Методический анализ темы «Давление твердых тел, жидкостей и газов» (25 часов) Узловые вопросы темы: 1. Давление твердого тела на твердое тело. 2. Давление извне на газ или жидкость. 3. Весовое давление (жидкость, атмосферное давление) 4. Тело в весомой жидкости, газе

Знания: Физические величины: давление, давление жидкости, выталкивающая сила, нормальное атмосферное давление. Закон Паскаля. Физические явления: давление газа, атмосферное давление, плавание тел. Приборы и установки: сообщающиеся сосуды, гидравли- ческие машины, барометр-анероид, манометр, жидкостный насос. Умения: применять знания о строении жидкостей и газов для объяснения закона Паскаля; применять знания об архимедовой силе на практике; объяснять устройство и уметь пользоваться барометром; рисовать схему и объяснять действие гидравлической машины, сообщающихся сосудов; решать задачи на применение закона Паскаля, расчет архимедовой силы, давления, поведения тел в жидкости. Знания и умения, формируемые в теме:

Связь между темами, структура раздела давление закон Паскаля закон Архимеда весомая жидкость, газ атмосферное давление гидравлические машины, пневматические машины плавание тел

1. Основные элементы понятия давления Род – скалярная физическая величина Вид – характеризует действие силы на поверхность Словесное определение Определительная формула: Существенные признаки: зависит от силы, направленной перпендикулярно на поверхность, от ее площади (эксперимент, житейский опыт) Единицы измерения Применение на практике Решение задач

Методические рекомендации к изучению темы «Давление газа» Углубление представлений о молекулярном строении газов; Формирование первоначальных представлений о статистическом характере давления; Опытное изучение зависимости давления газа от температуре при постоянном объеме и массе газа, объяснение на основе молекулярных представлений

Опытное изучение зависимости давления газа от объема при постоянной температуре и массе газа; а) Объяснение с молекулярной точки зрения; б) постановка опыта

Способы создания давления на жидкость и газ а) весовое давление; б) давление извне на поверхность неподвижной жидкости: в) давление извне на движущуюся жидкость (гидродинамика)

2. а)Объяснение передачи давления жидкостью или газом с молекулярной точки зрения 1.Молекулы жидкости, так же как и молекулы газа перемещаются внутри жидкости, изменяя свое положение. Они подвижны, поэтому расположены равномерно по всему объему. 2.При действии силы на поршень, в начальный момент концентрация молекул около поршня больше, чем в других местах. 3.Вследствие подвижности молекул очень быстро их распределение выравнивается. Концентрация увеличилась во всем объеме, значит, давление одинаково возросло во все объеме.

Блез Паскаль ( )- великий французский философ, математик, физик. Сформулировал закон передачи давления газами и жидкостями, вывел формулу давления жидкостей, вывел принципы действия гидравлических машин. 2б). Закон Паскаля: давление, оказываемое на жидкость или газ передается по всем направлениям одинаково Опыты, объясняемые законом Паскаля

Сравнение передачи давления жидкостью и твердым телом Жидкости передают давление по всем направлениям одинаково, твердые тела передают давление в направлении действующей силы. h1h1 H

3. К изучению темы «давление в жидкости и газе» (весовое давление) Вывод формулы и опыты по гидростатическому давлению Гидростатический парадокс Паскаля

Демонстрация гидростатического давления Опыт Торричелли для давления жидкости Прижатая к дну пластинка отпадает, когда высота жидкости в трубке сравнивается с высотой уровня воды в сосуде

Тема «сообщающиеся сосуды». Решаемые вопросы: а) Почему жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне? б) Всегда ли это происходит? Закон сообщающихся сосудов: В сообщающихся сосудах любой формы и сечения поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне Сосуды соединенные между собой в нижней части и открытые в верхней называются сообщающимися сосудами. - Пусть в правой части высота уровня жидкости относительно выбранной линии больше в левой, значит давление Р2 > Р1; - Жидкость переливается влево до тех пор, пока не сравняются уровни, а значит и давления.

Всегда ли выполняется закон? Вывод формулы связи плотности жидкостей с высотой столба H2 H1 При равенстве давлений высота столба жидкости с большей плотностью будет меньше столба жидкости с меньшей плотностью

Случаи нарушения закона сообщающихся сосудов a а) при движении жидкости; б) в случае, когда одно колено является капиллярной трубкой; в) при движении сообщающихся сосудов с ускорением; г) при разнородных жидкостях; д) при разных давлениях над поверхностями жидкостей.

Установки (манометры, поршневые жидкостные насосы, гидравлический пресс), объясняемые законом Паскаля и давлением жидкости:

Содержание темы «Атмосферное давление» 40. Вес воздуха. Атмосферное давление. 41. Почему существует воздушная оболочка Земли. 42. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли 43. Барометр-анероид 44. Атмосферное давление на различных высотах § § § § § Эванджелиста Торричелли ( ), знаменитый итальянский физик, ученик Галилея, открыл атмосферное давление.

