Открит урок по физика в 7. клас - Измерване на атмосферното налягане
Секции: Физика
Основни знания и умения:
 Оборудване: чаша, вода, листове хартия, кибрит, колба с цветна течност, стъклена бутилка, пилешко яйце (твърдо сварено), чинийка, монета, пипета, спринцовка, маса за експерименти на Е. Торичели, анероиден барометър. Демонстрации: работа на спринцовка и пипета; държане на тетрадка с вода в обърната чаша; натискане на варено яйце в бутилката; как да извадите момента от водата, без да си намокрите ръцете; барометър работа. Мотивация на познавателната дейност на учениците. Атмосферното налягане е един от основните фактори, които определят състоянието на времето и климата, така че познаването на атмосферното налягане е от съществено значение при прогнозирането на времето. Способността за измерване на атмосферното налягане е от голямо практическо значение. Тези знания са необходими в медицината, в технологичните процеси и в живота на живите организми.
1. Организационен момент: (2 мин.)
2. Проверка на знанията, уменията и способностите на учениците по предишни теми (13 мин.) Главно проучване:(5 мин.) – Какво е натиск?(Налягането е физическа величина, равна на отношението на силата, действаща върху тялото, към площта на тази повърхност p = F/S) Каква е единицата SI за налягане?(1 Pa = 1N/1 m2) Какво определя налягането, упражнявано от течности и газове?(От вида на веществото и височината на колоната; формула p = ρ gh) - Каква е атмосферата?(Атмосфера - въздушната обвивка на Земята) - Какво е атмосферно налягане?(Атмосферното налягане е налягането на атмосферата или въздушната обвивка на Земята) - Защо съществува въздушната обвивка на Земята?(Молекулите на въздуха се влияят от гравитацията. За да надхвърлите гравитацията на Земята, е необходимо да развиете много висока скорост - 11,2 km/s. Скоростта на повечето молекули е много по-малка) Демонстрация и обяснение на принципа на пипетата и спринцовката.(Ако повдигнете буталото на спринцовката, водата ще се издигне зад нея, защото между нея и водата се образува безвъздушно пространство, в което водата се издига под налягането на външния въздух)(2 мин.) Решете проблема:(5 мин.) L. № 530 „Определете височината на нивото на водата във водната кула, ако манометърът, монтиран в основата му, показва налягане 220 000 Pa“ ρ = 1000 κ g/m 3 g ≈ 10 N/kgp = 220000 Pah – ? |
3. Обяснение на нов материал.(15 мин.)
1. Историческа справка. (2 минути. )
Но най-известното експериментално изследване на Торичели са неговите експерименти с живак, които доказват съществуването на атмосферно налягане. заслугаучен е, че е решил да премине към течност с по-висока плътност от водата – към живак. Това направи експериментите относително лесни за възпроизвеждане. Не бива обаче да се мисли, че в средата на XVII век. поставянето и възпроизвеждането на експериментите на Торичели беше просто нещо. По това време беше доста трудно да се направят необходимите стъклени тръби, както се вижда от неуспеха на някои учени да поставят подобни експерименти независимо от Торичели.
2.Основен материал.(5 мин.)
Невъзможно е да се изчисли атмосферното налягане, като се използва формулата за изчисляване на налягането на течен стълб (§ 38). За такова изчисление трябва да знаете височината на атмосферата и плътността на въздуха. Но атмосферата няма определена граница и плътността на въздуха на различни височини е различна. Атмосферното налягане обаче може да бъде измерено чрез експеримент, предложен през 17 век. Италианският учен Еванджелиста Торичели, ученик на Галилей.
Торичели, който предложи гореописания опит, също даде своето обяснение. Атмосферата притиска повърхността на живака в чашата. Меркурий е в баланс. Това означава, че налягането в тръбата на ниво aa1 (фиг. 1) е равно на атмосферното налягане. Ако беше повече от атмосферно, тогава живакът щеше да се излее от тръбата в чашата, а ако беше по-малко, щеше да се издигне в тръбата.
Торичели Еванджелиста(1608–1647>. Измерил атмосферното налягане, разработил редица въпроси по физика и математика
Налягането в тръбата на ниво aa1 се създава от теглото на живачния стълб в тръбата, тъй като над живака в горната част на тръбата няма въздух. От това следва, че атмосферното налягане е равно на налягането на живачния стълб в тръбата на фиг. 1, т.е.: Ratm = Pживак
Чрез измерване на височината на живачния стълб можете да изчислите налягането, което живакът произвежда. То ще бъде равно на атмосферното налягане. Ако атмосферното налягане намалее, тогава стълбът на живак в тръбата на Торичели ще намалее.
Колкото по-високо е атмосферното налягане, толкова по-висок е живачният стълб в експеримента на Торичели. Следователно на практика атмосферното налягане може да се измери с височината на живачния стълб (в милиметри или сантиметри). Ако например атмосферното налягане е 780 mm Hg. Чл., това означава, че въздухът произвежда същото налягане като вертикален живачен стълб с височина 780 mm.
Следователно в този случай 1 милиметър живачен стълб (1 mm Hg) се приема като единица за атмосферно налягане. Нека намерим връзката между тази единица и известната ни единица за налягане -Паскал(Pa).
Налягането на живачен стълб ρживак с височина 1 mm е:
p = gph, p = 9,8 * 13 600 * 0,001 m ≈ 133,3 Pa.
И така, 1 mm Hg. Изкуство. = 133,3 Pa.
Сега атмосферното налягане се измерва в хектопаскали. Например метеорологичните доклади могат да обявят, че налягането е 1013 hPa, което е същото като 760 mmHg. Изкуство.
