"Измерение атмосферного давления". 7-й класс

Черепкова Яна Юрьевна, учитель физики

Разделы: Физика, Конкурс «Презентация к уроку»

Класс: 7

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (15 МБ)

Класс: 7

Цель урока: ввести понятие “атмосферное давление”

Задачи урока:

Образовательная: познакомить учащихся с исторически первым способом измерения атмосферного давления; ввести единицу измерения атмосферного давления
Развивающая: продолжить развитие логического мышления путем решения задач ; развивать интерес к изучению предмета посредством ознакомления с историческим материалом
Воспитывающая: прививать аккуратность и внимательность при ведении записей и устных ответах; познакомить учащихся с практическим применением знаний об атмосферном давлении; формирование коммуникативной компетентности

Время реализации: 45 мин

Тип урока: урок усвоения нового материала

Учебно-методическое обеспечение: Перышкин А.В. Физика 7 . М.: Дрофа ,2000-2013.

Ход урока

1. Орг.момент

Здравствуйте, садитесь. Мы продолжаем изучать тему “Давление”. На прошлых занятиях вы познакомились с давлением твердых тел, жидкостей и газов. Сегодня мы рассматриваем вопрос о измерении атмосферного давления, продолжаем решать задачи, расширяем свой кругозор. На уроке мы работаем по плану.

План:

“Проверь себя!” - физический диктант
“В Италию к Торричелли!”

Опыт Торричелли.
Из физики в географию.
Из Италии в Россию.

“Решите задачу”
Итоги:

В чем заключается идея Торричелли по измерению атмосферного давления ?
Как практически его измерить?
Каковы единицы измерения атмосферного давления ?

Физический диктант: Приступаем к осуществлению этого плана. Внимание на экран. Вашему вниманию предлагается физический диктант. Необходимо дописать предложение. (задание выполняется письменно на листочках)

Величина , равная отношению силы ,действующей перпендикулярно поверхности ,к площади этой поверхности называется.....
Единицей измерения давления в СИ является....
Давление газа на стенки сосуда вызывается .....
Давление газа в закрытом сосуде зависит от....
Давление жидкости с глубиной ....
Давление жидкости на дно и стенки сосуда вычисляется по формуле...
Какое физическое явление мы используем, набирая воду в шприц?

(листочки с ответами собираем)

правильные ответы

1. Давлением

2. Паскаль

3. Ударами молекул

4. Температуры и объема

5. Увеличивается

6. p = gрh

7. Явление атмосферного давления

Итак, сейчас мы повторили вопросы напрямую связанные с новым материалом.

Этап усвоения новых знаний.

“Пустота – это место без помещенных туда тел”, – шутил Аристотель. Люди с давних пор подозревали, что воздух – это не “место без помещенных туда тел”, а нечто легкое, эфемерное, но реальное. Однако убедиться в существовании воздушной атмосферы через опыт люди до XVII в. так и не смогли. Вот с чего все началось.

В 1640 г. великий герцог Тосканский задумал устроить фонтан на террасе своего дворца и приказал провести для этого воду из соседнего озера при помощи всасывающего насоса. Но флорентийские мастера, которым поручили это дело, убедились, что поднять воду всасывающим насосом выше, чем на 32 фута (1 фут = 0,3048 м, 32 фута = 9,75 м), невозможно.

Возмущенный герцог обратился к уже престарелому 80-летнему Галилею за разрешением проблемы. Всасывание воды в то время приписывали “страху” природы перед пустотой: чтобы не возникало пустоты, вода и следует вверх за поршнем в насосе . Но почему же природа боится пустоты лишь до высоты 32 фута, а затем уже нет?

Итак, запишем тему урока в тетрадь. Одним из вопросов диктанта была формула для расчета давления столба жидкости: p = gрh.

Вопрос: можно ли применить эту формулу для расчета атмосферного давления ?

Ответ: g=9,8 Н/кг постоянная величина; р - плотность воздуха у поверхности Земли больше , чем на высоте; h- высота атмосферы не постоянна. Итак, воспользоваться этой формулой нельзя. Нужно искать другой выход.

