Цель урока: сообщающиеся сосуды, закон сообщающихся сосудов, применение закона сообщающихся сосудов в жизни человека
Задачи урока:
- образовательная – продолжить формирование понятия давления жидкости на дно сосуда и изучение закона Паскаля на примере однородных и разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах;
- развивающая – формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, находить примеры сообщающихся сосудов в быту, технике, природе, развивать навыки самостоятельной работы с дополнительной литературой;
- воспитательная – воспитание аккуратности, бережного отношения к оборудованию кабинета, умения слушать и быть услышанным.
Оборудование: различные виды сообщающихся сосудов, два стеклянных сосуда, соединенных резиновой трубкой, презентация “Сообщающиеся сосуды”, диск “Фонтаны С-П”.
Средства обучения: учебник, карточки-инструкция.
Тип урока: эвристическая беседа.
Структура урока
| № | Этап урока | Деятельность учителя | Деятельность ученика | Время |
| 1 | Постановка учебных проблем. | Сообщение. | Запись темы урока в тетради. | 2 мин. |
| 2 | Изучение нового материала. | Беседа, эксперимент, демонстрация Приложений 1–4. | Записи в тетрадях, исследование зависимости уровня жидкости в сообщающихся сосудах. | 15 мин. |
| 3 | Применение сообщающихся сосудов в быту, технике, природе. | Демонстрация Приложений 5–8, обобщение сообщений учащихся. | Сообщения учащихся о применении сообщающихся сосудов в быту, технике. | 18 мин. |
| 4 | Закрепление материала. | Демонстрация Приложений 9–10, обобщение ответов учащихся. | Решают поставленные учителем задания, делают записи в тетрадях. | 7 мин. |
| 5 | Итоги урока. | Подведение итогов урока, оценивание результатов работы учащихся на уроке, запись домашнего задания на доске. | Обсуждение и оценивание своих результатов работы на уроке, запись домашнего задания в дневниках. | 3 мин. |
Ход урока
1. Мотивационный этап
Учитель. Здравствуйте! Сегодня речь пойдет сосудах, с которыми встречаемся каждый день дома и в школе, когда наливаем чай или поливаем цветы из лейки.
Демонстрация: Лека, чайник. Такие сосуды получили название сообщающиеся сосуды (Учащиеся записывают дату и тему урока 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.
2. Формирование умений и навыков
Учитель. Что общего у этих предметов? (Cлайд 1)
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.
Учитель. Правильно. Сообщающимися сосудами называют сосуды, соединенные между собой в нижней части. (Учащиеся записывают определение в тетради).
С сообщающимися сосудами можно проделать простой опыт. Возьмем две стеклянные трубки, соединенные резиновой трубкой. Сначала резиновую трубку в середине зажимают и в одну из трубок нальем воды. Что произойдет, если открыть зажим?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок поднять?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок опустить?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок наклонить?
Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. Однородная жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне. (Слайд 2)
(Учащиеся записывают закон в тетради).
Изменится ли уровень жидкости, если правый сосуд будет шире левого? уже левого? если сосуды будут иметь разную форму?
Учащиеся. Нет, жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.
Учитель. При изменении формы сосудов может изменяться лишь высота уровня воды в сосудах, отмеренная от уровня стола (из-за того, что изменяется объем сосудов). Однако уровни воды в сообщающихся сосудах не зависят от формы сосудов и останутся равны. (Демонстрация опыта с сообщающимися сосудами различной формы).
(Слайд 3)
Что произойдет, если в сообщающиеся сосуды налить две несмешивающиеся жидкости разной плотности?
Учащиеся. Высота столбов жидкостей в сосудах будет разной.
Учитель. При равенстве давлений высота столба жидкости большей плотности меньше, чем высота столба жидкости меньшей плотности. (Учащиеся записывают в тетради).
Попробуйте доказать это, используя закон Паскаля и определение гидростатического давления... Проверим ваш результат.
(Слайд 4)
По закону Паскаля p1 = p2, по
определению гидростатического давления p1 =
g 
1h1, p2
= g 2h2,
отсюда g 1h1
= g 2h2,
т.е h1: h2 = 2:1.
Высоты столбов разнородных жидкостей сообщающихся сосуда обратно пропорциональны их плотностям. (Учащиеся записывают в тетради).
Применение сообщающихся сосудов в быту, природе, технике.
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.
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.
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.
В устройстве гидравлических машин используется свойство сообщающихся сосудов. (Демонстрируется гидравлический пресс). Так, большой и малый цилиндры гидравлического пресса являются сообщающимися сосудами. Высоты столбов жидкости одинаковы, пока на поршни не действуют силы.
Видео “фонтаны города С-П” Каскады падающей воды украшают многие города, а действуют фонтаны благодаря закону сообщающихся сосудов. Виды знаменитых фонтанов Петродворца. Фонтаны в парке “Победы”, Тбилиси. Фонтаны на площади “Дружбы”, Ташкент. Фонтаны Еревана. И конечно знаменитые фонтаны С-П.
Действие артезианских колодцев и гейзеров основано на законе сообщающихся сосудов.
(Слайд 6) Горячий фонтан в местечке Гейзер в Исландии. От названия этого местечка возник термин “гейзер”.
(Cлайд 7) Римлянам был неизвестен закон сообщающихся сосудов. Для снабжения населения водой они возводили многокилометровые акведуки, водопроводы, доставлявшие воду из горных источников. Инженеры древнего Рима опасались, что в водоемах, соединенных очень длинной трубой, вода не установится на одинаковом уровне. Они полагали, что если трубы проложены в земле, следуя уклонам почвы, то в некоторых участках вода ведь должна течь вверх, – и вот римляне боялись, что вода вверх не потечет. Поэтому они обычно придавали водопроводным трубам равномерный уклон вниз на всем их пути. Одна из римских труб, Аква Марциа, имеет в длину 100 км, между тем как прямое расстояние между ее концами вдвое меньше. Полсотни километров каменной кладки пришлось проложить из-за незнания элементарного закона физики!
3. Систематизация умений и навыков
Учитель. Повторим изученное. Приведите примеры использования закона сообщающихся сосудов в природе, быту и технике.
Учащиеся. Это гейзеры, фонтаны, шлюзы, водопровод с водонапорной башней, гидравлический пресс, водомерные стекла, артезианские колодцы, сифоны под раковиной.
Учитель. (Слайд 7) Используя схему устройства шлюза и схему шлюзования судов, объясните принцип действия шлюзов.
Учащиеся. В работе шлюзов используется свойство сообщающихся сосудов: жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне. Когда ворота 1 открываются, вода в верхнем течении и шлюзе устанавливается на одном уровне и т.д., когда последние ворота откроются, уровень воды в шлюзе и нижнем течении сравняется, корабль будет опускаться вместе с водой и сможет продолжить плавание.
4. Итоги урока
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; гидравлическом прессе; фонтанах; шлюзах; сифонах под раковиной, “водяных затворах” в системе канализации.
5. Домашняя работа
Всем спасибо за работу. Записываем домашнее задание.
Обязательное: изучить §32 (Учебник, автор Белага В.В. Ломанченков И.А. Панебратцев Ю.А.) Создать модель фонтана.
(Учащиеся записывают домашнее задание в дневники)