Давление жидкости на дно и стенки сосуда 7 класс задачи

Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда

Котова Мария Леонидовна, учитель физики

Статья отнесена к разделу: Преподавание физики

«Кто смолоду больше делает и думает сам, тот становится потом надежнее, крепче, умнее». С. Нерис

Цели урока:

Образовательные:

активизировать знания учащихся о причинах возникновения давления жидкости,
создать условия для овладения учащимися формулы для расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда,
продолжить работу по формированию навыков научного познания мира,
создать условия для овладения учащимися эвристическим методом представления наблюдаемого явления – методом графических образов.

Развивающие:

развивать экспериментальные умения, навыки логического мышления, умение обосновывать свои высказывания, делать выводы, выделять главное, представлять информацию в различных знаковых системах,
развивать у учащихся интерес к познанию законов природы и их применению;
развивать умение проводить рефлексию своей деятельности.

Воспитательные:

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

План урока:

Организационный момент. (1 мин.)
Актуализация знаний. (5 мин.)
Объяснение материала. (20 мин.)
Закрепление материала. (15 мин.)
Рефлексия. (2 мин.)
Домашнее задание. (2 мин.)

Ход урока

I. Организационный момент.

(На партах учащихся лежат рабочие карты урока, в которых представлены две самостоятельные работы и критерии выставления оценки; две ручки с разными стержнями, например синий и зеленый; таблицы плотностей веществ, учебники и тетради).

II. Актуализация знаний.

Самостоятельная работа (см. рабочую карту)

III. Объяснение нового материала

Провожу эксперимент: в пластмассовую бутылку с тремя отверстиями на разных уровнях по высоте наливаем подкрашенную воду.

Беседа с классом:

почему вода вытекает из сосуда?
сравните струи воды?
объясните, почему они разные?

Когда учащиеся объяснят, что столбы жидкости разные и давление на разной глубине разное, ставлю проблему: а нужно ли знать людям, чему равно давление жидкости на разных глубинах, на дно, на стенки сосуда?

Открываем тетради, записываем тему урока.

Ставим цель: вывести формулу для расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Давление жидкости

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 и вычисляется по следующей формуле.

p – давление слоя жидкости, Па

ρ – плотность жидкости, кг/м3

g – коэффициент, Н/кг

h – высота слоя жидкости, м

Рассмотрим, как выведена эта формула. Сила F, с которой жидкость давит на дно сосуда, является весом жидкости. Его мы можем подсчитать по формуле F тяж = mg, так как жидкость и ее опора (дно сосуда) покоятся. Вспомним также формулу m = ρV для выражения массы тела через плотность его вещества и формулу V = Sh для подсчета объема тела, имеющего форму прямоугольного параллелепипеда. В результате имеем равенство:

Это равенство иллюстрирует не только способ вывода формулы для вычисления гидростатического давления. Оно также показывает, что формула p = ρgh является частным случаем определения давления – формулы p = F/S.

Заметим также, что при выводе формулы совсем необязательно предполагать, что слой высотой h и плотностью ρ образован именно жидкостью. В наших рассуждениях ничего не изменится, если вместо давления жидкости мы рассмотрим давление твердого тела прямоугольной формы или даже газа, заключенного в соответствующий сосуд. Создаваемое ими весовое давление будет именно таким, как предсказывает формула p = ρgh.

Формула p = ρgh показывает, что давление, создаваемое слоем жидкости, не зависит от ее массы, а зависит от плотности жидкости, высоты ее слоя и места наблюдения. При увеличении толщины слоя жидкости или ее плотности гидростатическое давление будет возрастать.

Полученный нами вывод можно проверить опытами. Проделаем их. Справа изображена стеклянная трубка с водой, дно которой затянуто тонкой резиновой пленкой. Увеличивая высоту слоя налитой жидкости, мы будем наблюдать увеличение растяжения пленки. Этот опыт подтверждает, что при увеличении высоты слоя жидкости создаваемое ею давление увеличивается.

