Расчет давления жидкости на стенки сосуда решение задач

Разработки уроков (конспекты уроков)

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

Физика

Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Тип урока: Урок открытия и первичного закрепления знаний.

Цель урока: получить выражение для расчёта давления жидкости на дно и стенки сосуда; проверка качества знаний учащихся при решении задач.

Задачи урока:

• Предметные: углубить и закрепить знания о давлении жидкости.
• Метапредметные: продолжить развивать внимание, память, логическое мышление, умение делать выводы.
• Личностные: способствовать формированию научного мировоззрения, активизировать учебно-познавательную деятельность учащихся, содействовать формированию самостоятельности, воспитанию интереса к предмету.

Оборудование к уроку: компьютер, видеопроектор, интерактивная доска, два стакана с водой, цилиндрические сосуды с основаниями различной площади, деревянный брусок, камень, два одинаковые пластмассовые груза, широкий сосуд, аквариум, удочка, каточки с заданиями, учебник по физике.

Ход урока

1.Организационный момент.

2. Актуализация имеющихся знаний.

Взаимопроверка в парах по вопросам. Слайд 1

1. Чем отличается процесс передачи давления в жидкости и газе от передачи давления твёрдыми телами? (давление твёрдыми телами передаётся в направлении действия силы, в жидкости и газе по всем направлениям одинаково)
2. Сформулируйте закон Паскаля. (давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку без изменений во всех направлениях)
3. Мальчик выдувает мыльные пузыри. Почему они принимают форму шара? (они приобретают форму шара, так как давление в газе, согласно закону Паскаля передаётся одинаково по всем направлениям)
4. От чего зависит давление газа? (от объёма, массы и температуры газа)
5. Для космонавтов пищу изготавливают в полужидком виде и помещают в тюбики с эластичными стенками. Что помогает космонавтам выдавливать пищу из тюбиков? (Закон Паскаля)
6. Почему взрыв снаряда под водой губителен для живущих в воде организмов? (давление взрыва в жидкости, согласно закону Паскаля, передаётся одинаково по всем направлениям, и от этого животные могут погибнуть)
7. Почему пловец, нырнувший на большую глубину, испытывает боль в ушах? (с глубиной давление увеличивается; пловец испытывает боль в ушах, так как вода с большой силой давит на барабанные перепонки)

3. Открытие нового знания. Слайд 2

В три сосуда с одинаковой площадью дна, стоящие на столе, налили воды до одного уровня

1) В каком сосуде масса воды больше? Меньше?

2) Одинаковым ли будет давление воды на дно сосудов?

Вы уверены? Как рассчитать давление жидкости на дно сосуда? (Затруднение).

• Какая цель нашего урока? (Узнать, как рассчитать давление жидкости на дно сосуда)
• Какая тема урока? (Расчёт давления жидкости на дно и стенки сосуда) Слайд 3

Учащиеся записывают тему к себе в тетрадь.

Попытаемся вывести формулу для расчёта этого давления. Но какую же форму сосуда нам надо выбрать для расчёта нашей формулы? Я предлагаю взять форму прямоугольного параллелепипеда.

Для того чтобы упростить вывод формулы для расчета давления на дно и стенки сосуда, удобнее всего использовать сосуд в форме прямоугольного параллелепипеда (Рис. 2).

Рис. 2. Сосуд для расчета давления жидкости

Площадь дна этого сосуда – S, его высота – h. Предположим, что сосуд наполнен

жидкостью на всю высоту h. Чтобы определить давление на дно, нужно силу,

действующую на дно, разделить на площадь дна. В нашем случае сила – это вес жидкости P, находящейся в сосуде

Поскольку жидкость в сосуде неподвижна, ее вес равен силе тяжести, которую можно вычислить, если известна масса жидкости m.

P = mg

Напомним, что символом g обозначено ускорение свободного падения.

Для того чтобы найти массу жидкости, необходимо знать ее плотность ρ и объем V

m = ρV

Объем жидкости в сосуде мы получим, умножив площадь дна на высоту сосуда

V = Sh

Эти величины изначально известны. Если их по очереди подставить в приведенные выше формулы, то для вычисления давления получим следующее выражение:

В этом выражении числитель и знаменатель содержат одну и ту же величину S – площадь дна сосуда. Если на нее сократить, получится искомая формула для расчета давления жидкости на дно сосуда:

p = ρgh

Итак, для нахождения давления необходимо умножить плотность жидкости на величину ускорения свободного падения и высоту столба жидкости.

Полученная выше формула называется формулой гидростатического давления. Согласно этой формуле гидростатическое давление не зависит от формы сосуда, в котором находится жидкость и от площади его сечения. Оно зависит от высоты столба жидкости и от плотности жидкости.

