Опыт с сообщающимися сосудами
ВВЕДЕНИЕ.
Что такое вода?
Этот вопрос совсем не так неразумен, как это может показаться. В самом деле, разве вода — это только та бесцветная жидкость, что налита в стакан? Океан, покрывающий почти всю нашу планету, всю нашу чудесную Землю, в котором миллионы лет назад зародилась жизнь, — это вода. Тучи, облака, туманы, несущие влагу всему живому на земной поверхности, — это ведь тоже вода. Бескрайние ледяные пустыни полярных областей, снеговые покровы, застилающие почти половину планеты, — и это вода. Прекрасно, невоспроизводимо бесконечное многообразие красок солнечного заката, его золотых и багряных переливов; торжественны и нежны краски небосвода при восходе солнца. Этот великий художник природы — вода. Кроме того, разве все секреты воды открыты учеными? На этот вопрос сможет ответить только время. Почему нас заинтересовала вода?
Мы хотим узнать, может ли вода течь вверх?
Гипотеза: вода может течь вверх.
Цель исследования: исследовать, может ли вода течь вверх.
Задачи:
1. Изучить информацию о свойствах воды, используя научно–популярную литературу;
2. Провести физические опыты по исследованию свойств воды;
3. Выяснить, когда и при каких условиях вода поднимается вверх;
4. Сформулировать выводы.
При подготовке работы была изучена различная литература, изучены материалы Интернет–сайтов, применены знания, полученные на уроках окружающего мира и на кружке “Калейдоскоп наук”, проведен ряд опытов.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Действие силы тяжести
Если вы выпустите книгу из рук, она неизбежно упадет на пол. “Виновата” в этом сила тяжести, которая притягивает все без исключения объекты к центру Земли. А подняв упавшую книгу, вы заметите, что ее внешний вид нисколько не изменился. Она – твердая, а твердые предметы сохраняют свою первоначальную форму. Если, конечно, не прикладывать к ним какую – либо специальную силу.
Теперь представьте себе, что упала не книга, а стакан с водой. Вода выплеснется и в беспорядке растечется. В самом деле, жидкость собственной формы не имеет. Она лишь занимает тот объем, ту форму, в которую налита. Все та же сила тяжести заставляет ее стремиться к самой низкой точке. Одним словом, где вода — там самое низкое место. Почему реки впадают в море? Просто уровень воды в морях ниже. Любая река как бы наклонена к тому морю, в которое она впадает. Ярким доказательством тому, что вода притягивается к Земле и стремится занять самый низкий уровень, являются водопады.
Сообщающиеся сосуды
Конечно, в обычном состоянии вода не сможет подниматься по склону, тем не менее, инженерам удалось заставить ее пересекать горные перевалы. Для этого оказалось достаточным… поместить воду в трубы. Именно так! Вода, бегущая в трубе со склона, давит на массы воды в трубе, поднимающейся в гору. И они, эти тысячи тонн воды, текут вверх! Правда, выше головы не прыгнешь: вода не поднимется выше своего первоначального уровня – высоты первой горы, с которой стекает. Но человек всегда найдет возможность сделать ту точку, из которой вытекает вода, самой высокой, и тогда никакие перевалы ему не страшны!
ЧЕГО НЕ ЗНАЛИ ДРЕВНИЕ?
Жители современного Рима до сих пор пользуются остатками водопровода, построенного еще древними: солидно возводили римские рабы водопроводные сооружения.