Сообщение учащегося по биографии Торричелли (готовит заранее)

Впервые в 1643 г. итальянскому ученому Эванджелисту Торричелли удалось измерить атмосферное давление при помощи простой конструкции. В стеклянную трубку длиной 1м наливают ртуть; прикрыв отверстие рукой, опускают в широкую чашку с ртутью вверх дном; часть ртути выливается в сосуд и в трубке над ртутью образуется безвоздушное пространство.

Почему вылилась не вся ртуть? Торричелли дал этому объяснение: атмосфера давит на ртуть в чашке; ртуть в трубке тоже давит на ртуть в чашке. Т.к. установилось равновесие ,то эти давления (атмосферное и давление ртути в трубке) равны.

Итак, рассчитать давление ртути в трубке, означает рассчитать величину атмосферного давления.

Если атмосферное давление увеличивается, увеличивается высота столбика ртути в трубке и наоборот.

В опытах ртуть поднялась на высоту 760 мм. Так появилась единица измерения 1 мм рт.ст.

Как определить связь между мм рт.ст и Паскалем?

р=9,8 Н/кг 13600 кг/ м³ 0,001 м= 133,3 Па

Итак, 1 мм рт.ст.= 133,3 Па (записать в тетрадь)

Часто по телевидению мы слышим: “Атмосферное давление составило 24 января-742 мм рт.ст.; 25 января – 740 мм рт.ст .; 27 января – 750 мм рт. ст. Идет дождь, снег, выпадает роса или наоборот тепло и сухо. Все это связано с тем, что атмосферное давление ниже там , где нагретый воздух поднимается ввысь, в частности на экваторе, там часто идет дождь. Высоким атмосферное давление бывает там, где огромные массы холодного воздуха опускаются вниз, к земле, например на полюсах. При высоком давлении всегда хорошая погода. Области высокого и низкого давления постоянно перемещаются вокруг Земли, и погода каждый день меняется.

Трубка Торричелли с присоединенной к ней шкалой называется ртутным барометром.

Сообщение учащегося:

Хотелось бы особо выделить прибор, изобретенный М.В.Ломоносовым. Прибор состоял из трубки , оканчивающейся большим шаром ,наполненным ртутью , а противоположный конец соединен с малым шаром с воздуха и при неизменной температуре тающего льда оставалась без изменений. Но прибор был сухим воздухом. Весь прибор окружали тающим льдом или снегом. Высота столба ртути не зависела от колебаний атмосферы , а определялась упругостью чувствителен к изменению положения Луны и Солнца относительно Земли, т.е откликался на приливы и отливы.

Летом 1804 года русская Академия наук организовала с научными целями полет воздушного шара, в котором участвовал академик Яков Дмитриевич Захаров. Цели полета он изложил в своем рапорте Академии наук в следующих словах: "Главный предмет моего путешествия состоял в том, чтобы узнать с большею точностью о физическом состоянии атмосферы и о составляющих ее частях в разных определенных возвышениях оной". Полет состоялся 30 июня 1804 года в Петербурге. Воздушный шар достиг высоты свыше 2000 метров и через 3,5 часа, пролетев около 60 км., благополучно приземлился около деревни Сиворицы. Академик Захаров во время полета с помощью специального "зрительного стекла" наблюдал за отдельными предметами на земле, взял пробы воздуха на различных высотах, а также произвел опыты над звуковыми сигналами

В 1887г химик Д.И.Менделеев занимались измерением атмосферного давления на различных высотах с помощью изобретенного им дифференциального барометра.

С тех пор наука претерпела изменения и в настоящее время для определения давления используются более совершенные приборы, называемые барометрами-анероидами. Подробно мы поговорим на следующем уроке.

Этап закрепления новых знаний “Реши задачу” (см. слайды)

Задание №1

В сводке погоды за 25 января сообщили: “Атмосферное давление 760 мм рт. ст”. Выразите это давление в Паскалях.

