Тип урока: изучение нового материала
Вид урока: эвристическая беседа
Место урока: применение на практике знаний об измерении атмосферного давления
Цели урока:
Образовательно-развивающие:
1. Усвоение учащимися нового понятия: барометр-анероид
2. Применение учащимися опорных понятий, которые находятся в содержании нового: атмосфера, атмосферное давление, ртутный барометр.
3. Овладение учащимися умениями мыслить: – синтезировать понятия, т.е. формулировать суждения вскрывать сущность вещей, т.е. устанавливать внутреннее единство противоположностей объекта – через осуществление диалектического подхода к обучению
Воспитательные:
1. Развивать коммуникативные навыки
2. Показать значение познания мира через мышление (логическая ступень).
Учитель: продолжаем изучать явление атмосферного давления. Чтобы вспомнить материал прошлых уроков, назовите мне несколько ключевых понятий из этой темы.
Атмосфера
Атмосферное давление
Ртутный барометр
Опыт Торричелли
Учитель: Раскрыть содержание понятий: давление, атмосферное давление, барометр, ртутный барометр.
1. Атмосферное давление-давление, оказываемое атмосферой на поверхность и на находящиеся на ней тела
2. Ртутный барометр-прибор для измерения атмосферного давления, рабочим телом которого является ртуть
Раскрыть объем понятия – атмосферное давление
1. по отношению к планетам, где эта атмосфера существует:
1.1 земное
1.2 марсианское
1.3 венерианское,
1.4 ....
2. по величине:
2.1 высокое
2.2 низкое
2.3 нормальное
Учитель: составьте вопросы- суждения, вопросы- понятия с использованием этих понятий
1. Чем объяснить, что плотность атмосферы уменьшается с высотой?
2. Как доказать, что атмосферное давление изменяется с высотой?
3. Каким образом атмосферное давление зависит от высоты, плотности атмосферы, температуры воздуха?
4. Вследствие чего Земля имеет атмосферу?
5. Почему молекулы воздуха не улетают в космическое пространство?
6. Чем объяснить, что атмосферное давление нельзя рассчитать по формуле: Р=r ·q·h
7. Каким образом Торричелли провел опыт по измерению атмосферного давления?
8. В каком случае уровень ртути в трубке будет равен атмосферному давлению?
9. Когда уровень ртути в трубке повысится? Понизится?
Учитель: Выделим понятие ртутный барометр. Ответьте на вопросы:
Почему барометр называется ртутным?
Почему барометр нельзя назвать измерительным прибором, если отсутствует шкала?
Напомню, что ртутный барометр изобретен в XVII веке итальянским ученым Торричелли.
Чем объяснить, что прибор изобрести не просто?
Изобретая прибор, автор старается сделать его таким, чтобы он был проще в конструкции, оптимальным в выполнении своих функций. Вот, кстати, почему ртуть, а не другая жидкость. Но другой стороны, ртуть - ядовита, ее пары вредно действуют на организм человека. Это является существенным недостатком этого прибора. Какие недостатки вы видите еще, а достоинства?
Достоинства |
Недостатки |
| Простота в конструкции | Громоздкий |
| безинерционен | непрочный |
| неэкологичен |
Сделаем вывод: Ртутный барометр прост в конструкции – это хорошо. Но это же
преимущество оборачивается своей противоположностью по отношению к тому, что этот прибор громоздок, непрочен, да к тому же и неэкологичен. Это плохо. Как разрешить это противоречие? Может быть, Торричелли что-то не додумал? Как можно сделать ртутный барометр менее громоздким?Опустить трубку в ртуть
К чему это приведет?
Давление ртути в трубке будет меньше, чем атмосферное давление, поэтому ртуть выливаться не будет.
Каким образом ртутный барометр можно сделать прочнее?
Стеклянную трубку заменить металлической.
Хорошо? Хорошо, да не очень. К чему это приведет?
Невозможность вести измерение, так как трубка не прозрачна.
Увеличение общей массы прибора,
Ртуть, пары которой ядовиты, можно заменить на любую другую жидкость. Но к каким-то положительным результатам это приведет?