На следующем рисунке изображены трубки с водой и “крепким” раствором соли. Видно, что уровни жидкостей находятся на одной и той же высоте, но давление на пленку в правой трубке больше. Это объясняется тем, что плотность раствора соли больше, чем плотность обычной воды.

На доске нарисован параллелепипед высотой h и площадью основания S. Предлагаю ребятам представить, что это аквариум, в котором налита вода. Попытаемся определять давление воды Р на дно аквариума. Работаем на магнитной доске с карточками, выкладывая поочередно формулы, получая цепочку: m=ρV, V=Sh, m=ρSh, P=gm, P=gρSh, ρ=P/S, p=ρgh.

Анализируем окончательную формулу: что же нужно знать, чтобы рассчитать давление жидкости.

Зависит ли давление от площади или формы сосуда?

Вьполняем фронтальный эксперимент: на каждой парте стоит стакан с водой. Высота налитой воды одинаковая.

Цель: определить давление воды на дно стакана.

Один ученик выполняет у доски. Остальные за партой. Сверяем ответ. Анализируем его: какую физическую величину мы измеряли? какую физическую величину брали в таблице? какое численное значение давления получили учащиеся, работающие за партой и у доски? большое это или маленькое давление?

IV. Закрепление изученного материала.

~ Приведи примеры движущихся жидкостей.
И движущиеся, и покоящиеся жидкости оказывают давление …
Гидростатическое давление – это …
~ Произведение в правой части формулы для вычисления гидростатического давления представляет собой …
~ По какой формуле мы сможем подсчитать вес покоящейся жидкости?
Объем слоя жидкости мы нашли при помощи произведения …
Выражение “p = … = ρgh” представляет собой …
~ О чем говорит равенство p=ρgh?
Как можно подтвердить справедливость формулы p=ρgh?
~ Увеличение растяжения пленки свидетельствует, что …
Описанный опыт иллюстрирует зависимость гидростатического давления от ..
~ Плотность раствора соли больше, чем плотность воды. Это приводит к тому, что …
Этот опыт иллюстрирует зависимость давления жидкости от ее плотности. Эта иллюстрация стала возможной благодаря тому, что …

Расчетные задачи

а) Высота столба воды в стакане 8 см. Какое давление на дно стакана оказывает вода? Какое давление оказывала бы ртуть, если бы она была налита вместо воды?
б) Какое давление на дно сосуда оказывает слой керосина высотой 1,5 м?

Качественные задачи

в) Волк плывет под водой с дыхательной трубкой. Какие ограничения накладывает на ныряльщика дыхательная трубка? Ответ найдите в учебнике стр. 95.

Задача с недостающими данными

г) Какое давление на глубине 1,5 м? Решить устно.

Качественные задачи, предполагающие работу с дополнительными источниками информации

д) Какое преимущество дает ныряльщику акваланг? Какие ограничения он накладывает? Ответ в учебнике.

е) В следующем сюжете мы видим глубоководный аппарат. Почему у него такая внешняя форма?

ж) Чтобы человек мог работать на больших глубинах он должен находиться в специальном скафандре. Найдите о нем информацию в учебнике.

з) Анализируя рис. 103 учебника давайте познакомимся с тем, что говорит нам учебник о глубоководных аппаратах. Какие ограничения в их использовании имеются?

и) Вычислите, какое давление в самой глубокой Мариинской впадине глубиной.
к) В просмотренном сюжете мы видели с вами глубоководных рыб. Какую длину лески нужно приготовить для лова рыбы камбалы, если она может выдерживать давление 400 кПа.

V. Задаю домашнее задание:

параграф из учебника, упражнение на решение задач и сообщения:

«Человек изучает подводный мир».
«Подводные лодки, батисферы и батискафы».
«Животный мир океанских и морских глубин».
«Ныряльщики за жемчугом».

Рабочая карта урока

Ф.И. Класс:

Самостоятельная работа № 1

1.Вставьте пропущенные слова в формулировке закона Паскаля:

Давление производимое на …………………… или …………. , передается в любую точку ………………………. во всех направлениях.

