Расчет давления на дно и стенки сосуда урок 7 класс

Конспект урока
физики для 7 класса «Расчет давления на дно и стенки сосуда»

Технологическая карта урока физики 7 класс

Учитель: Панченко Наталья Федоровна, МБОУ СОШ
№4 села Правокумское Левокумского муниципального округа

Предмет: физика

Класс: 7 класс

Учебник :(УМК): Физика 7 класс: А.В.
Перышкин

Тема: «Давление твердых тел жидкостей и
газов»

Тема урока:
пятый урок, «Расчет давления на дно и стенки сосуда»

Цель урока: организовать деятельность учащихся по изучению зависимости
давления жидкости от высоты столба жидкости и ее плотности

Задачи:

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.

Развивающая:

формировать
умение наблюдать физические явления, анализировать их, делать выводы, развивать
экспериментальные навыки,

формировать
моральные, волевые и эстетические качества личности.

Воспитательная: воспитывать чувство ответственности, культуру умственного
труда.

Тип
урока: комбинированный

Формы
работы учащихся: фронтальная, индивидуальная,
групповая

Оборудование: моноблок,
проектор, мультимедийная доска, презентация, демонстрационное оборудование, индивидуальные
карточки

Технология
обучения: здоровьесбережения,
информационно-коммуникационные, развития критического мышления, педагогики
сотрудничества

Планируемые
результаты:

– личностные: формирование ответственного отношения к учению, готовности и
способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к
обучению и познанию; формирование целостного мировоззрения, соответствующего
современному уровню развития науки и общественной практики; формирование
осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку,
его мнению, мировоззрению, культуре; готовности и способности вести диалог с
другими людьми и достигать в нем взаимопонимания, формирование коммуникативной
компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, взрослыми в процессе
образовательной деятельности;

– предметные: понимать смысл формулы и применять ее на практике; владеть
расчетным способом для нахождения давления жидкости на дно и стенки сосуда;
использовать полученные знания в повседневной жизни; использовать метод
научного познания, проводить наблюдение опытов, обнаруживать зависимость между
плотностью жидкости и высотой столба жидкости, объяснять полученные результаты,
делать выводы; кратко и четко отвечать на вопросы по закреплению материала.

– метапредметные: умение самостоятельно определять цели своего обучения,
ставить и формулировать для себя новые задачи в учебе и познавательной
деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности; умение
самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для
себя новые задачи в учебе и познавательной деятельности, развивать мотивы и
интересы своей познавательной деятельности;, классифицировать, самостоятельно
выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать
причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение и
делать выводы; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную
деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе;
формулировать, аргументировать и отстаивать свое мнение.

План урока

1.Организационный
момент

2.Актуализация
знаний.

3.Постановка цели
и задач урока.

Мотивация
учебной деятельности учащихся.

4.Первичное
усвоение новых знаний.

5. Закрепление
изученного материала

6. Решение
задач.

8. Информация о
домашнем задании, инструктаж по его выполнению

9.Рефлексия
(подведение итогов занятия)

Ход урока.

1.Организационный момент Добрый
день! Начинаем урок.

Эпиграфом нашего урока я взяла строки из
стихотворения

А. С. Пушкина.

О сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух!

И опыт, сын ошибок трудных

И гений парадоксов друг.

Как удивительно точно
подметил поэт характер научной деятельности. И мы на сегодняшнем уроке,
также попытаемся совершить небольшие, но самостоятельные открытия.

Начнем с того, что нам уже известно.

2
Актуализация знаний.

Проверим теоретические знания.

Мне у доски нужны
двое учащихся. Вы ребята решаете задачи. Вам двоим задания на месте.
Остальные отвечают на мои вопросы.

Фронтальная
работа

Что
показывает данный опыт?

Ответ: Чем выше столб жидкости , тем
большее давление она оказывает

2. Объясните
ситуацию с опытом.

Ответ: На тело погруженное в жидкость
действует давление жидкости, чем глубже, тем больше.