Опытное доказательство веса воздуха (опыт Галилея) а) шар уравновешивается на рычажных весах. б) воздух откачивается из колбы и крепко закрывается пробкой; в) колба снова укрепляется к чашке весов. Равновесие чашек нарушено. Разница в массе случая а) и случая в) дает массу воздуха в шаре.

Объяснение атмосферы с молекулярной точки зрения. Признак атмосферного давления – прижимающая поверхность сила, условие – вес воздуха, причина – притяжение молекул воздуха к Земле и их тепловое, беспорядочное движение 3. Опыт Торричелли. Расчет атмосферного давления

Опыт Герике (бурмистр города Магдебурга) по доказательству существования атмосферного давления (старинная гравюра)

Учебный транспарант по изучению опыта Торричелли Барометры Изменение давления с высотой

Эксперименты и устройства, доказывающие атмосферное давление Эксперименты и установки(манометры, поршневые жидкостные насосы, гидравлический пресс): а) Вода поднимается за поршнем; б) Действие насосов объясняется атмосферным давлением. в) Атмосферное давление не дает воде пролиться из стакана. г) Магдебургские шары, с помощью которых в XVII веке подтвердили существование атмосферного давления а) г) б) в)

4. Тело в весомой жидкости или газе (10 уроков) Содержание темы: §48. Действие жидкости и газа на погруженные в них тела. §49. Архимедова сила. §50. Плавание тел. §51. Плавание судов. §52. Воздухоплавание. Лабораторная работа «Определение выталкивающей силы, действующей на погруженное в жидкость тело». Лабораторная работа «Выяснение условий плавания тела в жидкости». Решение задач. Контрольная работа

Методика изучения закона Архимеда и следствий из него Древнегреческий мыслитель, механик, астроном, военный инженер, физик. Основоположник статики как раздела механики, сформулировал основные положения гидростатики, условия плавания тел, существование выталкивающей силы в весомой жидкости. Архимед (287 – 212 г.до н.э.)

Дедуктивное изучение темы: самостоятельный расчет выталкивающей силы Рассчитать, на сколько больше давит жидкость на нижнюю грань бруска, чем на верхнюю? Жидкость – … (задать) Объем бруска - … (задать) Площадь сечения бруска - … (задать) Глубина погружения верхней части – … (задать) Давление на верхнюю грань - … (рассчитать) Давление на нижнюю грань – … (рассчитать) Сила давления на верхнюю грань, F1 – … (рассчитать) Сила давления на нижнюю грань, F2 – … (рассчитать) F2 – F1 = … (рассчитать, сделать вывод) h2h2 h1h1 H h1h1 H

Вывод формулы выталкивающей силы F2F2 F1F1 FAFA H F2 > F1 FA = F2 - F1 FA = FA = Pж Выталкивающая сила равна весу жидкости в объеме этого тела h2 h1

Последовательность постановки опыта с ведерком Архимеда а) Определить вес тела в воздухе. Отметить показание динамометра. б) Определить вес тела в воде. Отметить показание динамометра. Вывод: на тело действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх. в) Налить в полый цилиндр воду, объемом равным объему сплошного цилиндра. г) Наблюдать за растяжением пружины и отметить его. Вывод: выталкивающая сила равна весу вытесненной воды.

Демонстрации по варьированию существенными и несущественными признаками Архимедовой силы » » б) » в) г) д) а) уравновесить на рычаге два тела одинаковой массы и объема; б) изменять глубину погружения в жидкость груза 2; в) опустить груз 2 в другую жидкость; г) заменить груз 2 на груз большего объема, но такой же массы; д) заменить груз 2 на груз такого же объема, но другой массы. По каждому опыту сделать вывод. а 1 2

Углубление понятия «сила Архимеда»: выталкивающая сила в газах, воздухоплавание, подъемная сила Демонстрация выталкивающей силы в воздухе Современные аэростаты и дирижабль Подъемная сила – сила тяжести груза, который может поднять аэростат:

Методические рекомендации по изучению плавания тел (сравнение сил, сравнение плотностей) v v тонет в равновесии всплывает а) при тело тонет; б) при тело находится в жидкости в равновесии; в) при тело всплывает.

Плотность льда 900 кг/м3 – плавает, погрузившись на 9/10 объема в воду Средняя плотность аэростатов уменьшается за счет нагревания воздуха внутри него

Учебный транспарант по плаванию тел Картезианский водолаз ареометр

Не будешь готовиться к семинарским занятиям, будешь мыть сапоги и каску в Индийском океане! Однозначно!!!