"Вес воздуха. Атмосферное давление. Физика 7 кл."

Автор: Романова Светлана Юрьевна
Должность: учитель физики
Учебное заведение: МБОУ ТР СОШ №2
Населённый пункт: г.Торопец
Наименование материала: конспект урока с презентацией
Тема: "Вес воздуха. Атмосферное давление. Физика 7 кл."
Дата публикации: 02.03.2016







Вернуться назад       Перейти в раздел





Текстовая часть публикации


Сценарий урока

по теме «Вес воздуха. Атмосферное давление» (7 класс)

Цель урока:
сформировать понятие атмосферного давления, раскрыть его природу, ознакомить школьников с явлениями, вызванными действием атмосферы.
Задачи:

– образовательные:
из курса географии вспомнить общие понятия атмосферы и атмосферного давления; рассмотреть причины, создающие атмосферное давление, экспериментально доказать его наличие; обосновать существование веса воздуха;
– развивающие:
развивать умение выделять главное, аргументировать свой ответ, приводить примеры, формулировать выводы, анализировать и систематизировать предлагаемую информацию, давать полный развёрнутый ответ; способствовать овладению методами научного исследования (проводить самостоятельно эксперимент и делать выводы на основе анализа общих и отличительных черт объектов);
– воспитательные:
создать условия для положительной мотивации при изучении физики, используя разнообразные приемы деятельности, сообщая интересные сведения; показать взаимосвязь атмосферного давления со здоровьем и жизнедеятельностью человека; формировать умение работать в парах, включаться в диалог друг с другом.
Тип урока:
комбинированный.
Методы обучения:
эвристический, объяснительно-иллюстративный, проблемный, демонстрации и практические задания, решение задачи физического содержания.
Необходимое техническое оборудование:
компьютер, проектор, экран; приборы для демонстрации опытов, доказывающих существование атмосферного давления: стакан с водой, лист бумаги, два одинаковых воздушных шара, весы; оборудование для фронтального эксперимента: медицинские шприцы, стаканы с водой; «Магдебургские полушария»
ХОД УРОКА

I. Организационная часть.
Приветствие, проверка готовности к уроку, эмоционального настроя.
II. Целеполагание и мотивация.
На экране написаны два слова:
мироколица и колоземица
. Сл.№1 Ребята, кто-нибудь из вас знает, что они означают?(дети предлагают свои ответы) Хорошо! Тогда еще вопрос.Сл.№2 « Есть ли, дети, одеяло Чтоб всю Землю укрывало? Чтоб его на всех хватило Да притом не видно было? Ни сложить, ни развернуть, Ни пощупать, не взглянуть? Пропускало б дождь и свет
Есть, а вроде бы и нет?» -О чем идет речь?- атмосфера.
Мироколица и колоземица
согласно В.И.Далю это и есть атмосфера. Хорошо, молодцы. А теперь посмотрите следующие опыты. 1. Возьмём два резиновых шарика. Надуем их и уравновесим на весах, Что в надутом шарике? А теперь проколем один шарик. Что мы видим? Выводы: надутый шарик тяжелее, значит, воздух имеет массу, а, следовательно, и вес. 2. «Яйцо входит в бутылку». Если в широкогорлую бутылку, например из-под кефира, опустить кусочек горящей бумаги или ополоснуть бутылку кипятком, а на горлышко положить сваренное вкрутую очищенное яйцо, то яйцо втягивается в бутылку. Бумажка погаснет, бутылка наполнится белым дымом, воздух расширится, лишняя часть выходит из бутылки. Внутри бутылки воздух остывает, давление уменьшается и под действием атмосферного давления яйцо входит в бутылку. -Как вы думаете, что заставило яйцо проникнуть внутрь бутылки? Выводы:Давление со стороны воздуха, атмосферы. Молодцы, а теперь скажите какова тема нашего урока и его цели? (Атмосфера. Атмосферное давление.) Действительно, тема урока :
Вес воздуха.

Атмосферное давление.