Нет
Какой высоты будет столб воды в водяном барометре?
Паскаль. 1646 г.
Таким образом , мы видим, что если в качестве рабочего тела взять жидкость, то недостатки жидкостного барометра малоустранимы. Какой напрашивается вывод?
Возможно, в качестве рабочего тела нужно взять твердое или газообразное вещество. Нужно изменить рабочее тело.
Что мы будем наблюдать, если ртуть заменить, например, песком?
Давление твердого тела передается только в направлении действия силы, поэтому атмосферное давление измерить невозможно.
Таким образом, твердое вещество в качестве рабочего тело применять нецелесообразно, подобно жидкому веществу. А газ? Какими свойствами обладает газ?
НЕ сохраняет ни форму, ни объем.
Поэтому, если в ртутном барометре заменить ртуть на газ, навряд ли что-то получится. Опыт: пробирка с дымом перевернутая в сосуд с воздухом. (по рис. №1)
Что делать?
Газ нужно поместить в какой-то сосуд, оболочку.
Давайте в качестве сосуда возьмем металлическую коробочку. Соединим крышку и дно коробочки. Что можно сказать о давлении внутри и о давлении снаружи?
Оно равное и равно атмосферному давлению.
Поэтому коробочка и не изменяет своей формы. А если давление снаружи увеличится?
Коробочка изменит форму, она станет более плоской.
Если к коробочке сверху присоединить стрелку, она будет регистрировать это изменение.
Какое давление будет измеряться в этот момент?
Разность давлений снаружи и внутри.
Что нужно сделать, чтобы измерять только атмосферное давление?
Нужно сделать так, чтобы внутри давления не было, а для этого нужно выкачать воздух.
Хорошо. Хорошо, да не очень. Так как из коробочки выкачан воздух, а снаружи давит атмосферное давление, то коробочка может быть просто раздавлена.
Как этого можно избежать?
Увеличить площадь коробочки – сделать ее волнистой.
Присоединить к пружине, которая оттягивала бы ее вверх, (см. рис. 2)
1 металлическая коробочка
2 пружина
3 передаточный механизм
4 стрелка-указатель
Какие части необходимо дополнительно, чтобы регистрировать атмосферное давление?
Стрелка- указатель, которая при помощи передаточного механизма прикреплена к пружине. Она передвигается вправо или влево при изменении атмосферного давления. Шкала под стеклом, деления которой нанесены по показаниям ртутного барометра..
Что мы с вами в течение урока проделали?
Создали новый прибор по измерению атмосферного давления, не похожий на ртутный барометр и исключающий его недостатки. Новый прибор –
компактен, экологичен.Дайте содержание понятия барометр- анероид.
Барометр-анероид – прибор для измерения атмосферного давления, принцип действия
которого основан на деформации мембранной коробочки.Анероид (греч. а- не, неро- влажный, мокрый), т.е. действуют без жидкости.
Идея: ученого Лейбница. 1702 г.
Какова тема нашего урока?
Барометр–анероид.
А есть ли недостатки у этого прибора?
достоинства |
недостатки |
| компактен | инерционен |
| прост в конструкции | невозможность измерять давления выше атмосферного |
| зависит от температуры | |
| зависит от влажности |
Учитель: Каким образом можно устранить эти недостатки? Над этим вопросом подумайте дома.
Оценочный лист
“5” – 8 и выше баллов
“4” – 6 баллов
“3” – 5 баллов
Вопрос-понятие – 1 балл
Ответ на вопрос-понятие – 1 балл
Вопрос-суждение – 2 балла
Ответ на вопрос-суждение – 2 балла
Сравнение – 3 балла
Противоречие – 3 балла
Умозаключение – 4 балла
Итоговая таблица
Литература
- А.В. Перышкин “Физика –7”/ Дрофа, Москва-2001
- Ю.И. Дик “Физика 7–11 классы” – словарь школьника/ Дрофа, Москва–1997
- В.Л. Зорина, В.С. Нургалеев “Оптимизация образовательного процесса в средней школе посредством способа диалектического обучения”/ Красноярск–2001