Не то приходится сказать о познаниях римских инженеров, руководивших этими работами; они явно недостаточно были знакомы с основами физики. Взгляните на прилагаемый рисунок, воспроизведенный с картины Германского музея в Мюнхене. Вы видите, что римский водопровод прокладывался не в земле, а над ней, на высоких каменных столбах. Для чего это делалось? Разве не проще было прокладывать в земле трубы, как делается теперь? Конечно, проще, но римские инженеры того времени имели весьма смутное представление о законах сообщающихся сосудов. Они опасались, что в водоемах, соединенных очень длинной трубой, вода не установится на одинаковом уровне. Если трубы проложены в земле, следуя уклонам почвы, то в некоторых участках вода должна течь вверх, — и вот римляне боялись, что вода вверх не потечет. Поэтому они обычно придавали водопроводным трубам равномерный уклон вниз на всем их пути (а для этого требовалось нередко либо вести воду в обход, либо возводить высокие арочные подпоры). Одна из римских труб, Аква Марциа, имеет в длину 100 км, между тем как прямое расстояние между ее концами вдвое меньше. Полсотни километров каменной кладки пришлось проложить из–за незнания элементарного закона физики!
ЧЕГО НЕ ЗНАЛИ МЫ?
Исследуя проблему воды, мы столкнулись с задачей. Перед нами было два кофейника одинаковой ширины: один высокий, другой — низкий. Какой из них вместительнее? В какой из этих кофейников можно налить больше жидкости?
Мы, не подумав, решили, что высокий кофейник вместительнее низкого. Однако когда стал лить жидкость в высокий кофейник, то налили его только до уровня отверстия его носика — дальше вода начала выливаться. А так как отверстия носика у обоих кофейников на одной высоте, то низкий кофейник оказался столь же вместительным, как и высокий с коротким носиком.
Это и понятно: в кофейнике и в трубке носика, как во всяких сообщающихся сосудах, жидкость должна стоять на одинаковом уровне, несмотря на то, что жидкость в носике весит гораздо меньше, чем в остальной части кофейника. Если же носик недостаточно высок, вы никак не нальете кофейник доверху: вода будет выливаться. Обычно носик устраивается даже выше краев кофейника, чтобы сосуд можно было немного наклонять, не выливая содержимого.
Капиллярные явления
При определенных обстоятельствах вода способна самопроизвольно подниматься вверх. Если поместить достаточно тонкую трубку (например, соломинку) в сосуд с водой, уровень воды в трубке поднимается выше уровня воды в сосуде. Разница между уровнями воды в сосуде и в трубке будет тем больше, чем меньше внутренний диаметр трубки. Способность воды подниматься в трубке с достаточно узким каналом – один из примеров, так называемых капиллярных явлений, благодаря которым растения способны доставлять воду из почвы к ветвям и листьям. Эти же явления помогают крови циркулировать в человеческом теле, особенно в капиллярах – мельчайших кровеносных и лимфатических сосудах. Кроме того, это происходит всегда и повсеместно. Сама поднимается вода вверх в почве, смачивая всю толщу земли от уровня грунтовых вод. Сама поднимается вода вверх по капиллярным сосудам дерева и помогает растению доставлять растворенные питательные вещества на большую высоту — от глубоко скрытых в земле корней к листьям и плодам. Сама движется вода вверх в порах промокательной бумаги, когда нам приходится высушивать кляксу, или в ткани полотенца, когда вытираем лицо.
Атмосферное давление
В старину – в 17–18 веках – вельможи забавлялись следующей поучительной игрушкой: изготовляли кувшин, в верхней части которой имелись крупные узорчатые вырезы. Такой кувшин, налитый вином, предлагали незнатному гостю, над которым можно было безнаказанно посмеяться. Как пить из нее? Наклонить нельзя: вино польется из множества отверстий, а до рта не достигнет ни капли. Случится, как в сказке:
Мед, пиво пил,
Да усы лишь обмочил.
–Как выпить содержимое?
Надо заткнуть отверстие В, взять в рот носик и втянуть в себя жидкость, не наклоняя сосуда. Вино поднимется через отверстие Е по каналу внутри ручки, далее по его продолжению С внутри верхнего края кувшина и достигнет носика.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Для выяснения того, как вода может течь вверх, мы провели ряд опытов.