(записывают в тетрадь)
Сл.№3 Цель урока : убедиться в существовании атмосферного давления и научиться использовать полученные знания для решения физических задач. Ребята, если вы поработаете на уроке плодотворно, то сможете ответить на многие вопросы: Почему нас воздух не может раздавить своим весом? Как мы пьем? Дышим? П очему люди не чувствуют давление атмосферы, но при этом его резкие изменения неблагоприятно сказываются на их самочувствии и здоровье?
III. Актуализация знаний.
Прежде, чем приступить к новой теме вспомним понятия, которые изучили на прошлых уроках и знание которых пригодятся нам сегодня на уроке. Откройте оглавление учебника, глава «Давление твердых тел, жидкостей и газов». По порядку читаем название темы параграфа и даем определение основных понятий: давление, единица измерения давления, способы уменьшения давления, способы увеличения давления, вес, единица измерения веса, закон Паскаля, свойства газов, давление газа, гидростатическое давление. Молодцы! А теперь из курса географии давайте вспомним: 1. Что такое атмосфера, каково её строение? (воздушная оболочка Земли).
2. Назовите слои атмосферы (и оносфера, термосфера, стратосфера, тропосфера) .Сл.№4 3. Какие физические характерис тики атмосферы вам известны из курса географии? (в лажность, температура, плотность, давление). 4. Какие из этих величин изменяются с высотой? (температура, плотность, давление). 5. Где находится основная масса воздуха? (в нижнем слое). 6. В каком слое воздух наибо лее сжатый и плотный? Почему? (в тропосфере, количество молекул в этом слое больше, а чем выше слой, тем воздух более разреженный ). 7. Как вы думаете, что произошло бы с атмо сферой Земли, если бы не было силы земного притя жения? (она бы улетела).
IV.

Первичное усвоение новых знаний. Первичная проверка

понимания.
Итак, наша Земля окутана невидимым воздушным одеялом, которое простирается вверх на несколько тысяч километров. Учащиеся формулируют и записывают в тетрадь определение атмосферы.
Воздушная оболочка, окружающая Землю, называется атмосферой
.
(от греческих слов "атмос"- пар и "сфера" - шар).
Сл.№5 Что входит в состав воздуха?
Ответ:
В состав воздуха входят азот (78%), кислород (21%) и некоторые другие газы. Послушайте, как атмосферу описывают космонавты.Сл.№6 Атмосфера оживляет Землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные, человек - все живет в атмосфере и благодаря ей. Земля плавает в воздушном океане; его волны омывают как вершины гор, так и их подножья, а мы на дне этого океана, со всех сторон им охваченные. "Ни кто иной, как она покрывает зеленью наши поля и луга, питает и нежный цветок, которым мы любуемся, и грандиозное многовековое дерево, запасающее работу солнечного луча для того, чтобы отдать нам ее впоследствии". Так поэтично писал об атмосфере французский астроном 18 в. Амилл Фламмарион. Советским космонавтам удалось посмотреть, как выглядит атмосфера Земли со стороны. Вот как описал увиденное сквозь иллюминаторы корабля "Восток-2" летчик- космонавт Герман Степанович Титов: "Горизонт Земли окружен ореолом нежно-голубого цвета, который постепенно темнеет, становясь бирюзовым, синим, фиолетовым и, наконец, переходит в черный цвет". Таков океан атмосферы, на дне которого мы живем. Атмосфера не имеет четкой верхней границы. Вследствие действия силы тяжести, верхние слои воздуха, подобно воде в океане, сжимают нижние слои, в результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха.
- А почему атмосфера “не оседает” на поверхность Земли?
(Молекулы газов, составляющих атмосферу, движутся непрерывно и беспорядочно)
Оказывается, чтобы покинуть Землю, они должны обладать скоростью не меньше 11,2 км/с, это вторая космическая скорость. Большинство молекул имеют скорость меньше 11,2 км/с. Сл.№7 Опытами установлено, что при температуре 0 ° С и нормальном атмосферном давлении масса воздуха объёмом 1 м 3 равна 1,29 кг, т.е. плотность воздуха 1,29 кг/ м 3 . Масса 1м³ воздуха: А) на уровне моря – 1 кг 293г Б) на h= 12 км – 310 г В) на h=40 км – 4г
С высотой плотность воздуха уменьшается.
Давайте вычислим вес воздуха объёмом 1 м 3 . Дано: СИ Решение: m=1,29 кг Ρ=m*g g=9,8 Н/кг Ρ=1,29 кг*9,8 Н/кг=12,642 Н Ρ-? …Н Ответ: 12,642 Н Давайте попробуем дать определение атмосферному давлению (ученики высказывают свои мнения). Итак,
атмосферное давление – это давление, оказываемое

