Задачи по физике давление на дно и стенки сосуда

Урок физики в 7 классе по теме

«Решение задач на давление жидкости на дно и стенки сосуда»

Урок-путешествие, Урок первичного закрепления материала. Урок решения задач.

I. Организационный момент Слайды №1, №2

Учитель:Здравствуйте, ребята. Слышите, шумит морской прибой? (Звучит запись морского прибоя) А на причале нас уже ждёт корабль. Вы готовы к путешествию? Мы с вами совершим сегодня увлекательное путешествие в страну знаний, а чтобы путешествие было удачным, вам нужно на практике применить все знания, полученные при изучении темы «Давление». Но сначала проверим, не забыли ли вы захватить с собой багаж.

II. Актуализация ранее изученных знаний

Учитель проводит фронтальный опрос: (Двое учащихся за 1-й партой отвечают на вопросы теста) Ответы к вопросам теста:1. 10 000 Па; 2. Давление одинаково; 3. 78м

1. От чего зависит результат действия силы?

2. Что такое – давление?

3. Записать на доске формулу, по которой вычисляют давление, выразить из неё другие величины.

4. Поясните значение величин, входящих в эту формулу.

5. В каких единицах измеряют давление?

6. Какими свойствами обладают газы и жидкости?

7. Чем объяснить давление газа на стенки сосуда, в котором он находится?

8. Как можно увеличить давление воздуха внутри воздушного шарика?

9. Как передаётся давление в жидкостях и газах?

10. Чем это объяснить?

11. Каким образом создаётся давление в жидкостях?

12. Как изменяется давление жидкости с глубиной?

13. Что вы можете сказать о давлении жидкости на одном уровне?

14. От чего зависит давление жидкости?

15. Запишите формулу, по которой можно рассчитать давление жидкости на дно сосуда, выразите из неё другие величины.

16. Поясните, что означают буквы в этой формуле.

17. Как давление жидкости зависит от плотности жидкости и от высоты столба жидкости?

Все учащиеся заносят первые результаты работы в бортовой журнал в соответствии с критериями.

III. Решение задач: Слайд №3

Учитель: В-основном, багаж с собой, срочно на корабль, начинается отлив, мы отплываем! Откроем наши бортовые журналы, запишем дату нашего отправления и обозначим цель нашего путешествия. Как вы думаете, с какой целью мы сегодня будем путешествовать?

Целеполагание: Правильно, мы должны за время путешествия узнать что-то новое, интересное, научиться применять на практике наши знания, то есть, научиться решать задачи по теме «Давление жидкости на дно и стенки сосуда». А, значит, тема нашего урока «Решение задач». Счастливого плавания!

Проблема: Слайд №4

Что это такое? Полундра! В подводной части нашего судна на глубине 2 метра появилась пробоина площадью 0,5м2. Как быть? Нужно срочно что-то делать. Ваши предложения. Нам даже нечем заделать пробоину. У нас есть только кусок паруса размером 1м2.

Учащиеся предлагают пути решения этой проблемы.

Учитель: Молодцы, вы хорошо придумали! Но для верности рассчитаем силу, с которой будет прижиматься кусок паруса к пробоине силой давления морской воды:

Ученик решает задачу у доски: Чем давление отличается от силы давления?

Решение: p = F/S;F = pS F = S =1030 кг/м3/кг2м0,5м2= 10300 Па

Проверьте, ребята, решение и ответ – на экране Слайд №5

Учитель:Молодцы, ребята, благодаря вашему верному решению задачи корабль удалось починить. Мы продолжаем наше путешествие. Прямо по курсу терпит бедствие баржа, на борту которой находится цистерна с нефтью. Мы с вами можем спасти баржу, если решим задачу самостоятельно в тетрадях: Слайд №6

Ученики решают задачу самостоятельно в тетрадях: Определите давление нефти на дно цистерны, если уровень её находится в 10 метрах от дна. Плотность нефти 800 кг/м3.

Решение: p= 800 кг/м3/кг 10м = 80 000 Па.

Учитель:Работа в парах: А теперь поменяйтесь тетрадями и проверьте решение задачи. Слайд №7

Молодцы, ребята, вы не только спасли баржу от кораблекрушения, но и предотвратили экологическую катастрофу, грозящую нашему морю нефтяным загрязнением. Обсуждение проблем экологии. Дискуссия.

Ребята, как вы думаете, что бы произошло, если бы мы не успели предотвратить эту катастрофу? Стенки цистерны с нефтью рассчитаны на давление атмосферы. Если бы произошло погружение баржи на дно моря, давление бы значительно возросло, прочность металлической оболочки цистерны не рассчитана на давление, которому она подверглась бы на дне моря. Рассчитаем давление жидкости на дно мензурки на практике. Работаем в парах.

Работа в парах: Слайд №8

У вас на столах стоят мензурки с водой. Ваша задача – измерить давление, производимое водой на дно мензурки. Что вам нужно для измерения этих величин? Линейка, значение плотности воды и коэффициент g. Где вы можете взять значение плотности воды? В таблице плотностей на парте. Результаты измерений и вычислений занесите в свой бортовой журнал:

Учитель: Справились? А теперь сравним полученные результаты измерений. (Отчёт исследовательских групп) Сделаем выводы: какова зависимость между высотой жидкости и её давлением?

