Урок по физике в 7 классе

Косачева Галина Ивановна,
МБОУ СОШ имени М.Горького Холм-Жирковского района Смоленской области
Урок по физике в 7 классе
«Сообщающиеся сосуды. Гидростатический парадокс.
Практическое применение сообщающихся сосудов »
Цель урока:





формирование интеллектуальных умений анализировать, сравнивать, находить примеры
сообщающихся сосудов в быту, технике, природе;
овладение умениями проводить наблюдения явления, описывать и обобщать результаты
наблюдений, применять полученные знания для объяснения принципов действия
технических устройств, для решения физических задач;
развитие познавательных интересов, самостоятельности в приобретении новых знаний;
воспитание убежденности в возможности познания природы;
применение полученных знаний и умений для решения задач повседневной жизни.
Учащиеся должны
I уровень.


уметь опознавать сообщающиеся сосуды;
знать, как располагается однородная жидкость в сообщающихся сосудах.
II уровень.


уметь обосновывать расположение поверхностей однородной жидкости в сообщающихся
сосудах;
знать, как располагаются поверхности жидкости в сообщающихся сосудах с разной
плотностью.
III уровень.


уметь обосновывать расположение жидкости с разной плотностью в сообщающихся
сосудах;
уметь применять эти знания при решении задач.
Тип урока: урок усвоения новых знаний.
Оборудование:




Для учителя: стеклянные трубки, соединённые резиновой трубкой с зажимом, штативы,
сообщающиеся сосуды разной формы. Подкрашенная вода, керосин. Модель фонтана,
сообщающиеся сосуды разной формы, бытовые приборы (чайник). Рисунки различных
сообщающихся сосудов (шлюзы, сифон под раковиной, водопровод с водонапорной
башней…)
Для учеников: стаканы с водой, мензурки, бруски на нитке, линейки.
Рисунки - три вида чайников (правильный, в поднятым носиком, с носиком ниже главного
сосуда).
Презентация «Сообщающиеся сосуды вокруг нас»
План урока.
ЭТАП
ВРЕМЯ,
мин
ПРИЁМЫ И МЕТОДЫ.
1.
Введение
2
Беседа
2.
Экспериментальное задание.
8
Фронтальный эксперимент
3.
Подведение итогов фронтального эксперимента.
Постановка учебных проблем
4
Фронтальный опрос.
Сообщение учителя
4.
Изучение нового материала: исследование
расположения уровня жидкости в
сообщающихся сосудах
15
Беседа, эксперимент, записи
на доске, в тетрадях
5.
Применение сообщающихся сосудов в быту,
технике, природе.
7
Демонстрация фонтана,
презентация.
6.
Решение задачи на закрепление
6
Беседа, записи на доске и в
тетрадях
7.
Итоги урока. Домашнее задание.
3
Фронтальный опрос. Записи
задания на доске и в
дневниках.
Ход урока
1. Введение
На протяжении нескольких уроков мы изучаем давление, производимое жидкостями и
газами. Что было нами установлено? (Добиться ответов: жидкости и газы оказывают весовое
давление на дно и стенки сосудов, на все погруженные тела. Это давление зависит от плотности и
глубины.)
Сейчас вам предстоит выполнить задание. Если выполнение будет успешным, значит, вы
усвоили материал. Если возникнут трудности, то при дальнейшей работе на уроках постарайтесь
во всём разобраться.
2. Экспериментальное задание.
Оборудование на столах.
1 вариант
2 вариант
1. Рассчитайте давление воды на дно
стакана.
1. Рассчитайте давление воды на дно
стакана.
2. Изменится ли давление воды на дно
стакана, если в воду полностью погрузить
брусок? Ответ обоснуйте.
2. Изменится ли давление воды на дно
сосуда, если воду перелить из стакана в
мензурку? Ответ обоснуйте.
3. Подведение итогов фронтального эксперимента. Постановка учебных проблем
После того, как все работы собраны, обсуждается способ выполнения заданий:
1.
Достаточно было измерить глубину воды, чтобы рассчитать давление.
2.
Во втором задании увеличилась глубина жидкости, следовательно, увеличилось
давление воды на дно.
Мы с вами работали с сосудами различного объёма и формы, но на практике часто
встречаются сосуды, которые соединены между собой. Кроме того, в таких сосудах могут
находиться разные жидкости. Сегодня мы рассмотрим именно такие сосуды и получим
интересные выводы.
4. Изучение нового материала: исследование расположения уровня жидкости в
сообщающихся сосудах.
Сегодня речь пойдет о сосудах, с которыми встречаемся каждый день дома и в школе,
когда наливаем чай или поливаем цветы из лейки.
Демонстрация: Лейка, чайник. Такие сосуды получили название сообщающиеся сосуды
(Учащиеся записывают дату и тему урока в тетради).
Что общего у этих предметов?
Учащиеся. Вода, налитая, например, в чайник, стоит всегда в резервуаре чайника и в
боковой трубке на одном уровне. Боковая трубка и резервуар соединены между собой в нижней
части.
Правильно. Сообщающимися сосудами называют сосуды, соединенные между собой в
нижней части. (Учащиеся записывают определение в тетради).
Научное открытие свойства сообщающихся сосудов датируется 1586 г. (голландский
ученый Стевин). Но оно было известно еще жрецам древней Греции. Археологи обнаружили в
Грузии водопровод (XIII в), работающий по принципу сообщающихся сосудов.
Опыт: две стеклянные трубки соединены шлангом с зажимом. Вода только в одной трубке. Что
произойдёт, если открыть кран? (Добиться ответа: жидкость будет перетекать, пока давления
в трубках не выровняются. Речь идёт о давлениях, производимых жидкостью в трубках на
жидкость в шланге).
Опыт: две стеклянные трубки разной толщины соединены шлангом с зажимом. Вода в трубках
на одном уровне. Что произойдёт, если открыть кран? (Добиться ответа: жидкость не будет
перетекать, т.к. давления в трубках одинаковы).
Вывод: в сообщающихся сосудах любой формы однородная жидкость устанавливается на
одном уровне. Подтверждение вывода на модели сообщающихся сосудов.
Опыт: три сосуда разной формы (изучение гидростатического парадокса). Одинаковое ли
давление оказывает вода на дно этих сосудов, если вода в ней налита до одного уровня? Зависит
ли давление на дно сосуда от массы жидкости в сосуде? (Добиться ответа: давление одинаковое,
от массы жидкости в сосуде давление не зависит).
Вывод: в сообщающихся сосудах не масса жидкости, а высота столба жидкости, отвечает за
величину давления в жидкости. Этот факт обнаружил Б.Паскаль и назвал его «гидростатический
парадокс».
Опыт: в сообщающихся сосудах вода и керосин. Можно взять трубку для демонстрации
конвекции, налить в неё немного воды и доливая воду обсудить вопрос об уровне воды в двух
коленах этой трубки. Затем доливать керосин и обсудить вопрос об уровнях керосина и воды.
Сделать рисунок в тетради и вывести формулу отношения высот столбов разнородных жидкостей
в сообщающихся сосудах.
Покажем это теоретически, используя закон Паскаля и ранее изученный материал о давлении
жидкости
на
дно
сосуда
(делает
записи
и
рисунки
на
доске)
Выбираем за нулевой уровень горизонталь расположенную в однородной жидкости. Согласно
закону Паскаля давление на одном уровне одинаково в обоих сосудах. Значит в равновесии
давление столбика керосина р1, расположенного выше нулевого уровня, равно давлению столбика
воды
р1= р2, р1 = ρ1 g h1, р2 = ρ2 g h2, ρ1 g h1 = ρ2 g h2,
или
h1  2