Возвратимся к нашему вопросу: Одинаковым ли будет давление воды на дно сосудов? (одинаковым)

Данная формула позволяет найти давление на дно сосуда. А как рассчитать давление на боковые стенки сосуда? Чтобы ответить на этот вопрос, вспомним, что на прошлом уроке мы установили, что давление на одном и том же уровне одинаково во всех направлениях. Это значит, давление в любой точке жидкости на заданной глубине h может быть найдено по той же формуле.

Возвратимся к нашему вопросу: Одинаковым ли будет давление воды на дно сосудов?

4. Физминутка (под медленную, спокойную мелодию)

– Я предлагаю вам, ребята, выполнить дыхательную гимнастику:

1-е упр. Набрать воздух в лёгкие (вдыхаем медленно, но как можно больше воздуха),

Медленно выдохнуть

2-е упр. Руки медленно поднимаем вверх и делаем (одновременно) глубокий вдох.

Руки опускаем – выдох.

3-е упр. Глубоко вдохнуть, садясь за парту, медленно выдыхаем (гимнастика проводится под спокойную музыку).

– Сейчас вы выполнили дыхательную гимнастику, которую врачи рекомендуют проводить 3-4 раза в день.

– А какой физический закон лежит в основе дыхательной гимнастики, как он называется? (в основе дыхательной гимнастики лежит закон Паскаля)

5. Закрепление материала.

Решение задач.

а) Проведение игры «рыбалка»

Качественные задачи:

1. Куда бы вы перелили сок из литровой банки, чтобы его давление на дно сосуда стало больше: в пятилитровую кастрюлю или в литровую бутылку? (в литровую бутылку)
2. Какие из жидкостей: вода или керосин оказывает меньшее давление на дно сосудов одной формы, если объёмы жидкостей одинаковы? (керосин)
3. Как изменится давление воды на дно доверху наполненного стакана, если в воду опустить камень? (не изменится)
4. В цилиндрический сосуд, частично наполненный водой, опустили деревянный брусок. Как изменится давление воды на дно сосуда? (увечится)
5. Два одинаковых предмета были опущены в цилиндрические сосуды с основаниями различной площади. В цилиндрических сосудах уровень воды до погружения предмета одинаков. В каком сосуде гидростатическое давление больше? (в сосуде меньшей площади)

Ответы на задачи подтверждаются опытами.

б) Расчётные задачи:

1. упр. 17(2)
2. Определите высоту столба керосина, который оказывает давление на дно сосуда равное 8 кПа. Слайд 4

Самостоятельная работа по решению задачи упр.17(1) по рядам?

6. Подведение итогов урока. Рефлексия.

Подведём итоги.

Давайте вспомним, что сегодня делали на уроке, что узнали?

Мне очень важно, с каким настроением вы уходите с урока. Поэтому я прошу вас заполнить лист самоанализа, который находится столах у каждого из вас.

Лист самоанализа (нужное подчеркнуть)

Чувствую вдохновение, подавленность .

Интересно, неинтересно.

Не устал(ла), устал(ла).

Доволен(довольна), недоволен(недовольна).

Вызвало затруднения(перечислить)…

7. Домашнее задание. Слайд 5

п. 40, упр.17(3), задания на с.118

Источник

Технологическая карта урока по физике

7 класс базовый уровень изучения

Авторы разработки:

учитель физики и астрономии Гизатова Л.В. Костромская обл., г. Галич МОУ СОШ №4 им.Ф.Н.Красовского

Тема: Практикум по решению задач на расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Материал соответствует рабочей программе по физике для 7 класса (ФГОС) ориентированной на учебник А.В.Перышкина. Выделенные задачи предназначены для решения детям с ЗПР.

Тип урока: комбинированный

Задачи:

-Повторить основные понятия, формулы, закрепить навыки решения задач по формуле давления, применять знания в нестандартной ситуации.

Способствовать активизации познавательной деятельности, создать условия для развития у школьников навыков решения задач

Планируемые результаты

научатся выводить формулу для расчета давления жидкости на дно и стенки сосуда; устанавливать зависимость изменения давления в жидкости и газе с изменением глубины.

Метапредметные:

Познавательные- анализировать наблюдаемые явления, обобщать и делать выводы; анализировать информацию, обобщать и делать вывод;

Регулятивные- составлять план проведения опытов; оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения;

Коммуникативные- осознанно использовать речевые средства в соответствии с задачей коммуникации для выражения своих мыслей и потребностей.

Личностные: проявление познавательного интереса; развитие культуры умственного труда, инициативности.

Образовательные ресурсы: учебник, тетрадь.

Структура урока.

Содержание деятельности

учителя

Содержание деятельности учащегося

Формируемые способы деятельности

1.

2.

3.

4.

1.Организационный момент.

Приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку. Создание в классе атмосферы психологического комфорта.

Настраиваются на учебную деятельность.

Формировать навыки самоорганизации.

2.Проверка домашнего задания

Спрашивает обучающихся с какими трудностями они столкнулись при выполнении д/з.

Определяют с какими трудностями они столкнулись при выполнении д/з.

Умение осуществлять анализ выполненной работы.