Ответ: 101308 Па – нормальное (записать в тетрадь)

Задание № 2

Удастся ли опыт Торричелли, если барометрическую трубку с ртутью поставить открытым концом не в чашку с ртутью, а в чашку с водой?

Ответ :нет, потому что ртуть выльется и трубка заполниться водой.

Задание № 3

Почему в жидкостных барометрах используют ртуть, а не воду?

Ответ : у других жидкостей меньше плотность, а значит нужна очень длинная трубка

Сообщение учащегося:

В конце 1646 г до французского города Руана (где в то время жила семья Паскалей ) докатилась молва об удивительных опытах с пустотой. Паскаль с увлечением их повторяет, экспериментируя не только с ртутью, но и с водой, маслом , красным вином, для чего ему потребовались бочки вместо чашек и трубки длиной около 15м. Эти эффектные опыты проводились прямо на улицах Руана, радуя его жителей.

Стараясь определить точность барометра, Паскаль переносил прибор на высоту – то в Клермонский монастырь, то на башню св. Якова в Париже и везде барометр точно отслеживал падение давления с высотой.

В 1648 Ф.Перье поднимался с ртутным барометром в горы и подтвердил предположение Паскаля , что атмосферное давление зависит от высоты.

Задание № 4

Пассажирские дальне магистральные самолеты совершают перелеты на высоте больше 10 км. Зачем корпус самолета делают герметичным ?

Ответ: на таких высотах плотность воздуха мала и давление мало; поэтому давление в самолете больше, чем атмосферное давление и если самолет негерметичный , то воздух выйдет из самолета.

Задание № 5

Ученик утверждал, что показание барометра за окном комнаты должны быть больше, чем в комнате, поскольку на улице на него действует значительно больший столб воздуха. Докажите, что это ошибочно.

Ответ: по закону Паскаля давление, производимое на газ на одном уровне одинаково.

Задание № 6

Ответьте на вопрос :

А то глаза не верят:
Как могут быть сильней
Два медных полушария
Десятков лошадей ?

Ответ: Нормальное давление атмосферы примерно 101,3 кПа. Опыт бургомистра города Магдебурга Отто фон Герике в 1654 г. со знаменитыми Магдебургскими полушариями показал, что при их диаметре в 65 см сила атмосферного давления, сжимающая их, достигала 35 кН и их не могли растащить даже восемь пар лошадей! Хитер был бургомистр Магдебурга – он мог вполне обойтись лишь одной восьмеркой лошадей, прикрепив другой крюк к стене. Сила-то, разрывающая полушария, была бы той же! Хотя бы по третьему закону Ньютона. Но восемь пар лошадей эффектнее, и кто-кто, а сам бургомистр мог это себе позволить!

Открыв атмосферное давление, Герике построил около фасада своего дома в г. Магдебурге водяной барометр, в котором на поверхности жидкости плавала фигурка в виде человечка, указывающего на деления, нанесенные на стекле.

Задание №7

В один и тот же час в течении нескольких суток учащиеся одной из школ отмечали атмосферное давление и по полученным данным построили график. См.рис. Сколько дней велся учет давления? Какое самое низкое давление было отмечено? Каким было самое высокое давление? Запишите эти давления в Паскалях и гектоПаскалях. Сколько дней давление было выше нормального? На сколько изменилось давление между седьмыми и девятыми сутками ?

Подведение итогов.

Мы почти выполнили намеченный план. Давайте запишем д/з в дневник парараф 42, упр 19(3,5)

А теперь подведем итоги. С планом мы справились. Итак, ответьте на вопросы (см слайд).

Спасибо за работу на уроке и посильное участие в его этапах . До свидания!

Технические средства обучения: компьютер (ноутбук), проектор, экран – для демонстрации презентации.

Литература

Лукашик В.И. Сборник задач по физике 7-9. М.: Просвещение, 2008
Перышкин А.В. Физика 7 . М.: Дрофа, 2000

Интернет-ресурсы для презентации

21.03.2014