Конспект по физике на тему сообщающиеся сосуды

Статьи

Основное общее образование

Линия УМК А.В. Перышкина. Физика (7-9)

Физика

Все мы ежедневно пользуемся сообщающимися сосудами – это чайник, лейка, в общем, это любая система ёмкостей, в которых жидкость, к примеру, вода, может свободно перетекать из одной ёмкости в другую. В чайнике, например, такими ёмкостями являются корпус и носик или корпус чайника и специальная ёмкость для определения уровня воды в нём. Что особенного в сообщающихся сосудах? Каким свойством или свойствами они обладают? Чем заслуживают наше внимание?

26 апреля 2019

Закон сообщающихся сосудов

Сосуды соединенные между собой, жидкость в которых может свободно перетекать, имеющие общее дно, называются сообщающимися. В соответствии с законом Паскаля, жидкость передаёт оказываемое на неё давление во всех направлениях одинаково. В открытых сосудах, атмосферное давление над каждым из них одинаково, значит, и давление жидкости на стенки сосудов будет одинаковым на любом уровне. Так как давление жидкости прямо пропорционально её плотности и глубине, в случае одинаковой жидкости в сообщающихся сосудах на одинаковой глубине будет одинаковое давление, что и объясняет выравнивание уровней жидкости в них. В случае разных жидкостей, чтобы на одинаковой глубине было одинаковое давление, жидкость с меньшей плотностью должна иметь больший уровень в сравнении с жидкостью большей плотности. Т.е.

ρ1 / ρ2 = h2 / h1

Физика. 7 класс. Учебник

Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования. Большое количество красочных иллюстраций, разнообразные вопросы и задания, а также дополнительные сведения и любопытные факты способствуют эффективному усвоению учебного материала.

Купить

Свойство сообщающихся сосудов

Возьмем несколько различных по размеру и форме открытых сосудов, проделаем в каждом из них отверстие и соединим отверстия в сосудах трубками, чтобы жидкость, которую мы будем наливать в один из них, могла свободно перетекать из одного сосуда в другой. Для большего эффекта, пожмем трубки, которые их соединяют и наполним один из сообщающихся сосудов водой. Теперь откроем трубки и увидим, что когда жидкость перестанет перетекать, то, вне зависимости от формы и размера сосудов, уровни жидкости в каждом будут совершенно одинаковыми. Или проведём иной опыт – возьмём пластиковую бутыль и срежем донышко, а крышку плотно прикрутим, проделаем в ней небольшое отверстие и вставим в него небольшой шланг, место соединения шланга и крышки бутыли сделаем герметичным с помощью пластилина. Теперь закрепим бутыль вверх дном, а шланг расположим параллельно бутыли открытым концом чуть выше её срезанного дна. Заполним бутыль жидкостью, например, подкрашенной водой. И вновь мы увидим, что вне зависимости от высоты сообщающихся сосудов, уровень воды в бутыли будет точно таким же, как и уровень воды в шланге. В этом и заключается первое и основное свойство сообщающихся сосудов: в открытых сообщающихся сосудах уровни одинаковой жидкости будут одинаковыми. Это замечательное свойство нашло широкое применение в практике, но об этом поговорим чуть позже. А теперь возьмём U-образную стеклянную трубку. Это тоже сообщающиеся сосуды, их, в данном случае, называют коленами трубки. В правое колено нальём воду и она, конечно же, перетечёт в левое колено так, что уровни воды в обоих коленах будут одинаковыми – мы уже знаем, что так и должно быть, хоть пока что и не знаем, почему. А теперь в левое колено, очень аккуратно, чтобы жидкости не смешивались, нальём керосин или подкрашенный спирт. И мы увидим, что теперь верхние уровни каждой жидкости в коленах будут отличаться. Уровень спирта или керосина будет выше уровня воды. Заглянем заодно в таблицу плотности жидкостей и увидим, что плотность керосина или спирта меньше плотности воды, а уровень, наоборот, выше. Из этого эксперимента можно сделать вывод – если в открытых сообщающихся сосудах налиты две разные жидкости, то уровень будет выше у той, чья плотность меньше. Иными словами, плотности жидкостей и их уровни будут обратно пропорциональными. Настала пора объяснить, почему так получается.