Свои наблюдения мы занесли в таблицу:
Опыт 1 – с фонтаном
Для наблюдения используется опытный макет фонтана (два сообщающихся сосуда, соединенных резиновой трубкой). В один из сосудов (резервуар) наливается вода. Другой сосуд имеет отверстие, из которого “бьет фонтан”. Резервуар с водой опускается вниз и поднимается вверх. Вода в сообщающихся сосудах устанавливается на одинаковом уровне. Если резервуар поднимать, то вода сама поднимается вверх (из фонтана).
Опыт 2 – с цветком
Для опыта отбираются несколько цветков на стебле. В воде растворяется марганцево–кислый калий. Вода подкрашивается для того, чтобы можно было наблюдать за поднятием жидкости по стеблю. В подкрашенную воду опускаются цветы. Через некоторое время становится заметно, что подкрашенная вода сама поднимается вверх по стеблю. Ей помогает в этом атмосферное давление. При этом наблюдаются капиллярные явления. Через продолжительное время подкрашенная вода проникает даже в цветы.
Опыт 3 – с пробиркой
Для опыта используется: пробирка химическая, сосуд с горячей водой, сосуд с холодной подкрашенной водой.
Пробирка опускается в горячую воду так, чтобы открытый конец был вверху. Воздух в пробирке некоторое время прогревается. Затем открытый конец пробирки закрывается пластилином или большим пальцем. Пробирка очень быстро переворачивается и опускается в сосуд с холодной водой. Холодная вода сама начинает подниматься вверх. В этом воде помогает атмосферное давление.
В горячей воде воздух в пробирке прогревается, расширяется, частично выходит из пробирки. В холодной воде воздух сжимается. Атмосферное давление подталкивает воду в пробирку.
Опыт 4 – со шприцем
Для опыта используется: шприц демонстрационный или медицинский и сосуд с подкрашенной водой.
Вначале опыта поршень шприца до упора продвигается к отверстию шприца. После этого отверстие шприца опускается в подкрашенную воду. Поршень подтягивается вверх. Вода сама начинает подниматься вверх за поршнем.
В этом воде помогает атмосферное давление, которое подталкивает воду в разреженное пространство.
Опыт 5 – с сообщающимися сосудами
Для проведения опыта используются: электрическая плитка, теплоприемник, манометр, резиновая трубка, подкрашенная жидкость.
В сообщающиеся сосуды манометра наливается подкрашенная вода. Вода устанавливается на одинаковом уровне в обоих сосудах. Один из сообщающихся сосудов соединяется с теплоприемником резиновой трубкой. Разогретая электрическая плитка располагается напротив теплоприемника. Вода в одной из трубок сама начинает подниматься.
От разогретой плитки к теплоприемнику доходят тепловые лучи. Воздух в теплоприемнике нагревается, расширяется, давит на воздух над жидкостью в том сосуде, который соединен резиновой трубкой с теплоприемником. В этой трубочке вода начинает опускаться, а в другой трубке вода начинает подниматься.
Опыт 6 – с термометром
При проведении опыта сначала нужно рассмотреть шкалу термометра и определить температуру воздуха. Резервуар термометра удерживать некоторое время в ладони или опустить в горячую воду. Жидкость сама поднимается вверх по столбику. Резервуар термометра опустить в лед. Жидкость сама опускается.
При нагревании жидкость расширяется и поднимается по столбику. При охлаждении объем жидкости уменьшается, и жидкость опускается вниз.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Все ли свойства воды понятны ученым!
Конечно, нет! Вода — загадочное вещество.
Недавно было обнаружено новое необыкновенное явление. Оказалось, что вода на Земле изменяет свою природу в зависимости от того, что происходит на Солнце и в космосе. Было замечено, что космические причины влияют на характер протекания в воде некоторых химических процессов, например на скорость появления осадков. Почему — неизвестно.
Многие наблюдения и факты говорят о том, что талая вода обладает особыми свойствами — она более благоприятна для развития живых организмов. Почему — тоже неизвестно.
Но для себя мы поняли, что:
– вода может двигаться вверх;
– вода может подниматься благодаря атмосферному давлению, например, в сообщающихся сосудах или капиллярах.
