Расчет давления на дно и стенки сосуда 7 класс задачи

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Масловопристанская средняя общеобразовательная школа

Шебекинского района Белгородской области»

Технологическая карта урока

Учитель: Зубкова Людмила Ивановна

Учебный предмет: физика.

Класс: 7

Тема урока: «Расчёт давления на дно и стенки сосуда».

Цели урока: организовать деятельность учащихся по изучению зависимости давления в жидкости от высоты столба жидкости и её плотности, а также деятельность по первичному закреплению полученных знаний, показать связь изучаемой темы с жизнью.

Задачи урока:

Получение новых знаний о давлении на основе имеющихся (давление твёрдого тела и давление газа). В ходе выполнения эксперимента установить зависимость давления жидкости от высоты и плотности жидкости.
Развитие речевых навыков, способностей к анализу, умение делать вывод. Способность к точному измерению, вычислению.
Продолжить формирование умения решать качественные задачи.
Развитие умения работать в группе, выслушивать товарищей, уважать мнение других, стремление к познанию мира.

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний.

Оборудование урока:

Демонстрационное и лабораторное оборудование:1) сосуд с отверстиями на разной высоте; 2)поддон для воды; 3) стакан с водой; 4) стакан с маслом; 5) колбы; 6) мензурки.

Технические средства обучения:

1) компьютер 2) мультимедийный проектор; 3 ) презентация по теме урока; 4) рабочая карта урока.

Демонстрации на уроке:

Напор жидкости на разных уровнях;
Зависимость давления жидкости от плотности жидкости.

Фронтальный эксперимент:

1. Зависимость давления жидкости на дно сосуда от его площади.

Ход урока

Этап урока

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Используемые методы, приемы, формы

Формируемые УУД

1.Организационный момент

Приветствие учащихся.

Вовлечение учащихся в деятельность. Комментирует, что

на партах учащихся лежат рабочая карта урока, в которой представлены виды деятельности на уроке, критерии выставления оценок, таблица плотностей, тетради, лабораторное оборудование для фронтального эксперимента.

Словесные методы

Личностные. Познавательные

2. Актуализация опорных знаний.

Предлагает учащимся вспомнить материал, пройденный ранее, выполняя физический диктант. (презентация. слайд № 1)

Отвечают на вопросы физического диктанта.

В соответствии с критериями оценивают себя; выставляют оценку за физический диктант в рабочую карту урока.

Физический диктант

Познавательные и регулятивные.

3.Мотивационный этап.

Организует беседу, выдвигая учебную проблему.

1. Вы уже знаете, что твердые тела, жидкости и газы оказывают давление.

От чего зависит давление твердых тел?

2. От чего зависит давление газов?

3. Знаете, что внутри жидкости существует давление. Как оно изменяется с глубиной?

4. Известно ли вам от чего зависит давление жидкости ?

Нужно ли знать людям, чему равно давление на разных глубинах, на дно и стенки сосуда? (Выслушает ответы)

Просит выдвинуть предположение о теме урока .

5.Что значит «рассчитать» давление?

6. Что необходимо знать, чтобы выполнить вычисления?

7. Какими способами можно получить формулу?

8.Что вы должны узнать на уроке? Ставим цель нашего урока.

Подводит итог беседы.

Итак, чтобы решить проблему

«От чего зависит давление жидкости на дно и стенки сосуда?», составим план ее решения, я вам в этом помогу. Предлагаю план, если учащиеся самостоятельно затрудняются его составить.

(презентация. слайд № 4)

Учащиеся отвечают на вопросы. Слушают.

Осуществляют поиск смысла своей деятельности.

Определяют тему и цель урока с помощью учителя, определяют план решения учебной задачи, следующей из проблемы.

1)Учащиеся формулируют и записывают в тетради тему урока. (презентация. слайд № 2)

2) Формулируют цель урока. (презентация. слайд № 3)

Проблемный метод. Фронтальная беседа.

Познавательные и регулятивные.

4. Изучение нового материала.

Посмотрим на рис.1 (презентация. слайд № 5).

В цилиндрический сосуд налита вода. Вода находится в покое.

Какой слой жидкости давит на точку А, на точку В? (Выслушает ответы).

«Верховным судьей всякой физической теории является опыт», – говорил академик Л.Д. Ландау. Обратимся и мы к опыту.

Сделайте вывод из опыта о давлении на стенки сосуда.

От чего еще зависит давление жидкости?

Сравните давление в сосудах и

сделайте вывод. Записать его в тетрадь.

Запишем итоговый вывод (презентация. слайд № 7).

в виде математической формулы.

Приступаем к её выводу.

Показывает на рис 3. сосуд, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда. (презентация. слайд № 8).

Представьте, что это аквариум, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, в котором налита вода. Попытаемся определить давление жидкости на дно аквариума.