атмосферой Земли на земную поверхность и на все тела, находящиеся на

ней.
Сл.№8 Но мы на себе давление воздуха не ощущаем. Так существует ли оно? Докажем существование атмосферы и атмосферного давления на опытах, а в этом помогут нам сами учащиеся.
Опыт 1.
Наполним обыкновенный стакан до краёв водой. Накроем его листком бумаги так, как это показано на рисунке. Плотно прикрыв его рукой, перевернём бумагой вниз. Осторожно уберём руку, держа стакан за дно. Вода не выливается. Почему это происходит? Ответ: Воду удерживает давление воздуха. Давление воздуха распространяется во все стороны одинаково (по закону Паскаля), значит, и вверх тоже. Бумага служит только для того, чтобы поверхность воды оставалась совершенно ровной.
Опыт 2.
Как достать из воды монету, не намочив пальцев? Положите монету на большую плоскую тарелку. Налейте столько воды, чтобы она покрыла монету. А теперь предложите гостям или зрителям достать монетку, не намочив при этом пальцев. Для проведения опыта необходим еще стакан и несколько спичек, воткнутых в плавающую на воде пробку. Зажгите спички и быстро накройте плавающий горящий кораблик стаканом, не захватив при этом монетки. Когда спички погаснут, стакан наполнится белым дымом, а затем под ним сама собой соберется вся вода из тарелки. Монета останется на месте, и вы можете взять ее, не намочив пальцев. Ответ: Сила, вогнавшая воду под стакан и удерживающая ее там, на определенной высоте, - атмосферное давление. Горящие спички нагрели в стакане воздух, давление его возросло, часть газа вышла наружу. Когда
спички погасли, воздух снова остыл, но при охлаждении его давление уменьшилось, под стакан вошла вода, вгоняемая туда давлением наружного воздуха. Сл.№9
Опыт 3.
В 1654 году магдебургский бургомистр и физик Отто фон Герике показал на рейхстаге в Регенсбурге один опыт, который теперь во всём мире называют опытом с магдебургскими полушариями. Когда полушария сложили вместе, между ними поместили кожаное кольцо, не оставившее между полушариями даже малейшей щели. Затем с помощью насоса откачали воздух из пространства между полушариями. Какая же сила сжимала полушария, противодействуя силе шестнадцати коней? Ответ: Этой силой было действие атмосферного воздуха. Чем больше воздуха выкачивали из полости между полушариями, тем сильнее они сжимались снаружи атмосферным давлением. Оно, оставаясь постоянным, тем больше превышало давление внутри шара, чем меньше там оставалось воздуха.
Выводы:
учащиеся наблюдают за учителем, предлагают свои версии, приходят к выводу, что атмосферное давление на самом деле существует и оно давит на нас своим весом. Задача. Определить, какой вес имеет воздух, находящийся в кабинете физики, если длина комнаты – 8м, ширина – 6м, высота – 4м. Дано: СИ Решение: ρ =1,29 кг/ м 3 Ρ=ρ*V*g; V=abc; Ρ=ρ* abc *g; g=9,8 Н/кг Ρ=1,29 кг/ м 3 *8*6*4 м 3 * 9,8 Н/кг=2427Н V=8*6*4 м 3 Ρ-? …Н Ответ: 2427 Н Решая задачу, учащиеся приходят к ответу: объем ( V) комнаты – 192 м 3 , значит, в классе 192 м 3 воздуха. Он весит почти 1 � 4 тонны.
Как вы думаете, почему мы не чувствуем этот вес?
Действительно, мы не смогли бы выдерживать такую тяжесть, если бы ей не противостояло такое же давление внутри нашего тела. Следующий опыт поможет нам понять это. Механизм дыхания Сл.№10 Механизм дыхания человека заключается в следующем: мышечным усилием мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом атмосферное давление вталкивает туда порцию воздуха. При выдыхании происходит обратный процесс. Наш дыхательный аппарат действует то, как разрежающий насос, то, как нагнетательный.
Физкультминутка.
Сл.№11 Комплекс дыхательных упражнений. Играет тихая музыка, глаза учащихся закрыты, руки свободно лежат на парте. 1. Глубоко вдохнуть, задержать дыхание на 8 секунд и медленно выдохнуть. Это упражнение повторить 2 раза. 2. Воздух вдыхать небольшими отрывками. Задержать воздух на 8 секунд и медленно выдохнуть. Это упражнение повторить 2 раза.
3. Воздух вдыхать небольшими отрывками. Задержать воздух на 8 секунд и выдохнуть воздух небольшими выдохами. Это упражнение повторить 2 раза. 4. Вдохнуть воздух через нос, а выдохнуть через рот. Повторить 2 раза. 5. Подышать медленно 1 минуту.
V. Первичное закрепление новых знаний.
Сл.№12 Великий Аристотель говорил – сначала собирать факты, и только после этого связывать их мыслью. Давайте прислушаемся к его совету. На столах у вас есть стаканы с водой, шприц, монетка в блюдце, сок с трубочкой. Проделайте описанные эксперименты с этими предметами. То, что вы наблюдаете – заполните в следующую таблицу: Наблюдаемые явления Объяснение наблюдаемого явления весы
VI.Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их