Можно не сомневаться, что все загадки будут успешно разрешены наукой. Будет открыто еще немало новых, более удивительных загадочных свойств воды — самого необыкновенного вещества в мире.
Литература
1. Всё обо всём. Популярная энциклопедия для детей.– М.: Слово, 1994.
2. Перельман Я. И. Занимательная физика. Книга 2.– М.: Наука, 1979.
Интернет–ресурсы
1. https://potomy.ru/things/149.html
2. https://www.aquaexpert.ru/enc/termin/water/
3. https://the-mostly.narod.ru/misc/fontain.html
4. https://brainmystery.ru/kogda-voda-techet-vverx/
5. https://www.origins.org.ua/page.php?id_story=263
6. https://class-fizika.narod.ru/p135.htm
Работу выполнили:
1. Камьянов Иван, 2–а класс
2. Митина Мария, 2–а класс
Руководители:
1. Беляевская Т.Я., учитель начальных классов
2. Дубас С.П., учитель физики
МОУ СОШ № 12 ЗАТО Шиханы Саратовской области
Источник
Сообщающиеся сосуды. Опыты
Подробности
Просмотров: 312
11.2016
ОПЫТ С КАРТИНОЙ
Ты, верно, читал веселую книжку английского писателя Джерома К. Джерома «Трое в лодке, не считая собаки». Там автор, между прочим, рассказывает, как его дядя Поджер собрался повесить на стену картину.
Дядя Поджер торжественно заявил, что все сделает сам. Он снял пиджак и послал горничную купить гвозди, а вдогонку ей —сына с указанием, какого они должны быть размера. Другому сыну он велел принести молоток, третьему— линейку. Дядя потребовал также, чтобы ему подали стремянку и табуретку.
Потом он крикнул: «Джим, сбегай-ка к мистеру Гоггльсу и скажи ему: «Папа вам кланяется и надеется, что вашей ноге лучше, и просит вас одолжить ваш ватерпас!» Жене он велел держать свечку, вернувшуюся горничную послал за бечевкой. Один из сыновей подал дяде Поджеру картину.
Дальше с дядей Поджером случается много неприятностей. Он роняет картину, разбивает стекло, режет себе руки.
Потом он роняет гвозди, теряет молоток, теряет заметку, сделанную на стене, и падает вниз головой прямо на рояль. И только поздно ночью, измучив всю семью, исковыряв стену и отбив себе пальцы молотком, дядя Поджер заканчивает свой титанический труд. Картина наконец висит, хотя и весьма криво и ненадежно.
Я уверен, что, если тебе придется вешать картину, ты сделаешь это удачнее и самостоятельнее, чем дядя Поджер. Но конечно же, и тебе понадобятся для этой работы и гвозди, и молоток, и стремянка. Понадобится и ватерпас, тот самый прибор для проверки горизонтальности, за которым посылали к мистеру Гоггльсу.
А если ватерпаса у тебя нет и взять его негде, ты можешь сам сделать очень простое приспособление. Возьми две стеклянные трубочки, соедини их резиновой трубкой и заполни все это водой почти доверху.
Теперь ты можешь разносить стеклянные трубочки пошире или сводить их поближе, можешь резиновую трубку оставлять свободно висеть или класть на что-нибудь—все равно поверхность воды в обеих стеклянных трубочках всегда окажется на одинаковом уровне. И ты, приложив эти трубочки к раме картины, всегда сможешь проверить, горизонтально ли она висит.
Приспособление, очень похожее на наш приборчик для проверки горизонтальности, применяется в паровых котлах. Оно называется водомерным стеклом. В котле всегда должно быть достаточно воды, иначе он может взорваться. Но как это проверить? Ведь котел непрозрачен.
Тут и приходит на помощь водомерное стекло. Это стеклянная трубка, соединенная с котлом и сверху, и снизу. Вода в трубке всегда устанавливается на таком же уровне, что и в котле.