h2  1
Вывод: неоднородные жидкости в сообщающихся сосудах находятся в равновесии, если
высоты их столбов обратно пропорциональны их плотностям.
5. Применение сообщающихся сосудов в быту, технике, природе.
Закон сообщающихся сосудов люди используют в разных технических устройствах:
водопроводах с водонапорной башней; водомерных стеклах; гидравлическом прессе; фонтанах;
шлюзах; сифонах под раковиной, “водяных затворах” в системе канализации. (Презентация)
Закон сообщающихся сосудов люди используют в быту (чайник, кофейник, лейка) (слайды
3-4).
В водомерном стекле парового котла, паровой котел (1) и водомерное стекло (3) являются
сообщающимися сосудами. Когда краны (2) открыты, жидкость в паровом котле и водомерном
стекле устанавливается на одном уровне, так как давления в них равны. (слайд 5-6)
Действие артезианских колодцев и гейзеров основано на законе сообщающихся сосудов.
(слайды 7-9)
Каскады падающей воды украшают многие города, а действуют фонтаны благодаря закону
сообщающихся сосудов. Виды знаменитых фонтанов Петергофа. (слайды 10-13).
Шлюз. Прежде чем обсуждать принцип действия шлюза, необходимо предложить
учащимся подумать о назначении этого сооружения, т.е. о том, чем вызвана необходимость его
применения. Если ученики не могут дать ответ, следует объяснить им, что шлюзы служат для
беспрепятственного прохождения судами тех мест судоходных рек, в которых имеются плотины и
пороги, а также, если отдельные участки канала лежат выше или ниже уровня рек, которые
соединяет канал (слайды 14-17)
Закон сообщающихся сосудов люди используют в водопроводах с водонапорной башней.
Водонапорная башня и стояки водопровода являются сообщающимися сосудами, поэтому
жидкость в них устанавливается на одном уровне. (слайды 18-19)
6.
Решение задачи (для закрепления).
1). В два сосуда налита вода. В каком сосуде давление на дно больше и на сколько, если
h1= 40 см, а h2 = 10 см? В каком направлении до каких пор будет переливаться вода, если
открыть кран ? (рисунок на доске)
Дано:
h1= 40 см
h2= 10 см
g = 9,8 Н/кг
ρ = 1000 кг/м3
СИ
0,4 м
0,1 м
p1 - ?
p2 - ?
Решение:
p = ρgh
p1 = 1000· 9,8 · 0,4 = 3920 (Па)
р2 = 1000 · 9,8 · 0,1 = 980 (Па)
р1 –р2= 3920 – 980 = 2940 (Па)
2940 Па = 2,94 кПа
Ответ: в левом сосуде давление больше на 2,94
кПа; вода будет переливаться из левого сосуда в
правый, пока уровень жидкости не станет
равным.
2). Можно ли заполнить доверху сосуды №1, №2, №3?
рисунок на доске
3) В каком колене трубки на находится
менее плотная жидкость?
рисунок на доске
7. Итоги урока. Домашнее задание
Учитель. Сегодня на уроке мы познакомились с сообщающимися сосудами, в которых
жидкость устанавливается на одном уровне. Мне очень интересно было работать с вами. Вы
показали отличный уровень подготовки к уроку. Теперь вы знаете, что закон сообщающихся
сосудов люди используют в разных технических устройствах: водопроводах с водонапорной
башней; водомерных стеклах; фонтанах; шлюзах; сифонах под раковиной, “водяных затворах” в
системе канализации.
Всем спасибо за работу. Записываем домашнее задание.
Обязательное: изучить §51 (Учебник, автор Г.Н.Степанова Физика 7 Создать
сообщающиеся сосуды, используя две бутылки и резиновую трубку.
Дополнительно: СБ-1 №994 (сильные)
Изготовить фонтан (желающие).
(Учащиеся записывают домашнее задание в дневники)