2. Вставьте пропущенные слова:

Внутри жидкости существует……………. и на одном и том же уровне оно………………. по всем направлениям. С глубиной …………………. увеличивается.

3. Запишите формулу для расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда (гидростатическое давление):………………………………..

4. Запишите единицы измерения физических величин, входящих в формулу для расчета гидростатического давления:…………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………..

5.Перечислите, от каких величин зависит давление жидкости на дно и стенки сосуда:

………………………………………………………………………………………………………

Критерий оценки:

Если вы выполнили 5 заданий без ошибок, то ставим оценку «5»,

Если вы выполнили 4 задания без ошибок, то ставим оценку «4».

Если вы выполнили 3 задания без ошибок, то ставим оценку «3».

Если вы выполнили менее 3 заданий, то ничего не ставим.

____________ ОЦЕНКА ЗА С.Р. №

___________ ОЦЕНКА ЗА УРОК

Источник

Цели урока:

Образовательные:

систематизировать материал по теме;
осуществить коррекцию знаний;
закрепить полученные знания на примерах
решения задач.

Воспитательные: воспитание личностных
качеств, обеспечивающих успешность
исполнительской и творческой деятельности
учащихся.
Развивающие:

развитие устной речи учащихся;
развитие творческих навыков;
развитие логической памяти.

Читайте также: Сосуды на ушной раковине

План урока:

Организационный момент.(1мин.)
Актуализация знаний.(5мин.)
Закрепление материала.(20 мин.)
Контроль знаний.(15мин.)
Рефлексия. (2мин.)
Домашнее задание.(2 мин.)

Ход урока

Организационный момент.

(На партах учащихся лежат рабочие карты
урока, в которых представлены две
самостоятельные работы и критерии выставления
оценки; две ручки с разными стержнями, например
синий и зеленый; таблицы плотностей веществ,
учебники и тетради).

Приветствие. Напоминание как заполняем рабочую
карту урока. (Приложение 1) Создание
положительной мотивации урока.

Актуализация знаний.

Выполнение самостоятельной работы № 1,
предложенной в рабочей карте урока.(Приложение
1).

Проверка с.р. №1 (можно провести самопроверку
или взаимопроверку), согласно представленным
ответам (записанным заранее на доске) и оценка
работы с использованием критериев оценки.

Выяснить какое количество учащихся поставили
“5”, “4”, “3” и ничего не поставили.

Закрепление материала.

На доске и в тетрадях записываем число,
название темы урока

Решение качественных задач.

№ 1. Под колоколом воздушного насоса находится
сосуд, закупоренный пробкой. Почему при
интенсивном выкачивании воздуха из-под колокола
пробка может вылететь?
№ 2. Если стрелять в пустой стакан, то пуля
пробьет только два отверстия. При попадании пули
в стакан, наполненный водой, он разбивается на
мелкие части. Почему?
№ 3. Какая из жидкостей вода или керосин
оказывает меньшее давление на дно сосуда
одинаковой формы, если уровень жидкостей
одинаков? Если масса жидкостей одинакова?
№ 4. Куда бы вы перелили сок из литровой банки,
чтобы его давление на дно сосуда стало больше: в
пятилитровую кастрюлю, или в литровую бутылку?
Почему?

Решение расчетных задач.

№ 1. На рисунке представлен график зависимости
давления внутри жидкости от глубины (глубина
отсчитывается от поверхности жидкости).
Определите, для какой жидкости построен этот
график.

№ 2. Какое давление на дно канистры оказывает
находящееся в ней машинное масло, если высота
слоя равна 50 см?
№ 3. Манометр, установленный на батискафе,
показывает, что давление воды составляет 9,8 МПа.
Определите глубину погружения батискафа.
№ 4. Длина аквариума 40 см, ширина 20 см, высота 30
см. С какой силой вода оказывает давление на дно
аквариума?

Фронтально обобщаем:

закон Паскаля;
почему возникает гидростатическое давление;
от каких величин зависит давление жидкости на
дно и стенки сосуда;
по какой формуле рассчитывается давление
жидкости на дно сосуда?