3.Актуализация опорных знаний и жизненного опыта учащихся. Постановка учебной задачи.

– Действует ли на все жидкости на Земле сила тяжести?

-объяснить явление давления внутри жидкости.

-как зависит давление в жидкости от глубины погружения тела в жидкость

Дает возможность учащимся объяснить одноклассникам некоторые понятия.

Вопрос запуска постановки учебной задачи.

-Знаете ли вы, как рассчитать давление (от чего может зависеть) давление жидкости на дно и стенки сосуда?

-для чего необходимо знать давление в жидкости.

Формулирует учебную задачу:

-Исследовать вопрос расчета давления на дно и стенки сосуда.

Отвечают на вопросы. Выступают перед классом.

-Да

-давление в жидкости обусловлено ударами молекул о дно и стенки сосуда.

– давление увеличивается по мере увеличения глубины погружения

Осознают важность решения поставленной учебной задачи.

Развивать навыки целеполагания.

4.Сообщение темы. Постановка цели и задач урока.

Сообщает тему урока. Организовывает совместное с учащимися формулирование цели и задач урока.

-что от вас сегодня ожидается на уроке?

-чему нужно научиться?

-Какие цели и задачи урока вы бы предложили?

Записывают в тетрадь тему урока. Участвуют в формулировании целей и задач урока:

-усвоить знания о давлении жидкости, на которую действует сила тяжести;

-научиться решать задачи на расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.

-определить практическое значение давления в жидкости

Формировать умения принимать и сохранять учебную задачу.

5.Мотивирование к учебной деятельности.

Создает условия для мотивирования учебной деятельности:

-как изучаемая тема поможет мне в повседневной жизни?

-почему я буду активно работать на уроке?

Отвечают на поставленные вопросы.

Выражать свои мысли. Развивать навыки самомотивации.

6.Решение задач на данную тему.

Организует обсуждение и решение задач по теме расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда.

Задание 1

В каком сосуде давление воды на дно сосуда наибольшее ( рис. 1)?

Задание 2

На рисунке 2 приведены результаты двух опытов по изучению давления, создаваемого столбом жидкости. Какие выводы можно сделать по результатам данных опытов?

Задание 3

Определить давление керосина на дно цистерны, если высота столба керосина 15 м

Задание 4

Каково давление вертикального столбика ртути высотой 760 мм?

Задание 5

Давление, развиваемое насосом водонапорной башни, равно 500 кПа. На какую высоту сможет поднимать воду такой насос?

Задание 6

Какой высоты столбик спирта производит такое же давление, как и столбик бензина, высотой 16см?

Задание 7

Вычислите давление воды на стенку плотины на глубине 5 м?

Задание 8

Плоскодонная баржа получила пробоину в дне площадью 200см2. С какой силой нужно давить на пластырь, которым закрывают отверстие, чтобы сдержать напор воды на глубине 1,8 м?

Экспериментальная задача.

Выполняют школьники по желанию и при наличии времени.

Рассчитайте, какое давление оказывает спичечный коробок.

Рассчитать давление, какое оказывает школьный стул на пол.

Принимают участие в обсуждении задач , делают записи в рабочих тетрадях.

1.одинаково.

2.т.к.высоты разные, то там ,где высота больше, там и давление больше;

Т.к. плотности разные, то там, где плотность больше, там и давление больше.

3.решение:

p=gph

p=10 н/кг*800 кг/м3*15 м = 120000Па=120кпа.

4. решение:

p=gph h=0,760м

р=10*13600*0,760=103360(Па)

5. p=gph , h=р/gр

h=500000Па/10*1000=50(м)

Ответ:50м

6. решение.

p=gph , h=р/gр ; р=10*710*0,16= 1136Па.

h=1136Па/10 н/кг*800кг/м3=0,142 м

Ответ:0,142 м

7. решение.

Р1=gph=10*1000*5=50000(Па)

Ответ: р2=50000Па

8. решение.

p=gph=10*1000*1,8=18000(Па)

р=F/S; F=p*S;

F=18000*0,02=360(Н)

Ответ: F=360H

Выражать свои мысли в соответствии с задачей.

7.Подведение итогов урока. Рефлексия.

Организация подведения итогов урока обучающимися. Побуждает учащихся к размышлению над вопросами:

-что сегодня на уроке у меня лучше всего получалось?

-какой материал остался для меня непонятным?

-какими вопросами по физике я заинтересовался?

-как бы я оценил свою работу на уроке?

Подводят итоги своей работы на уроке.

Проводят самооценку, рефлексию.

Отслеживать цель учебной деятельности.

8.Домашнее задание

Повт.п.40,упр.17(2,3) ,стр.120 (по желанию). Помогает учащимся выбрать задания из учебника, задачника, по заранее подготовленным карточкам. Обращает внимание на возможности и способности учащихся.

Выбирают задания, которые будут выполнять дома. Записывают домашнее задание в тетрадь.

Формировать навыки самоорганизации.

Источник