коррекция.
Обсуждение полученных результатов.
Индивидуальная работа Тест с взаимопроверкой
1 вариант 1. Известно, что масса 1 м 3 воздуха на уровне моря при 0° С равна 1,29 кг. Каковы вес этого объёма воздуха и его плотность? А) 0,129 Н, 1,29 кг/ м 3 В) 12,9 Н. 1,29 кг/ м 3 Б) 1,29 Н, 1,29 кг/ м 3 Г) 12,9 Н, 0,129 кг/ м 3 2. Вычислите вес воздуха в помещении, объём которого 60 м 3 А) 77,4 Н Б) 774 Н, В) 7,74 кН, Г) 77,4кН 3. Какова причина существования атмосферного давления? А) Подвижность молекул В) Вес воздуха Б) Их подвижность Г) Его трение о землю 4. Как изменяется плотность воздуха с изменением высоты над поверхностью Земли? А) Увеличивается при подъёме Б) Не изменяется В) Уменьшается с возрастанием высоты 5. Почему атмосферное давление нельзя рассчитать, как давление жидкости, по формуле p=ρgh? А) Потому что плотность воздуха очень мала Б) Из-за того, что h – слишком большая величина: несколько тысяч километров
В) Из-за размытости границы воздушной оболочки (неопределенности значения h ) и изменения плотности воздуха. 2 вариант 1. Вследствие чего создается атмосферное давление? А) взаимного притяжения молекул воздуха Б) беспорядочного движения молекул воздуха В) взаимного отталкивания молекул воздуха Г) под действием силы тяжести верхние слои воздуха сжимают нижние слои. 2. Меняется ли атмосферное давление с увеличением высоты над поверхностью земли? А) нет Б) увеличивается В) уменьшается 3. Конец иглы медицинского шприца опущен в воду. Почему при вытягивании поршня шприца вода поднимается вслед за поршнем? А) давление под поршнем понижается, под действием атмосферного давления воздуха вода поднимается вверх Б) поршень своим движением увлекает воду В) молекулы воды притягиваются молекулами поршня. 4. Вычислите вес воздуха в помещении, объём которого 70 м 3 А) 903 кН Б) 90,3 Н В) 9,03 Н Г) 903 Н 5. Известно, что плотность воздуха на уровне моря при 0° С равна 1,29 кг/ м 3 . Каковы масса и вес воздуха в объёме 1 м 3 ? А) 1,29 кг, 0,129 Н В) 0,129 кг, 12,9 Н Б) 1,29 кг, 1,29 Н Г) 1,29 кг, 12,9 Н Ответы для взаимопроверки Сл.№13
VII. Подведение итогов урока.
Подведем итоги урока. Для этого восстановите предложения, заполнив пустографки. Сл.№14 1. Вокруг Земли существует ______, которая удерживается благодаря ______ . 2. Воздух имеет ___ и давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней тела. 3. С увеличением высоты плотность атмосферы ___________ и давление _________. На следующих уроках мы продолжим тему атмосферного давления, мы узнаем, кто и каким способом измерил атмосферное давление, какими приборами можно измерить атмосферное давление, как определить высоту по значениям атмосферного давления.
VIII. Информация о домашнем задании, инструктаж по его

выполнению.
Сл.№15 Задание на дом: – § 40, 41; – задание №10 на стр.98 (1, 3, 4); – творческое желание (по выбору): применение знаний об атмосферном давлении в различных отраслях народного хозяйства.