Читайте также:

Проекты на уроках физики: плюсы и минусы

Что такое радуга?

Почему море соленое?

Почему небо голубого цвета?

Применение на практике

Благодаря своим свойствам, сообщающиеся сосуды нашли широкое применение в различных технических и бытовых устройствах. Перечислим некоторые из них:

• измерители плотности,
• жидкостные манометры,
• определители уровня жидкости (водомерное стекло, к примеру),
• домкраты,
• гидравлические прессы,
• шлюзы,
• фонтаны,
• водопроводные башни и т.д.

Свойство сообщающихся сосудов реализуется не только в физике. Такая известная поговорка «Если где-то прибыло, значит где-то убыло» фактически напрямую связана со свойством сообщающихся сосудов и означает, что в окружающем нас мире всё взаимосвязано, а значит – стремится к равновесию. Когда человек смещает это равновесие в одну сторону, это немедленно сказывается в чём-то другом. Над этим стоит задуматься, не так ли?

Материал по физике на тему «Сообщающиеся сосуды» для 7 класса.

Методические советы учителям

• При изучении этой темы обязательно необходима демонстрация. Описанные в статье эксперименты обязательно нужно показать детям в живом исполнении.
• Желательно продемонстрировать принцип действия фонтана (это также довольно не сложно сделать своими руками).
• Обратите внимание учащихся на формулу для двух жидкостей – это обратная пропорция. На нескольких примерах поясните смысл обратной пропорциональности.
• Рассмотрите ситуацию с тремя жидкостями (решите соответствующую задачу).
• А вот действие шлюзов лучше всего продемонстрировать с помощью видео.

#ADVERTISING_INSERT#

Источник

– повторить формулу для расчета гидростатического давления, ввести понятие сообщающих сосудов,

-рассмотреть применение сообщающихся сосудов в природе, технике и быту.

– продолжить формирование умений анализировать, сравнивать, находить примеры сообщающихся; сосудов в быту, технике, природе;

-вырабатывать наблюдательность, навыки и культуру проведения физического эксперимента, умения делать выводы по результатам эксперимента, способствовать развитию самостоятельности и творческого мышления.

– применение полученных знаний и умений для решения задач повседневной жизни.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Методы средства, обеспечивающие активизацию учебно-познавательной деятельности учащихся, управление учебной деятельностью:

2. Проблемное обучение.

этап

время, мин

Приемы и методы

1.

Организационный момент.

2

Беседа

2.

Постановка проблемы

2

Беседа, презентация

3.

Актуализация знаний

8

Фронтальный опрос, презентация

4.

Физкультурная минутка.

1

5.

Изучение нового материала.

10

Беседа, эксперимент, записи на доске, в тетрадях Демонстрация опытов, презентация.

6.

Развитие и закрепление знаний (применение сообщающихся сосудов).

19

Беседа, записи на доске и в тетрадях, групповая работа

7.

Подведение итогов. Рефлексия. Домашнее задание.

3

Фронтальный опрос. Записи задания в дневниках.

Части урока

Содержание урока

слайды

Деятельность учителя

Деятельность ученика

1.Организационный момент.

2. Постановка проблемы

3. Актуализация знаний

4.Физминутка.

5. Изучение нового материала.

6. Развитие и закрепление знаний (применение сообщающихся сосудов).

7. Подведение итогов.

Домашнее задание

-Что изображено на рисунке?

-В какой из них можно налить больше жидкости? Почему?

Чтобы правильно ответить на этот вопрос, повторим необходимые знания, и изучим новые.

Фронтальный опрос с использованием сигнальных карточек.

-Какой буквой обозначается физическая величина:

давление

сила

плотность

ускорение свободного падения

высота

площадь опоры?