Контроль знаний.

Выполнение самостоятельной работы № 2,
предложенной в рабочей карте урока. (Приложение
1).

Проверка с.р. № 2, согласно заранее
заготовленным ответам (на доске или на экране) и
выставление отметок (самооценка или
взаимооценка) с использованием критериев оценки.
(В зависимости от наличия времени с.р. № 2 может
проверять учитель).

Выяснить какое количество учащихся поставили
“5”, “4”, “3”, ничего не поставили.

Рефлексия.

Какие задачи вызвали наибольшее затруднение?
Что получилось? Что не получилось?
Как оцениваете свою работу на уроке в целом?

Если с.р. № 2 оценивали учащиеся, то они
выставляют себе общую оценку за урок (Приложение
1)

Домашнее задание: §38; Упр.15 (3); Задание
8(2); стр.178 §5.

Источник

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Предложенный материал может быть использован
учителем физики для проведения урока в 7-м классе
при закреплении темы “Давление в жидкости”.
Данное пособие включает в себя сценарий к уроку,
дополнительный материал. Средства мультимедиа
позволяют преподнести материал наглядно,
доступно, красочно, эстетично. Электронная
презентация сопровождает весь ход урока.

Данная презентация дает возможность проводить
урок в соответствии с планом. Охватывается
большой материал. Позволяет изучить необходимый
материал с большой степенью самостоятельности.
Презентация помогает контролировать план урока,
удерживает повышенное внимание, вызывает
дополнительный интерес и увеличивает
возможности урока.

Цели урока: формировать умение использовать
полученные знания для описания явлений в
жидкостях; развивать общеучебные умения
наблюдать, оформлять решения задач,
аргументировать выводы.

Необходимое оборудование и материалы: Компьютер,
мультимедиа проектор, презентация, составленная
с помощью Microsoft PowerPoint. Стакан с водой, линейка (на
каждой парте). Карточки с физическими величинами
и единицами измерения.

План урока:

1.Повторение 5-7 минут. (Индивидуальная и
фронтальная работа).

2. Решение задач 32-35 минут. (Записи, рисунки,
решение задач и их обсуждение. коллективная и
индивидуальная работа).

3.Подведение итогов. Домашнее задание. 3-5 минут.
(Ответы на вопросы. Запись задания в дневниках).

Ход урока

Слайд 1. (Тема урока).

1.К доске вызывается ученик для вывода формулы
давления жидкости на дно сосуда.

Пока ученик выводит формулу работа с
карточками. Назвать физическую величину и ее
единицы измерения или наоборот. Единица
измерения, и какой величине она соответствует.

Например: –
плотность, единица измерения кг/м?.

Па – Паскаль, единица измерения давления.

– Пожалуйста, объясни, что ты написал. И
расскажи, что ты знаешь о давлении в жидкости.

Какие есть вопросы?

– От каких величин и как зависит давление
жидкости на дно сосуда?

От и h.
Чем больше ,
тем больше р. Чем больше h, тем больше р.

– По какой формуле рассчитывается давление
на стенки сосуда? Давление внутри жидкости?

р=gh, т. к.
давление внутри жидкости на одном уровне
одинаково во всех направлениях.

– В каких единицах нужно выражать величины,
входящие в эту формулу?

[]=кг/м3;
[h]=м.

– Как определить силу давления на дно?

F = ghs.

Слайд 1.

Тема сегодняшнего урока: Решение задач на
расчет давления в жидкости.

2. Устное решение задач.

– Внимание на экран.

Слайд 2.

В сосуды 1 и 2 наливают воду так, что ее уровень в
обоих сосудах одинаков. Одинаковы ли давления на
дно сосудов? Одинаковы ли силы давления на дно?

Да, давления одинаковы, т. к. 1=2 и h1=h2

Силы давления не одинаковы F2>F1 т.
к. s2>s1.

Слайд 3.

На рисунке изображены три одинаковые трубки,
низ у которых затянут тонкой резиновой пленкой.
Какие ошибки допущены на рисунке?