Что
произойдет , если я буду осторожно наливать воду в сосуд?

Ответ: Как только уровень воды совпадет с
уровнем воды в банке , дно отпадет от сосуда. Оба давления одинаковы.

Вопрос: Что показывают рассмотренные
опыты?

Ответ: Внутри жидкости существует давление
и на одном уровне оно одинаково по всем направлениям. С глубиной давление
увеличивается

Зная, этот закон ответьте на вопросы

1.Если стрелять в
пустой стакан, то пуля пробьет два отверстия. При попадании пули в стакан
наполненный водой он разбивается на мелкие части. Почему?

Ответ:В тот момент, когда пуля, пробив переднюю
стенку, входит в жидкость, в воде создается резкий скачек давления. Вода не
сжимаема, давление равномерно распределяется по стенкам, дну и поверхности.
Стенки разлетаются в разные стороны.

2.Почему
взрыв снаряда под водой губителен для живущих в воде организмов?

Ответ:Взрыв создает огромное давление,
которое по закону Паскаля начнет передаваться по всем направлениям с большой
скоростью, и оно может вызвать гибель живущих в воде организмов.

Учитель : Какова задача человека по
отношению к природе?

Ответ: Сохранить природу.

На
ваших столах лежат карточки с заданием, подпишите их и выполните задание.

1.Установите
соответствие между научными открытиями и именами учёных, которым эти открытия
принадлежат.

К каждой позиции
первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОТКРЫТИЯ

ИМЕНА УЧЕНЫХ

А) закон о передаче давления жидкостями и газами

Б) закон всемирного тяготения

1) Р. Гук

2) Б. Паскаль

3) И. Ньютон

4)Э.Торричелли

Запишите в таблицу
выбранные цифры под соответствующими буквами.

Вариант 1. Площадь меньшего поршня S1
гидравлического пресса 10 см2. На него действует сила F1 равная 200 Н. Площадь
большего поршня S2 200 см2. Какая сила действует на больший поршень?

Вариант 2. Поршень гидравлического пресса
площадью S2 180 см2 действует силой F2
18 кН. Площадь малого поршня S1 4 см2. С какой силой действует меньший
поршень на масло в прессе?

Сдайте самостоятельную работу, я проверю
и на следующий урок озвучу результат и разберем ошибки.

Вопрос:
Поднимите руку те, кто умеет плавать? А кто из вас умеет нырять? Скажите,
пожалуйста, а на любую ли глубину может нырнуть человек? А почему? Что ему
мешает?( давление воды)

Отвечают:

(Какое
давление жидкости на разной глубине и какое давление может выдержать человек)-
то есть формулу для расчета давления внутри жидкости.

Вопрос:
Какая тема нашего урока?

Тема: «Расчет давления жидкости на
дно и стенки сосуда»

Вопрос:
Как вы думаете: от чего может зависеть давление жидкости на дно и стенки
сосуда? (учащиеся выдвигают гипотезы, учитель записывает версии на доске)

Как говорит академик Ландау Лев
Давидович «Верховным судьей всякой физической теории является опыт»

Слайд 7.

Опыт 1. Вы видите сосуд наполненный
водой.

Вода находится в покое.

Какой слой жидкости давит на точку А
, на точку В? Какая точка находится под большим давлением?

Наблюдают, как вытекают струи воды из
точек. Сделайте вывод. Запишем в тетрадь.

Вывод1: чем
глубже, тем больше давление

Опыт 2. В стакане из пластмассовой бутылки проделаны отверстия на разной высоте, закрытые вставленными в них спичками. Наливает воду в сосуд и одновременно вытаскиваем спички. Все наблюдают, что струи жидкости с разной высоты отклоняются на разное
расстояние .

Сделайте вывод о давлении
жидкости на стенки сосуда и запишем его.

Вывод 2. чем больше высота
столба жидкости, тем больше давление на дно и стенки сосуда. Давление зависит
от высоты столба жидкости.

Слайд 8.

Отлично, а как вы думаете,
только ли от высоты столба жидкости зависит давление на дно и стенки сосуда? А
давайте проверим от чего еще?