Учитель: Кто из вас не мечтал увидеть подводный мир воочию! И теперь, ребята, нам предстоит подводное погружение. Слайд №9

Перед погружением необходимо выполнить дыхательную гимнастику Включить музыку!

(Учащиеся, стоя за партами, выполняют дыхательную гимнастику.): Слайд №10

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)

Учитель: Ну вот, теперь вы готовы к погружению. Осталось выбрать оборудование. А чтобы правильно выбрать оборудование по таблице, необходимо определить глубину погружения. Для этого решим задачу по карточке. Решение задач по карточкам. Слайд №11

1. На какой глубине давление воды в море равно 9,8 МПа?

Решение:h= p/ρgh=9800000Па/1030кг/м310Н/кг 952 м

2. На какой глубине давление воды в море равно 412 кПа?

Решение:h= p/ρgh=412000Па/1030кг/м310Н/кг = 40 м

3. На какой глубине давление воды в море равно 4,12 МПа?

Решение:h= p/ρgh=4120000Па/1030кг/м310Н/кг = 400 м

4. На какой глубине давление воды в море равно 2,575 МПа?

Решение:h= p/ρgh=2575000Па/1030кг/м310Н/кг = 250 м

5. На какой глубине давление воды в море равно 10,3 кПа?

Решение:h= p/ρgh=10300Па/1030кг/м310Н/кг = 1 м

Учитель: Слайд №12

А теперь определимся с группой погружения. Сейчас встают те, кто выбрал трубку для дайвинга, акваланг, водолазный скафандр, подводную лодку и батисферу. Набрали воздух. Погружаемся.

Определимся с географией. Ребята, мы на дне Керченского пролива. Слайд №13 Где он находится? Правильно, в Чёрном море. По-моему, недалеко мост через пролив строится. Он уже почти готов. Какие берега соединяет этот мост? А Крым на территории какой страны находится? Верно, 18 марта 2014 года по результатам референдума Крым вошёл в состав России. Кто из водолазов испытывает большее давление?

Учащиеся отвечают на поставленный вопрос.

Учитель:Молодцы. Посмотрите на дно. Вода очень прозрачная, на дне видим огромную рыбу. Она круглая, плоская и глаза у неё с одной стороны. Что это за рыба? Правильно! А как правильно ставить ударение? Молодцы. А почему она такой формы? Верно, она живёт на большой глубине.

Задача про камбалу или камбалу? Слайд №14

На глубине 900 метров при погружении обнаружили камбалу площадью 3 м2.. Определите силу давления морской воды на поверхность камбалы.

Решение: p= F/S;F= pS F= S=1030 кг/м3/кг 900 м 3 м2 = 27810000 Па = 27,81 МПа Слайд №15

Теперь понятно, почему камбала такая плоская?

Учитель:Мы с вами путешествовали по Чёрному морю. А теперь вспомним об Азовском море. Где расположено Азовское море?! Молодцы, знаете географию! Как вы думаете, во всех ли морях вода имеет одинаковую плотность? А от чего зависит эта величина? А теперь найдём плотность воды в Азовском море. Слайд №16

Какова плотность воды в Азовском море, если на глубине 5 метров аквалангист испытывает давление, равное 51 кПа.

Решение:ρ = p/ hg=51000Па/5м10Н/кг = 1020кг/ м3

Сравните его с табличным значением. Слайд №17

Какую силу давления испытывает каждый квадратный метр площади поверхности вашего водолазного костюма при погружении в морскую воду на глубину 10 метров?

Решение: p= 1030 кг/м3/кг 10м = 103 000 Па = 103 кПа

Учитель:Ребята, нам пора возвращаться в наш родной порт. Наше путешествие приближается к концу. Ребята, вспомним, какие задачи мы ставили перед собой перед отплытием. (показать.) Проверим, достигли ли мы того, к чему стремились. Для этого ответьте на вопросы в ваших бортовых журналах. Слайды № 18,19,20,21,22

Проверьте правильность выполненных заданий и оцените свою работу в соответствии с критериями.

1.D 2.D 3.C 4.A 5.C

Слайд № 23

Надеюсь, путешествие было полезным и плодотворным. Прошу вас выполнить последнее задание и сдать свои бортовые журналы.

Домашнее задание – на слайде.

Домашнее задание: Упр. 17 № 2 и № 3; Задание № 1 на стр. 118. Слайд № 24

Рефлексия: Ребята, поделитесь, пожалуйста, своими впечатлениями о нашем путешествии.

Вопросы рефлексии: Слайд № 25

А теперь оценим наш урок:

1. Оценка урока:

– Понравилось ли тебе работать на уроке?______________________________

– Что было самым интересным? _________________________________

– Что оказалось самым трудным?_______________________________

– Чему ты научился?________________________________________

– Что узнал? __________________________________________-

– Чему удивился?________________________________________

– Что понял?_________________________________

– Что ещё хотел бы узнать?____________________________

– Чему хотел бы научиться?______________________________

– Какое открытие для себя сделал?

– Как ты думаешь, достиг ли ты цели, какую ставил в начале урока?___________________

– С каким настроением ты уходишь с урока?_____________________________

Счастливого плавания!Слайд № 26

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