-Показать основную единицу измерения физической величины:

силы, площади, плотности, высоты,

ускорение свободного падения, давления

-Составьте определительную формулу давления.

Учитель вызывает одного ученика записать ее на доске и выразить из нее силу давления.

-Составьте формулу гидростатического давления жидкости.

-Сформулируйте (устно) закон Паскаля.

-Решить задачи-рисунки и выбрать ответ

Учитель предлагает учащимся встать и выполнить упражнения, связанные с давлением твердых тел

-Перед вами на слайде несколько предметов. Всех их называют сообщающимися. Как вы думаете, почему их так назвали? Что общего у названных предметов и сосудов у меня на столе?

– Правильно, молодцы!

– Значит, тема нашего урока…

(фиксирует на доске тему урока)

Формулирует определение: сосуды, имеющие общую (соединяющую их) часть называют сообщающимися.

-На сегодняшнем уроке мы будем выступать в роли исследователей. Изучая новый материал, мы пройдем все этапы теории познания: новые фактывыдвижение гипотезы экспериментальная проверка выводы применение на практике.

– С сообщающимися сосудами можно проделать простой опыт. Я возьму самый простой по форме сообщающийся сосуд- U – образную трубку. Наливаю в него окрашенную воду, т.е. однородную жидкость, что можно сказать по этому опыту? Одинаковы ли будут уровни воды в трубках? Какой вывод? (показать линейкой, что вода на одном уровне).

– А если сообщающиеся сосуды поднимать и опускать, наклонять в стороны, что будет происходить с уровнем жидкости в них? (учитель проверяет гипотезу учеников, продолжая опыт)

– Посмотрите на этот красивый прибор у меня на столе.(рис. № 109, учебник А. В. Перышкин).

– Охарактеризуйте его.

– Какой вывод можно сделать?

– Правильно.

(формулирует 1-й закон сообщающихся сосудов)

– А как это можно объяснить?

-Покажем это теоретически

Решим задачу-рисунок

-Какой из сосудов можно заполнить доверху?

– Объясните почему можно заполнить доверху только сосуд №2?

– Вернемся к нашей проблеме выбора вместительного кофейника. Как можно решить эту проблему?

– А что будет, если в сообщающиеся сосуды налить разные жидкости? Если в один сосуд налить воду, а в другой керосин. Как будут располагаться уровни?

– Почему? Как это можно объяснить?

– Посмотрите на слайд. У какой жидкости столб выше и почему?

– Значит, какой вывод мы можем сделать?

-Проверяем результат по таблице плотностей

Закон сообщающихся сосудов люди используют в разных технических устройствах: водопроводах с водонапорной башней; водомерных стеклах; гидравлическом прессе; фонтанах; шлюзах; сифонах под раковиной, “водяных затворах” в системе канализации. На слайде показана водомерная трубка бака. Объясните принцип действия этого прибора.

Опыт №3: демонстрация самого простого фонтана

– Объясните наблюдаемое явление в опыте.

-Где можно использовать принцип работы данного прибора?

Демонстрация действующей модели фонтана.

-Во время ремонта актового зала школы возникла необходимость наметить на стенах горизонтальную линию. Как можно это сделать, используя сообщающиеся сосуды?

Проводится групповая работа по выполнению минипроекта «Изготовление сообщающегося сосуда»

Задание первой группе:

– используя свой изготовленный сообщающийся сосуд, проверить горизонтальность подоконника.

Задание второй группе:

– используя свой изготовленный сообщающийся сосуд, проверить горизонтальность крышки парты.

– А вот фотографии шлюзов.

-Используя схему устройства шлюза и схему шлюзования судов, объясните, как проводят корабль через шлюзы.

-Назовите примеры сообщающихся сосудов.

-Продемонстрировать электрический чайник с использование принципа сообщающихся сосудов. Покажите, где в этом чайнике имеются сообщающиеся сосуды?

-Сформулировать законы сообщающихся сосудов, с которыми ознакомились на уроке.