Трубку и котел называют сообщающимися сосудами. Они и в самом деле сообщаются, то есть соединены так, что жидкость может свободно перетекать из котла в трубку и обратно. Две трубочки в нашем приборе для проверки горизонтальности — это тоже сообщающиеся сосуды.
Сообщающихся сосудов может быть не два, а десять, сто, тысяча. Они могут иметь разную величину, разную форму, разный наклон. Все равно жидкость всегда устанавливается в них на одинаковом уровне. Или даже выливается фонтаном.
Теплее, тепя через поры кожи.
Интересно, что сообщающимися сосудами являются все моря и океаны мира. Ведь все они соединены между собой проливами. Поэтому и уровень воды в морях, уровень моря, во всем мире одинаков. И только во внутренних морях, не имеющих сообщения с океаном, уровень может быть другим. Вот в Каспийском море, например, вода стоит на несколько десятков метров ниже «уровня моря». Географы часто называют Каспийское и другие внутренние моря не морями, а озерами.
Источник: “Забавная физика” Л. Гальперштейн
Источник
Тип урока: Урок изучения нового материала и первичного закрепления.
Цель урока: создание условий для осознанного изучения нового материала.
Задачи урока:
- образовательная – продолжить формирование понятия давления жидкости на дно сосуда на примере однородных и разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах;
- развивающая – формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, находить примеры сообщающихся сосудов в быту, технике, природе, развивать навыки самостоятельной работы с дополнительной литературой;
- воспитательная – воспитание аккуратности, бережного отношения к оборудованию кабинета, умения слушать и быть услышанным.
Приобретаемые навыки детей:
- учащиеся учатся работать в группах, обобщать, сопоставлять, проводить исследования;
- развивают логическое мышление, память, речь, пространственное воображение;
- повышается уровень восприятия, осмысления и запоминания;
- воспитание внимательного отношения к окружающим, учебной дисциплине.
- подводить итоги своей работы, анализировать свою деятельность.
Формы организации работы детей: Индивидуальная, фронтальная, групповая.
Формы организации работы учителя:
- используется словесно- иллюстративный, практический, проблемный методы, беседа-сообщение;
- проверка ранее изученного материала, организация восприятия новой информации
- постановка цели занятия перед учащимися;
- обобщение изучаемого на уроке и введение его в систему ранее усвоенных знаний.
Оборудование: компьютер, проектор, экран, модель сообщающихся сосудов, трубки одинакового и разного сечения, чайник, кофейник, лейка, презентация.
Знания – это дети удивления и любопытства.
Луи де Бройль
Ход урока
1. Организационный момент. Настрой детей на рабочий лад (найти).
Учитель: Однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что, по его мнению, легче всего в жизни. Он ответил, что легче всего – поучать других, а труднее – познать самого себя. Как мы познаем сами себя. Как мы воспринимаем мир? Как мыслители или как художники? Сегодня мы организуем работу так, чтобы каждый проявил свои способности как мыслителя и как художника, приобрел навыки работы в коллективе. Покажем умения и навыки при изучении сегодняшней темы.
И девиз нашего урока:
(читает ребенок) Знания – это дети удивления и любопытства (Слайд 1)
2. Подготовка к восприятию нового материала.
Учитель: Ребята! Посмотрите, на моём столе находится ряд тел. Назовите их.
Дети: чайник, лейка, кофейник
Учитель: Какая у них форма?
Дети: сосуды различной формы
У: Что общего у этих сосудов?
А теперь давайте определим, что их объединяет (установим сходство и различие)
(Выполняем мыслительную операцию СРАВНЕНИЕ.) (Слайд 2)
Д: состоят из двух сосудов, соединенные между собой.
- Как они должны соединяться? (Слайд 2)
У: Сколько может быть таких соединений?
Д: От двух и более. (показать на слайде) (Слайд 3 )
Итак, сегодня на уроке мы будем говорить о сообщающихся сосудах. Запишите, пожалуйста, тему сегодняшнего урока. Учащиеся записывают тему урока.
