация мини-проектов - «Изготовление барометра-анероида» и «Живые барометры»

6.Итоги урока

Что нового мы узнали?

Где могут пригодиться полученные знания?

Домашнее задание параграфы 47, 48, в печатной рабочей тетради стр.89 работа дома