-Где используются сообщающиеся сосуды?

-Выразите свое отношение к уроку сигнальными карточками.

-Выставление оценок. Домашнее задание

-на рисунке два кофейника. Ширина их одинакова, а высота разная

дают различные ответы на вопросы

по команде учителя: «ответ» учащиеся все вместе одновременно поднимают, соответствующую названной величине, карточку с ее буквенным обозначением

р,

F

ρ

g

h

S

Учащиеся карточки переворачивают обратной стороной и по команде учителя поднимают ответ

Н, , , м, Па

Каждый ученик перед собой, используя карточки, выкладывает формулу давления

Каждый ученик перед собой, используя карточки, выкладывает формулу гидростатического давления жидкости

-Давление в жидкости и газах передается во все стороны одинаково.

Учащиеся поднимают по команде учителя карточку с выбранным номером ответа

№3-3, №4-2, №5-1, №6-3

Учащиеся по команде учителя изменяют давление в 2, 4 раза на пол, стоя на одной ноге, на двух ногах, на носочках, на пяточках, потом задание повторяется в подскоках на месте.

Предлагают варианты ответов. – Общее основание, по два совмещенных сосуда.

(в ходе рассуждения ученики подходят к данной идеи)

– Сообщающиеся сосуды

Учащиеся записывают в тетрадь тему и определение

– Вода установится на одном уровне.

– Уровни жидкости будут одинаковыми.

– Это тоже сообщающиеся сосуды.

– Форма трубок различная.

– Разное сечение трубок.

– Вода в каждой трубке на одном уровне.

– В сообщающихся сосудах жидкости устанавливаются на одном уровне, форма трубок и сечение не влияют на это.

– Вода покоится, поэтому давление в обоих сосудах одинаковое. Значит и уровни жидкости должны быть одинаковые.

Номер ответа учащиеся показывают карточкой

-На рисунке сообщающиеся сосуды, жидкость в них устанавливается на одном уровне. Поэтому высокие сосуды никак нельзя долить доверху, вода будет выливаться через сосуд №2

– Кофейник и трубка носика – сосуды, которые связаны между собой, и жидкость в них устанавливается на одном уровне. Поэтому высокий кофейник никак нельзя долить доверху, вода будет выливаться через носик. Кофейники вмещают одинаковое количество жидкости.

– Уровни будут различными.

– У жидкостей различные плотности.

– Выше у керосина, потому что у него плотность меньше.

– Чем больше плотность жидкости, тем меньше высота ее столба.

Более того, можно сказать: во сколько раз больше плотность жидкости, во столько раз меньше ее высота

Дают объяснение на основе законов сообщающихся сосудов.

– Вода из резервуара течет по трубке и стремится подняться до того же уровня, что и в большом сосуде. Но трубка заканчивается, и вода бьет фонтаном вверх.

Методом мозгового штурма появляется решение -две стеклянные трубки, соединенные длинным резиновым шлангом, заполнит водой. Держа одну из трубок у стены, сделать отметку уровня, отойти вместе с другой трубкой и вновь сделать отметку, точки соединить, операцию повторить.

Выполнение работы, используя раздаточный материал, и защита проектов

Группы реализуют решение проблемной ситуации.

Шлюз используется для перевода судов с одного уровня реки на другой. Устройство шлюза также основано на принципе сообщающихся сосудов: жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне. Когда ворота 1 открываются, вода в верхнем течении и шлюзе устанавливается на одном уровне и т.д., когда последние ворота откроются, уровень воды в шлюзе и нижнем течении сравняется, корабль будет опускаться вместе с водой и сможет продолжить плавание

.

Слайд №1

Слайд №2

Слайды №3, №4, №5, №6

Слайд №7

Слайд №8

Слайд №9

Слайд №10

Слайд №11

Слайд №12

Слайд №13

Слайд №14

Слайд №15

слайды № 16, 17

слайд

№ 18

Слайд

№19

Источник