Наблюдавайки ежедневно височината на живачната колона в тръбата, Торичели откри, че тази височина се променя, тоест атмосферното налягане не е постоянно, то може да се увеличава и намалява. Торичели също забеляза, че промените в атмосферното налягане са свързани с промените във времето.
Ако даприкрепете вертикална скала към тръбата с живак, използвана в експеримента на Торичели, тогава ще получите най-простото устройство -живачен барометър(от гръцкиbaros- гравитация,metreo- измервам). Използва се за измерване на атмосферното налягане.
3. Демонстрация на опит със чаша и лист хартия. (1 минута.)
4. Фронтален опит: поканете учениците да вземат празен лист хартия, да го поставят в устата си и да поемат дълбоко въздух. Какво се случва? Обяснете. (2 минути.)
5. Анероиден барометър. (3 мин.)
На практика за измерване на атмосферното налягане се използва метален барометър, наречен анероид (в превод от гръцки -безтечен.Този барометър се нарича, защото не съдържа живак).
Външният вид на анероида е показан на фигура 2. Основната му част е метална кутия 1 с вълнообразна (гофрирана) повърхност (фиг. 3). Въздухът се изпомпва от тази кутия и така че атмосферното налягане да не смачка кутията, капакът й се издърпва нагоре от пружина 2. С повишаване на атмосферното налягане капакът се огъва надолу и опъва пружината. Когато налягането намалее, пружината изправя капака. Стрелка-указател 4 е прикрепена към пружината с помощта на предавателен механизъм 3, който се движи надясно или наляво при промяна на налягането. Под стрелката е фиксирана скала, чиито деления са маркирани според показанията на живачен барометър. Така числото 750, срещу което стои стрелката на анероида (виж фиг. 2), показва, че в дадения момент височината на живачния стълб в живачния барометър е 750 mm.
Следователно атмосферното налягане е 750 mm Hg. чл., или ≈ 1000 hPa.
Познаването на атмосферното налягане е много важно за прогнозиране на времето за следващите дни, тъй като промените в атмосферното налягане са свързани с промените във времето. Барометър - Задължителноинструмент за метеорологични наблюдения.
6. Демонстрация на барометър.(2 мин.)
4. Фиксиране. (15 минути.)
1. За любителите на географията. (2 минути.)
Човешко местообитание на надморска височина
В света има няколко страни (Боливия, Мексико, Перу, Етиопия, Афганистан), в които по-голямата част от населението живее на надморска височина над 1000 м. В Боливия, Перу и Китай (Тибет) границата на човешкото обитаване надвишава 5000 m над морското равнище. Ла Пас - столицата на Боливия - се намира на надморска височина от 4500 м. Това е най-високата столица на държавата в света. Нормалното атмосферно налягане на тази надморска височина е 430 mm Hg. Изкуство.
2. За любителите на биологията.(3 мин.)
Атмосферно налягане в дивата природа
Мухите и дървесните жаби могат да се залепят за стъклото на прозореца благодарение на малките вендузи, които създават вакуум, а атмосферното налягане задържа стъкления смукател.
Слонът използва атмосферното налягане, когато иска да пие. Вратът му е къс и той не може да наведе главата си във водата, а спуска само хобота си и поема въздух. Под въздействието на атмосферното налягане хоботът се пълни с вода, след което слонът го огъва и излива вода в устата си.
 |  |
3. За любителите на литературата. (3 мин.)
На стената има окачена чиния, По чинията се движи стрелка. Тази стрелка напред Ще знаем времето.
Отговор:Изкачете се с барометъра до най-високия връх на планината. Когато стрелката на барометъра се доближи до нула, капачката ще падне сама.
4. Занимателни експерименти. (5 минути.)
а) Поканете учениците да извадят монета от чинийка с вода, без да мокрят ръцете си. b) Натискане на сварено яйце в бутилка с атмосферно налягане.
(Напомнете на учениците как да поставят чаши с лекарства).
5. Направете заключения относно обхванатия материал. (2 минути.)
5. Обобщаване на урока и поставяне на оценки. (1 минута.)
6. Домашна работа: § 42, 43; упражнение 19(1, 2).
1. Единица за налягане. 2. Ученият, който първи измерва атмосферното налягане. 3. Уред за измерване на налягане. 4. Стойност, която характеризира скоростта на движение на молекулите или степента на нагряване на тялото. 5. Тази дума означава „без течност“. 6. Въздушна обвивка на Земята. 7. Механизъм, използващ два комуникиращи съда.
Отговори: 1 - паскал, 2 - Торичели, 3 - манометър, 4 - температура, 5 - анероид, 6 - атмосфера, 7 - преса
Ключова дума:барометър.
- A.V.Peryshkin.“Физика-7”, изд. "дропла".
- В.И.Лукашик, Е.В.Иванова.„Сборник задачи по физика 7–9”, изд. „Образование“.
- S.E.Polyansky.„Разработки на уроци по физика 7 клас”, изд. "WACO".
- Е. М. Гутник, Е. В. Рибакова.„Тематично и урочно планиране за учебника на Н. В. Перишкин „Физика за 7 клас““, изд. "дропла".
- L.I.Semke.„Занимателни материали за уроци”, изд. "НЦ ЕНАС".
- Ю.И.Перелман.„Занимателна физика“, изд. "Науката".
- „Методика на обучението по физика в 7–8 клас на средното училище”, изд. А. В. Усовой, изд. „Образование“.
- „Демонстрационни експерименти по физика“, изд. А. А. Покровски, изд. „Образование“.
- G.Oster.“Задачна книга по физика”, изд. "Астрел".