Организует беседу по вопросам:

– Запишите формулу для расчета давления?

– Чему равна сила, с которой жидкость давит на дно ?

-Как найти массу жидкости в сосуде?

_ Исходя из формы сосуда как найти объем жидкости в сосуде?

Производим подстановки

(см. соответствующие ступеньки «лесенки»),

получаем окончательную формулу.

Вопрос: Объясните, что нужно знать, чтобы рассчитать давление жидкости на дно и стенки сосуда? Берем в «рамку» окончательную формулу. Объясните физические величины, входящие в формулу и их единицы в СИ

Отвечают на вопросы.

Первый ученик показывает демонстрационный опыт №1.

В стакане из пластмассовой бутылки проделаны отверстия на разной высоте, закрытой вставленными в них спичками. Наливает подкрашенную воду в сосуд и вытаскивает спички.

Все наблюдают картину, показанную на рис. 2.

(презентация. слайд № 5).

Учащиеся делают вывод:

Давление зависит от высоты столба жидкости, от глубины.

Записывают вывод в тетрадь.

Второй ученик показывает демонстрационный

опыт № 2.

Берет 2 сосуда одинаковой формы (две одинаково отрезанные сверху пластмассовые бутылки) на одинаковом расстоянии от верха в них проделаны отверстия, закрытыми спичками. В один сосуд наливает подсолнечное масло, в другой – воду до того же уровня. Располагает сосуды рядом и одновременно открывает отверстия, вынимая спички.

Учащиеся наблюдают картину, изображенную на рис.3 .

(презентация. слайд № 6).

Делают вывод из опыта № 2: Давление зависит от плотности жидкости.

Учащиеся записывают формулы на доске и в тетради.

( см. приложение 2.)

Записывают и анализируют окончательную формулу.

Расшифровывают её: называя физические величины и единицы их измерения.

(презентация. слайд № 9).

Эвристическая беседа, демонстрационный эксперимент, презентация.

Используется прием вывода формулы в виде структурно-логической схемы «лесенка».

Познавательные. Коммуникативные.

5. Закрепление изученного материала.

Выполните эксперимент и докажите:

«Зависит ли давление жидкости на дно сосуда от его площади ».

Ход выполнения эксперимента:

Вам даны 2 сосуда с разной площадью дна: колба и мензурка. Высота столба жидкости (воды) в сосудах одинакова. Используя таблицу плотностей и полученную формулу, определите давление жидкости на дно в данных сосудах. Сделайте вывод о зависимости (независимости) давления жидкости на дно сосуда от его площади.

Выполняют фронтальный эксперимент. Делают измерения и вычисления, записывают полученный результат.

Сравнивают результат с результатами учащегося выполняющего эксперимент у доски.

(презентация. слайд № 10)

Фронтальный эксперимент в парах.

Индивидуальная работа.

Эвристическая беседа.

Познавательные и регулятивные.

6. Решение задач.

Выполните самостоятельную работу по решению задач. По окончании решения обменяетесь вариантами и проверьте ответы, оцените работу согласно критериям.

(презентация. слайд № 11 ).

В рабочей карте поставьте оценку за урок.

Выполняют самостоятельную работу

(решение задач) по вариантам с последующей взаимопроверкой.

Выставляют итоговую оценку за урок.

Работа в парах.

Познавательные и регулятивные.

7.Домашнее задание

Комментирует домашнее задание

(презентация. слайд № 12 )

Записывают в дневник.

Познавательные и личностные

8. Подведение итогов. Рефлексия.

Задает вопросы:

– Что нового узнали на уроке?

-Чему научились? Где можем применить новые знания?

– Какие есть вопросы по теме урока? В чём испытывали трудности?

– Как себя чувствовали на уроке?

Заканчивая наш урок, выполните еще одно упражнение. Возьмите карточки с изображением окна. Представьте, что ваше настроение – это сезон года. Изобразите на карточках ваше настроение.

Спасибо за урок.

Уч-ся отвечают на вопросы.

Отмечают в карточках свое настроение.

Сдают учителю рабочие карты и карточки с изображением окна.

Регулятивные.

Приложение 1 – презентация

Приложение 2-оформление доски

Рабочая карта учащегося на уроке.

Источник

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

Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.

405. Поднимающиеся со дна водоема пузырьки воздуха увеличиваются в объеме по мере приближения к поверхности. Почему?
С приближением к поверхности, давление воды на пузырек падает.

406. Воду из узкого высокого стакана перелили в широкую кастрюлю. Как изменилось давление воды на дно?
Давление уменьшилось, поскольку уменьшилась высота водяного столба.