Т. к. пленки на рисунке выгнуты одинаково, то на
них оказывается одинаковое давление. Значит, у
жидкости с минимальной плотностью должна быть
максимальная высота.

Слайд 4.

Молоко из бутылки вылили в кастрюлю. Как
изменились величины:

А) масса молока?
Б) сила тяжести?
В) объем?
Г) давление?

Масса не изменилась.

Сила тяжести не изменилась, т. к. не изменилась
масса.

Объем не изменился.

Давление уменьшилось, т. к. уменьшилась высота.

1). Фронтальный опыт: определите давление воды
на дно стакана.

2).Изменится ли давление воды на дно сосуда, если
в воду опустить палец?

Да, станет больше.

Проверяем. Опускаем в воду пальчик, что
произошло с уровнем жидкости?

Уровень жидкости стал больше, значит и давление
стало больше.

Рассчитываем:

Слайд 5.

3)Изменится ли давление воды на дно ведра, если в
воду опустить мячик? Камень?

Да, давление увеличится, т. к. увеличится
уровень жидкости.

Слайд 6.

Давление увеличится, если ведро было неполным,
и останется неизменным, если ведро заполнено
доверху.

Слайд 7,8.

Какая глубина соответствует давлению воды 392
кПа?

– Как вы думаете, на какую глубину возможно
погружение?

Внимание на экран:

Слайд 9.

Искатели жемчуга-30 м.

Слайд 10.

Погружение с аквалангом – 143 м.

Слайд 11.

В мягком скафандре – 180 м.

Слайд 12.

В жестком скафандре – 250 м.

Слайд 13.

Подводные лодки до 900 м.

Слайд 14.

В батискафе – 10919 м.

Слайд 15.

Плоская баржа получила в дне пробоину площадью
200 см?. С какой силой надо давить на пластырь,
которым закрыли отверстие, чтобы сдержать напор
воды на глубине 1,8 м?

– Почему стенки внутренних органов
глубоководных морских животных и рыб, быстро
поднятых на поверхность, оказываются
разорванными?

На глубине давление очень большое. И давление
внутри рыб тоже очень большое. При быстром
подъеме давление изнутри становится много
больше давления снаружи, что и приводит к разрыву
внутренних органов.

– Давление в глубинах океана огромно. Если
порожнюю закупоренную бутыль опустить на
значительную глубину, а затем извлечь вновь, то
обнаружится, что давление воды вогнало пробку
внутрь бутылки и вся посудина полна воды.

Был проделан такой опыт. Три стеклянные трубки
различных размеров, с обоих концов запаянные,
были завернуты в холст и помещены в медный
цилиндр с отверстиями для свободного впуска
воды. Цилиндр был опущен на глубину 5 км. Когда его
извлекли, оказалось, что холст наполнен
снегообразной массой, это было раздробленное
стекло.

№528.Какую силу испытывает каждый квадратный
метр площади поверхности водолазного костюма
при погружении в морскую воду на глубину 10 м?

Слайд 16.

На рисунке представлен график зависимости
давления внутри жидкости от глубины. Определите,
для какой жидкости построен график.

3. Задание на дом.

Слайд 17.

№ 521, 523, 525.

Подведение итогов:

1) От чего зависит давление на дно и стенки
сосуда? (От ?(жидкости) и h).
2) Что можно сказать о давлении жидкости на одном
и том же уровне во всех направлениях? (На одном и
том же уровне давление внутри жидкости одинаково
во всех направлениях).
3) Что можно сказать о давлении жидкости на
различных уровнях? (На разных уровнях давление
различное. С глубиной давление увеличивается.)

Использованные источники и литература:

Перышкин А.В. Физика 7 класс.
Сборник задач по физике 7-9 класс/ Составитель
В.И. Лукашик
А.Е. Марон, Е.А. Марон. Физика. Дидактические
материалы.
Фото с сайтов: aborigenclub.ru; eco.rian.ru; nakanune.ru; newsporom.ru;
img-2006-11.potosight.ru; lan.onet.ru; mkkuzbass.ru; sed.lg.ua; eva.ru

Источник