У: (на доске) Сообщающиеся сосуды, число – 8.02.2013г
3. Этап объяснения нового материала.
Учитель. Сообщающиеся сосуды мы встречаем ежедневно. Приведите их примеры?
Учащиеся. Лейка, чайник, кофейник…
Учитель. Что общего у этих тел? (Слайд 4) Учащиеся. Вода, налитая, например, в чайник, стоит всегда в резервуаре чайника и в боковой трубке на одном уровне. Боковая трубка и резервуар соединены между собой в нижней части.
Учитель. Правильно. Сообщающимися сосудами называют сосуды, соединенные между собой в нижней части. (Учащиеся записывают определение в тетради). (Слайд 5)
С сообщающимися сосудами можно проделать простой опыт. Возьмем две стеклянные трубки, соединенные резиновой трубкой. Сначала резиновую трубку в середине зажмем и в одну из трубок нальем воды (демонстрация опыта).
Что произойдет, если открыть зажим?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок поднять?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок опустить?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок наклонить?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне (слайд 6).
Учитель. Однородная жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне. (Учащиеся записывают закон в тетради). (Слайд 7)
Изменится ли уровень жидкости, если правый сосуд будет шире левого? уже левого? если сосуды будут иметь разную форму? (Слайд 8)
Учащиеся. Нет, жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. При изменении формы сосудов может изменяться лишь высота уровня воды в сосудах, отмеренная от уровня стола (из-за того, что изменяется объем сосудов). Однако уровни воды в сообщающихся сосудах не зависят от формы сосудов и останутся равны.
(Демонстрация опыта с сообщающимися сосудами различной формы).
Опыт 2. Повторяют опыт с трубками разного сечения, формы.
Учитель: А можно нам рассчитать давление в трубке? По какой формуле рассчитывают давление жидкости на дно и стенки сосуда?
р=рgh.
Учитель: Назовите физические величины, входящие в эту формулу и единицы измерения в системе СИ,
р, р, h, g (Па, м, кг/м3, Н/кг); (Слайд 9)
Учитель: От каких величин и как зависит давление жидкости на дно сосуда?
Ученик: от высоты столба жидкости – h, и плотности ρ (прямо пропорциональная).
а) Чем больше плотность, тем больше давление, если высота столба жидкости не изменяется.
б) Если жидкость однородная, то чем больше высота столба жидкости h, тем больше р (Слайд 9)
Учитель: Почему пловец, нырнувший на большую глубину, испытывает боль в ушах? (Слайд 9)
Ученик: Давление в жидкости пропорционально глубине погружения.
Учитель: Изменится ли давление воды на дно сосуда, если в него опустить кусок дерева так, что вода из сосуда не выливается? (Слайд 10)
Ученик: Давление увеличится, так как повысится уровень воды в сосуде.
Учитель: В сосудах изображённых находятся жидкости. В первом сосуде вода, во втором керосин. Одинаково ли давление на дно?
А) В 1 больше
Б) во 2 больше
В) одинаково? (Слайд 10)
Учитель: Почему?
Ученик: А) В 1 больше, так плотность воды больше плотности керосина
Учитель: В каком сосуде давление воды на дно больше? (Слайд 11)
А) в первом,
Б) во втором
В) одинаково.
Ученик: В) одинаково.
Учитель: Пластинки расположены в сосуде с водой. На какую пластинку давление жидкости больше? (Слайд 11)
А) на 1
Б) на 2
В) на 3
Ученик: В) на 2.
Учитель: Изменится ли давление жидкости на дно сосуда, если в сосуд погрузили деревянный брусок? (Слайд 11) Почему?
А) увеличится,
Б) не изменится,
В) уменьшится
Ученик: А) увеличится.
4. Зарядка.
(слайд 12)
Учитель: Что произойдет, если в сообщающиеся сосуды налить две несмешивающиеся жидкости разной плотности?
