Цели урока:
- Обучающая – повторить и обобщить материал по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов».
- Развивающая – формировать у учащихся способности применять знания в нестандартных ситуациях в режиме реального времени; развитие творческих и коммуникативных компетенций.
- Воспитывающая – показать учащимся необходимость умения принимать важные решения и брать ответственность на себя.
Оборудование и материалы: динамометры лабораторные, наборы грузов, графопроектор Lech 50, диапроектор ЛЭТИ 60, диафильм «Давление в природе и технике», самодельная модель гидравлической машины с медицинскими шприцами, аквариум, пенопластовый шарик, пластмассовые шары, пластины из парафина. катушка магнитная; колба, наполненная пенопластовыми шариками с осколками керамического магнита внутри для моделирования хаотического движения молекул в газе; самодельный прибор для сигнализации уменьшения давления в сосуде. Распечатки с заданиями ЧС-1 - ЧС-11; таблица для определения площади поршня по измеренному диаметру, лист ватмана.
Ход урока
I. Обсуждение организационных вопросов. Информация для учащихся о работе в режиме деловой игры и правилах поведения во время его применения.
Создание штаба чрезвычайных физических ситуаций и двух отрядов спасателей. Распределение ролей.
Правила организации работы отрядов спасателей. Анализ ситуации - (условий задачи), варианты решений проблемы; принятие решения; проверка правильности решения.
Учет результатов работы отрядов – нарисованные лица людей, на которых необходимо в случае положительного результата изобразить улыбку, при отрицательном – гримасу.
II. Актуализация знаний: Сегодня мы с Вами заканчиваем изучение темы «Давление твердых тел, жидкостей и газов». Пригодятся ли полученные знания в жизни, сможем ли мы применить их правильно?
Средства массовой информации постоянно передают сообщения о чрезвычайных ситуациях, взрывах, наводнениях, столкновениях судов и т.д. Любой человек может оказаться в тяжелой ситуации, из которой ему необходимо будет найти выход, приняв правильное решение. Часто для этого нужны специальные знания.
После краткого повторения материала нам необходимо решить ряд проблем, которые могут возникнуть в реальной жизни. Это необходимо сделать правильно и за короткое время!
III. 1. Повторение материала. Какая величина называется давлением? От чего зависит давление твердых тел на поверхность? По какой формуле рассчитывается? Назовите способы изменения давления.
По сообщениям местных газет «Енисейская правда», «Вестник Севера», в начале зимы и весной часто происходятнесчастные случаи, когда на тонкий лед сибирских рек Енисей и Ангара выходят люди, выезжаютавтомобили. Спасателям предлагаем решить несколько
Чрезвычайная ситуация №1.(ЧС –1). Трактор, у которого площадь одной гусеницы 1 м2, а вес 40000 Н, выезжает на лед, Можно ли это делать, если лед выдерживает давление 15 кПа?
Учащиеся проводят анализ ситуации, приходят к выводу о необходимости сравнения величин давления, производимого трактором и предельное давление, которое может выдержать лед. Проводят необходимые расчеты и делают вывод. Появляется первая отметка-улыбка на лице спасенного.
ЧС – 2. Человек идет по тонкому льду и видит, чтопод ногами стали появляться трещинки, лед угрожающе затрещал. Что должен сделать человек?
ЧС – 3. Мальчик, катаясь по тонкому льду, провалился, сам выбраться не может, лед обламывается. Как помочь мальчику? Ваши действия?
Правильность принятого решения проверяется демонстрацией кадра №19 из диафильма «Давление в природе и технике». Спасатели все сделали правильно - пострадавший спасен.
Промежуточный анализ результатов первого этапа деловой игры. Корректировка (при необходимости) действий учащихся и учителя.
2. Краткое повторение материала по теме. От чего зависит давление в жидкости? Как оно передается в жидкости?
ЧС – 4. Скафандр водолаза выдерживает давление 550000 Па, его хотят погрузить в море на глубину 50 метров. Спасатели дают разрешение на погружение?