Опыт 3.: Берем два сосуда одинаковой формы (две одинаково
отрезанные сверху пластмассовые бутылки), на одинаковом расстоянии от верха в них проделаны отверстия, закрытые спичками. В один сосуд наливает
подсолнечное масло, в другой — воду до того же уровня. Располагаем сосуды рядом
и одновременно открывает отверстия, вынимая спички. Ученики наблюдают картину,
изображенную на рисунке. Давайте
сделаем вывод из этого опыта и запишем его

Вывод 3: чем больше плотность
жидкости, тем сильнее давление.

Давление зависит от плотности
жидкости

«Зависит
ли давление на дно сосуда от его площади? Почему?»

Опыт 4. Берем два сосуда из пластмассовых бутылок, имеющие разные площади дна, делает отверстия в боковых
стенках на одинаковой высоте и закрывает
их. Наливает в сосуды воду до одного
и того же уровня. Одновременно
открывает отверстия. Просит сказать:
«Что наблюдаете?» и объяснить
явление.

Вывод: давление
не зависит от площади дна сосуда

Сформулируйте
общий вывод, от чего зависит давление жидкости на дно и стенки сосуда.

Вывод 4.давление жидкости зависит от уровня высоты
жидкости, от рода жидкости, и не зависит от площади дна сосуда.

Правильно, а теперь давайте эти опыты
подтвердим математическим путем и получим формулу для расчета давления
жидкости.

Выведем формулу

1. Назовите
формулу расчета давления твердого тела

2. Так
как в состоянии покоя вес тела равен силе тяжести, то имеем

Вот мы вывели формулу для
расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Слайд 9. Физкультминутка

Раз, два, три , четыре,

Руки
выше, руки шире.

Поворот
направо, влево,

Всё
мы делаем умело

Одну
ногу поднимаем,

Этим
площадь уменьшаем.

А
давление растёт,

Прыгнем
– вовсе пропадёт!

Закрепление.

Итак, мы вывели формулу расчета давления
жидкости, применим наши знания к решению задач.

Слайд10.

1.В трех сосудах с одинаковой площадью
дна налита нефть одинакового уровня. Одинаково ли давление на дно и стенки
сосудов?

2.Как бы вы перелили сок из литровой
банки, чтобы его давление на дно сосуда стало больше: в пятилитровую кастрюлю,
или в литровую бутылку? Почему?

3.Водолаз в жестком скафандре может
погружаться на глубину 250 м, искусный ныряльщик – на 20 м. Определите давление
воды в море на этих глубинах

Дано:

g=10
Н/кг Решение:

h1=250
м

h2=20
м P=1030кг/м3
*10H/кг
*250 м =2575000 Па=2575кПа

=1030кг/м3 P=1030кг/м3
*10H/кг*20
м=206000 Па=206 кПа

P=? Па

Ответ:
2575кПа; 206 кПа

4.Определите
высоту водонапорной башни, если у ее основания давление воды равно 40 кПа.

Дано: СИ
Решение

P=
40 кПа 40000
Па , отсюда h=
P
/ g

=1000кг/м3

g =
10 Н/кг                                       h=
40000 Па/ 10 Н/кг * 1000кг/м3   =
4 м

h-
?м

Ответ: 4
м

Что нового узнали
на уроке?

Я удивлен…

Мне удалось…

Мне интересно…

Я понял…

Я узнал…

Оцените свою
работу на уроке, какую оценку вы себе поставите.

Учитель.

Сегодня на уроке
мы узнали от чего зависит давление на дно и стенки сосуда. Мне очень интересно
было работать с вами. Вы показали отличный уровень подготовки к уроку. Теперь
вы знаете, что давление жидкости на дно и стенки сосуда зависит от плотности
жидкости ,высоты столба жидкости и ускорения свободного падения.

Спасибо дети за
урок.

Выставление
оценок.

Домашнее задание
п. 40 ,упр 17

сообщение
«Давление на дне морей и океанов. Исследование морских глубин»

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