Давайте вспомним можно ли смешать разные жидкости? Подсолнечное масло и воду? Как будут располагаться эти жидкости в сосуде?
Учащиеся. Нельзя, нет, масло на поверхности воды, т.к. плотность масла меньше плотности воды. Высота столбов жидкостей в сосудах будет разной.
Опыт.
Учитель. А если мы в сообщающиеся сосуды нальем две несмешивающиеся жидкости разной плотности.
Эксперимент: один сосуд заполняется водой, другой маслом.
Опыт 3. Повторяют опыт, но в одну трубку наливают масло.
Учитель: Свободная поверхность разнородной жидкости в сообщающихся сосудах находится на разных уровнях.
Учитель. Будут ли они располагаться на одном уровне? (Слайд 13)
Столб какой жидкости будет выше?
Учащиеся: При равенстве давлений высота столба жидкости большей плотности меньше, чем высота столба жидкости меньшей плотности. (Учащиеся записывают в тетради).
Учитель: Давайте, ребята, докажем это теоретически. (ученик у доски, а другие в тетрадях)
Ученик Доказательство. Нальем в сосуд воду и масло. По закону Паскаля давление одинаковое, т.е. p1= p2. Давление воды определим по формуле p1 = r1gh1, а давление масла по формуле p2=r2gh2. Приравниваем их r1gh1 =r2gh2. Получим r1h1=r2h2, из этого равенства составим пропорцию, воспользуемся основным свойством (произведение крайних членов равно произведению средних членов) r1/r2 =h2/ h1, Сравнили плотность масла с плотностью воды.
Вывод: Чем больше плотность жидкости, тем уровень ниже. Что и требовалось доказать.
(Слайд 14)
5. Фронтальный опрос.
Что вы сегодня узнали на уроке?
Какие сосуды называются сообщающимися?
Какие свойства сообщающихся сосудов мы знаем теперь.?
Ученик: пытаются ответить.
(на слайдах набрать начало предложения ,а продолжают ученики)
Учитель: ребята, обратите внимание на экран, задание след характера, закончите предложение.
Ученик: В сообщающихся сосудах свободная поверхность покоящейся однородной жидкости находится на одном уровне.
В сообщающихся сосудах однородная жидкость устанавливается на одном уровне.
В сосудах любой формы и ширины однородная жидкость устанавливается на одном уровне.
Высоты столбов разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорциональны их плотностям. (Слайд 15)
Учитель: Где же применяли сообщающиеся сосуды в древности.
- Научное открытие свойства сообщающихся сосудов датируется 1586 г. (голландский ученый Стевин). Но оно было известно еще жрецам древней Греции. Археологи обнаружили в Грузии водопровод (XIII в), работающий по принципу сообщающихся сосудов. Самый же первый настоящий водопровод появился в Древнем Риме в 312 году до н.э. и по длине был равен 16,5 километрам. Цензор Аппий Клавдий в его строительство даже вложил собственные средства. Граждане были ему за это благодарны, ведь ранее люди носили дождевую, ключевую, речную воду и хранили в больших емкостях в своих домах.
- Второй водопровод был в длину около 70 км и также был сооружен в Риме до нашей эры в 274 году. Третий самый длинный водопровод в Риме насчитывал более 91,33 км. Важно отметить, что вышеописанные системы Римских канализаций исправно работают и сейчас. Был еще один короткий водопровод, который можно назвать самым коротким, начало его было в 15 км от Рима и на нем закончились постройки водопроводных систем в Римской Империи.
Учитель: А где вообще применяют сообщающие сосуды?
Дети:
6. Применение сообщающихся сосудов в быту, природе, технике.