ЧС – 5. На рисунке изображен аквалангист, который потерял пространственную ориентацию в мутной воде. Видимость только на расстоянии вытянутой руки. Что делать? Запас воздуха ограничен. Решение покажите на рисунке (кододиапозитиве).
ЧС - 6. Плоскодонная баржа получила пробоину в дне площадью 200 см2. С какой силой нужно давить на пластырь, которым закрывают отверстие, чтобы сдержать напор воды на глубине 1,8 м? [1]
Какова минимальная масса груза, который удержит пластырь, если его поставить сверху?
ЧС – 7. На малый поршень гидравлического механизма действует сила равная 1 Н. Большой поршень приходит в движение и может нанести вред «человеку». Какую силу необходимо приложить к большому поршню, чтобы удержать его неподвижно? Все необходимые данные можно получить, используя установку, состоящую из двух медицинских шприцев. Шприцы заполнены водой и соединены тонкой трубкой. Правильным ответом считается минимальное число грузов весом 1 Н, которые спасатели помещают на поршень шприца большого диаметра, при этом система находится в равновесии.
3. Повторение материла. Почему возникает давление газа на стенки сосудов? От чего оно зависит? Как передается давление, производимое на жидкость или газ? Объясните существование атмосферного давления на Земле.
Демонстрация, моделирующая движение молекул в сосуде.
ЧС – 8. Злой человек откачивает воздух на Земле так, как это было в фантастической повести А.Беляева «Продавец воздуха». Сможете ли Вы это заметить? Назовите и опишите явления, которые укажут на возникшую угрозу для жителей Земли.
ЧС – 9. Космический корабль находится на орбите. Космонавты спят. Давление воздуха в кабине начинает падать. Придумайте прибор, который сможет предупредить космонавтов об этом. Опишите его устройство и поясните принцип действия.
Демонстрация одного из вариантов прибора, способного сигнализировать о падении давления в сосуде.
Повторение материала. Почему возникает сила, выталкивающая тело из жидкости или газа? От каких величин она зависит? Когда тело тонет? Всплывает? Плавает?
Демонстрация плавания тел (пенопластовый шар; герметичный пластмассовый шар, заполненный воздухом; пластмассовый шар, заполненный парафином).
ЧС – 10. В озере плавает большая льдина, ее толщина 10 метров. В льдине проделана прорубь. Придумайте сами чрезвычайную ситуацию, в которой срочно требуется набрать ведро воды. Выходом из ЧС будет ответ на вопрос: Какой длины нужно взять веревку, чтобы набрать ведро воды?
Демонстрация плавания модели «льдины» из парафина, в которой просверлено отверстие.
ЧС – 11. Рыбак оказался на отколовшейся льдине. Удержат ли она этого человека на плаву? Необходимо ответить на вопрос с помощью измерений и расчетов. После этого проверить правильность расчетов экспериментально, поместив груз на плавающую модель льдины. Допускается погружение модели льдины до верхней поверхности. («Льдина»представляет собой пластину из парафина).
IV. Подведение итогов учебной деятельности на уроке. Уважаемые спасатели! Вы столкнулись сегодня с ситуациями, которые представляли для людей определенную опасность. Успешно применили знания, которые получили на уроках физики и спасли много людей. Но бывает так, что знание может спасти репутацию человека, что тоже очень важно для него. Нужно решить последнюю проблему.
Представьте, что один ученик рассказал своим товарищам о том, что он видел плавающий стальной шарик! Ему не поверили. Давайте все вместе поможем этому ученику, описав все возможные ситуации, в которых действительно можно наблюдать плавающий стальной шарик.
Анализ работы штаба и отрядов спасателей. Оценка индивидуального вклада учащихся в решение проблем. Рефлексия деятельности учащимися.
Рекомендации учителя по устранению пробелов в знаниях по теме «Давление твердых тел, жидкостей и газов».
Литература:
- Лукашик В.И. Сборник задач по физике. Учебное пособие для учащихся 7 -8 классов общеобразовательных учреждений. М., 1996. - 51 с.