407. На рисунке 44 изображен старинный опыт: в крышку бочки, наполненную доверху водой, была вставлена высокая узкая трубка. Когда в трубку налили воды, бочка разорвалась. Объясните, почему небольшое количество воды, которую пришлось налить в трубку, могло разорвать бочку?

Давление на стенки бочки будет зависеть от плотности жидкости и высоты водяного столба и не зависит от площади поперечного сечения сосуда.

408. В сосуд налили слой воды высотой 15 см. каково давление этого слоя на дно сосуда?

409. Чему равно давление воды на глубине 50 см?

410. Банка высотой 50 см наполнена водою. Определите давление на 1 см2 дна банки.

411. В мензурку, площадь дна которой 20 см2 , налита вода до высоты 10 см. сколько граммов воды налито? Чему равно давление воды на дно мензурки?

412. Высота уровня воды в водопроводе 10 м (рис.45). Одинаковы ли давления на стенки трубы на различных высотах? Каково давление воды у нижнего конца трубы?

413. Каково давление на дверцу в шлюзовых воротах на глубине 12 м (рис. 46)?

414. В стакан высотой 10 см налита доверху ртуть. Вычислить давление на дно стакана.

415. Вычислите давление столбика ртути высотой 76 см.

416. Поршневой насос может произвести давление 5·105 Па. На какую высоту можно поднять воду этим насосом?

417. В трех сосудах налита вода до одной и той же высоты (рис. 47). В каком сосуде налито больше воды? В каком сосуде больше давление на дно?

Давление во всех сосудах на дно одинаково.

418. Внутрь жидкости погружен брусок (рис 48). Одинаковые ли давления испытывают боковые стенки бруска (левая и правая, передняя и задняя)? Одинаковые ли давления испытывают верхняя и нижняя грани бруска?

Боковые стенки испытывают одинаковое давление; верхняя и нижняя – разное.

419. Рассмотрите рисунок 48. Высота погруженного бруска АК=5 см. На сколько больше давление на грани MNKL, чем на ABCD, если брусок помещен в воду на глубину 12 см (до нижней грани)?

420. Если в подводной части судна появилась пробоина, то на эту пробоину накладывают «пластырь» — кусок паруса, который давлением воды прижимается к корпусу судна и не пропускает в пробоину воду. Определите силу, с которой прижимается пластырь, если площадь пробоины 0,5 м2 , а глубина, на которой сделана пробоина , 2 м.

421. В сталелитейном производстве «изложницей» называется чугунный стакан без дна, в который выливают Расплавленный металл (рис. 49). Верхнее отверстие изложницы немного меньше нижнего для того, чтобы можно было изложницу снять с отвердевшего слитка, когда остынет металл. Чтобы металл снизу не выливался, изложницы ставят на плоское основание и делают их очень массивными. На рисунке 49 слева изображена изложница, справа — подъем изложницы с отлитого слитка.
Определите силу давления, которую производит на подложку изложницы налитый чугун, если высота изложницы 1,5 м, а площадь нижнего основания 1600 см2. Плотность чугуна 7,2 г/см3.

422. Для спуска водолаза на очень большую глубину применяется специальный металлический скафандр (рис . 50). Какую силу давления должен выдержать этот скафандр на глубине 300 м, если общая поверхность скафандра составляет 2,5 м2 ?

423. Для выпуска расплавленного металла из литейного ковша делают на дне ковша отверстие, закрываемое специальной пробкой из огнеупорного металла. Определите давление расплавленной стали на пробку, если высота налитого металла 2 м, а плотность расплавленной стали 7,3 г/см³.

424. Как велика должна быть высота столба ртути и столба спирта, если этот столб производит давление в 105 Па?

425. Определите давление воды на стенки котла водяного отопления, если высота труб 20 м?

426.Вычислите разность давлений в трубах водопровода на нижнем этаже здания и на этаже, расположенном выше на 15 м?

427. Батискаф спустился в море на глубину в 50 м. Каково давление на поверхность батискафа на данной глубине?

428. Давление в водопроводе 4·105 Па. С какой силой давит вода на пробку, закрывающую отверстие трубы, если площадь отверстия 4 см2 ?

429. Давление в трубах водопровода 4·105 Па. На какую высоту будет бить вода из пожарной трубы, присоединенной к этому водопроводу, если не принимать во внимание сопротивление воздуха и трение воды в трубах?

430. Человек стоит на кожаном мешке с водой (рис. 51). Рассчитайте, на какую высоту поднимается вода в трубке, если масса человека 75 кг, площадь соприкасающаяся с мешком поверхности платформы 1000 см2.

431. Футбольная камера соединена с вертикальной стеклянной трубкой. В камере и трубке находится спирт. На камеру положили диск, а на него — гирю массой 5 кг. Высота столба спирта в трубке 1 м. Какова площадь соприкосновения диска с камерой?

Источник