- 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. (Слайд 17)
- Закон сообщающихся сосудов люди используют в водопроводах с водонапорной башней. Водонапорная башня и стояки водопровода являются сообщающимися сосудами, поэтому жидкость в них устанавливается на одном уровне. (Слайд 17)
- В водомерном стекле парового котла, паровой котел (1) и водомерное стекло (3) являются сообщающимися сосудами. Когда краны (2) открыты, жидкость в паровом котле и водомерном стекле устанавливается на одном уровне, так как давления в них равны. (Слайд 18)
- В устройстве гидравлических машин используется свойство сообщающихся сосудов. (Демонстрируется гидравлический пресс).Так, большой и малый цилиндры гидравлического пресса являются сообщающимися сосудами. Высоты столбов жидкости одинаковы, пока на поршни не действуют силы. (Слайд 19)
- Каскады падающей воды украшают многие города, а действуют фонтаны благодаря закону сообщающихся сосудов. Виды знаменитых фонтанов Петродворца. Фонтаны в парке «Победы», Тбилиси. Фонтаны на площади «Дружбы», Ташкент. Фонтаны Еревана. (Слайд 20)
- Действие артезианских колодцев и гейзеров основано на законе сообщающихся сосудов. (Слайд 21)
- Горячий фонтан в местечке Гейзер в Исландии. От названия этого местечка возник термин «гейзер». (Слайд 21)
- Римлянам был неизвестен закон сообщающихся сосудов. Для снабжения населения водой они возводили многокилометровые акведуки, водопроводы, доставлявшие воду из горных источников. Инженеры древнего Рима опасались, что в водоемах, соединенных очень длинной трубой, вода не установится на одинаковом уровне. Они полагали, что если трубы проложены в земле, следуя уклонам почвы, то в некоторых участках вода ведь должна течь вверх, – и вот римляне боялись, что вода вверх не потечет. Поэтому они обычно придавали водопроводным трубам равномерный уклон вниз на всем их пути. Одна из римских труб, Аква Марциа, имеет в длину 100 км, между тем как прямое расстояние между ее концами вдвое меньше. Полсотни километров каменной кладки пришлось проложить из-за незнания элементарного закона физики! (Слайд 22-25)
7. Этап закрепления материала.
Учитель : Повторим изученное. Приведите примеры использования закона сообщающихся сосудов в природе, быту и технике.
Учащиеся. Это гейзеры, фонтаны, шлюзы, водопровод с водонапорной башней, гидравлический пресс, водомерные стекла, артезианские колодцы, сифоны под раковиной.
8. Итог урока.
Рефлексия. (Слайд 27)
Ваше настроение в конце урока: Проанализируйте, пожалуйста, «движение» своих мыслей, чувств, ощущений, которые возникли у вас в течение урока:
- удивлён,
- безразличен,
- радостно восхищён,
- встревожен,
- раздражён,
- спокоен.
Поделитесь своими мыслями, чувствами, что вы выбрали? Почему?
Как мы познаем мир?
Как мыслители или как художники?
Оценки по жетонам…… (изготовить жетоны)
9. Домашнее задание к следующему уроку.
(Слайд 28)
§ 39; придумать сообщающий сосуд .
Предлагаю вам побыть учеными- экспериментаторами, строителями.
- модель фонтана;
- модель оросительной системы для огорода;
- модель системы водопровода;
Учитель: Ребята! В заключение хочу сказать. Физик видит то, что видят все: тела и явления. Он также как и все восхищается красотой и величием мира, но за этой всем доступной красотой ему открывается еще одна красота закономерностей в бесконечном разнообразии вещей и событий. Физику доступна редкая радость – понимать природу, и даже «беседовать» с ней. Мне хочется пожелать вам научиться понимать природу, и разговаривать с ней на одном языке.
Литература:
- А.В. Перышкин. Учебник физики 7 класс.
- А.В. Перышкин. Сборник задач по физике 7-9 класс.
- Марон А.Е., Е.А Марон Дидактический материал 7 класс.
- Марон А.Е., Е.А Марон Сборник качественных задач по физике. 7-9 класс.
- В.И. Лукашик Сборник задач по физике 7-9 класс.
- Интернет-ресурсы. (Слайд 29).
Источник