IX. Рефлексия.
Сл.№16 Мы с вами прошли трудный путь от предположения о существовании атмосферного давления к доказательствам. Цели нашего исследования достигнуты. В ходе нашего исследования вы показали себя хорошими наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя все новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование. Наш урок подошёл к концу. Давайте ответим на вопрос: «Что тебе понравилось на уроке?».Предлагаются варианты ответов: ● Сегодня я узнал…  Было интересно узнать …  Было трудно…  Я понял, что…  Я научился…  Меня удивило…  Мне захотелось… Большое спасибо, ребята, за совместную работу Сл.№17
Приложения

Маршрутный лист___________________________________________ На столах у вас есть стаканы с водой, шприц, воздушный шарик и весы, сок с трубочкой. Проделайте описанные эксперименты с этими предметами. То, что вы наблюдаете – заполните в следующую таблицу:
Опыт №1
.Взвесьте на весах воздушный шарик. Затем немного надуйте его и снова взвесьте.
Опыт №2
. Возьмите шприц, опустите в стакан с водой и поднимите поршень в шприце.
Опыт №3
. С помощью трубочки проткните дырку в пачке сока и попытайтесь попить сок без трубочки. Затем повторите попытку с помощью трубочки. Наблюдаемые явления Объяснение наблюдаемого явления весы 1 вариант
1. Известно, что масса 1 м 3 воздуха на уровне моря при 0° С равна 1,29 кг. Каковы вес этого объёма воздуха и его плотность? А) 0,129 Н, 1,29 кг/ м 3 В) 12,9 Н. 1,29 кг/ м 3 Б) 1,29 Н, 1,29 кг/ м 3 Г) 12,9 Н, 0,129 кг/ м 3 2. Вычислите вес воздуха в помещении, объём которого 60 м 3 А) 77,4 Н Б) 774 Н, В) 7,74 кН, Г) 77,4кН 3. Какова причина существования атмосферного давления? А) Подвижность молекул В) Вес воздуха Б) Их подвижность Г) Его трение о землю 4. Как изменяется плотность воздуха с изменением высоты над поверхностью Земли? А) Увеличивается при подъёме Б) Не изменяется В) Уменьшается с возрастанием высоты 5. Почему атмосферное давление нельзя рассчитать, как давление жидкости, по формуле p=ρgh? А) Потому что плотность воздуха очень мала Б) Из-за того, что h – слишком большая величина: несколько тысяч километров В) Из-за размытости границы воздушной оболочки (неопределенности значения h ) и изменения плотности воздуха. 2 вариант 1. Вследствие чего создается атмосферное давление? А) взаимного притяжения молекул воздуха Б) беспорядочного движения молекул воздуха В) взаимного отталкивания молекул воздуха Г) под действием силы тяжести верхние слои воздуха сжимают нижние слои. 2. Меняется ли атмосферное давление с увеличением высоты над поверхностью земли? А) нет Б) увеличивается В) уменьшается 3. Конец иглы медицинского шприца опущен в воду. Почему при вытягивании поршня шприца вода поднимается вслед за поршнем? А) давление под поршнем понижается, под действием атмосферного давления воздуха вода поднимается вверх Б) поршень своим движением увлекает воду В) молекулы воды притягиваются молекулами поршня. 4. Вычислите вес воздуха в помещении, объём которого 70 м 3 А) 903 кН Б) 90,3 Н В) 9,03 Н Г) 903 Н 5. Известно, что плотность воздуха на уровне моря при 0° С равна 1,29 кг/ м 3 . Каковы масса и вес воздуха в объёме 1 м 3 ? А) 1,29 кг, 0,129 Н В) 0,129 кг, 12,9 Н Б) 1,29 кг, 1,29 Н Г) 1,29 кг, 12,9 Н