"Сообщающиеся сосуды". 7-й класс

Тип урока: Урок изучения нового материала и первичного закрепления.

Цель урока: создание условий для осознанного изучения нового материала.

Задачи урока:

• образовательная – продолжить формирование понятия давления жидкости на дно сосуда 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.

Приобретаемые навыки детей:

• учащиеся учатся работать в группах, обобщать, сопоставлять, проводить исследования;
• развивают логическое мышление, память, речь, пространственное воображение;
• повышается уровень восприятия, осмысления и запоминания;
• воспитание внимательного отношения к окружающим, учебной дисциплине.
• подводить итоги своей работы, анализировать свою деятельность.

Формы организации работы детей: Индивидуальная, фронтальная, групповая.

Формы организации работы учителя:

• используется словесно- иллюстративный, практический, проблемный методы, беседа-сообщение;
• проверка ранее изученного материала, организация восприятия новой информации
• постановка цели занятия перед учащимися;
• обобщение изучаемого на уроке и введение его в систему ранее усвоенных знаний.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, модель сообщающихся сосудов, трубки одинакового и разного сечения, чайник, кофейник, лейка, презентация. 

Знания – это дети удивления и любопытства.
Луи де Бройль

Ход урока

1. Организационный момент. Настрой детей на рабочий лад (найти).

Учитель: Однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что, по его мнению, легче всего в жизни. Он ответил, что легче всего – поучать других, а труднее – познать самого себя. Как мы познаем сами себя. Как мы воспринимаем мир? Как мыслители или как художники? Сегодня мы организуем работу так, чтобы каждый проявил свои способности как мыслителя и как художника, приобрел навыки работы в коллективе. Покажем умения и навыки при изучении сегодняшней темы.

И девиз нашего урока:

(читает ребенок) Знания – это дети удивления и любопытства (Слайд 1)

2. Подготовка к восприятию нового материала.

Учитель: Ребята! Посмотрите, на моём столе находится ряд тел. Назовите их.

Дети: чайник, лейка, кофейник

Учитель: Какая у них форма?

Дети: сосуды различной формы

У: Что общего у этих сосудов?

А теперь давайте определим, что их объединяет (установим сходство и различие)

(Выполняем мыслительную операцию СРАВНЕНИЕ.) (Слайд 2)

Д: состоят из двух сосудов, соединенные между собой.

• Как они должны соединяться? (Слайд 2)

У: Сколько может быть таких соединений?

Д: От двух и более. (показать на слайде) (Слайд 3 )

Итак, сегодня на уроке мы будем говорить о сообщающихся сосудах. Запишите, пожалуйста, тему сегодняшнего урока. Учащиеся записывают тему урока.

У: (на доске) Сообщающиеся сосуды, число – 8.02.2013г

3. Этап объяснения нового материала.

Учитель. Сообщающиеся сосуды мы встречаем ежедневно. Приведите их примеры?

Учащиеся. Лейка, чайник, кофейник…

Учитель. Что общего у этих тел? (Слайд 4) 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). (Слайд 5)

С сообщающимися сосудами можно проделать простой опыт. Возьмем две стеклянные трубки, соединенные резиновой трубкой. Сначала резиновую трубку в середине зажмем и в одну из трубок нальем воды (демонстрация опыта).

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 (слайд 6).

Учитель. Однородная жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне. (Учащиеся записывают закон в тетради). (Слайд 7)

Изменится ли уровень жидкости, если правый сосуд будет шире левого? уже левого? если сосуды будут иметь разную форму? (Слайд 8)

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).

Опыт 2. Повторяют опыт с трубками разного сечения, формы.

Учитель: А можно нам рассчитать давление в трубке? По какой формуле рассчитывают давление жидкости на дно и стенки сосуда?

р=рgh.

Учитель: Назовите физические величины, входящие в эту формулу и единицы измерения в системе СИ,

р, р, h, g (Па, м, кг/м³, Н/кг); (Слайд 9)

Учитель: От каких величин и как зависит давление жидкости на дно сосуда?

Ученик: от высоты столба жидкости - h, и плотности ρ (прямо пропорциональная).

а) Чем больше плотность, тем больше давление, если высота столба жидкости не изменяется.

б) Если жидкость однородная, то чем больше высота столба жидкости h, тем больше р (Слайд 9)

Учитель: Почему пловец, нырнувший на большую глубину, испытывает боль в ушах? (Слайд 9)

Ученик: Давление в жидкости пропорционально глубине погружения.

Учитель: Изменится ли давление воды на дно сосуда, если в него опустить кусок дерева так, что вода из сосуда не выливается? (Слайд 10)

Ученик: Давление увеличится, так как повысится уровень воды в сосуде.

Учитель: В сосудах изображённых находятся жидкости. В первом сосуде вода, во втором керосин. Одинаково ли давление на дно?

А) В 1 больше
Б) во 2 больше
В) одинаково? (Слайд 10)

Учитель: Почему?

Ученик: А) В 1 больше, так плотность воды больше плотности керосина

Учитель: В каком сосуде давление воды на дно больше? (Слайд 11)

А) в первом,
Б) во втором
В) одинаково.

Ученик: В) одинаково.

Учитель: Пластинки расположены в сосуде с водой. На какую пластинку давление жидкости больше? (Слайд 11)

А) на 1
Б) на 2
В) на 3

Ученик: В) на 2.

Учитель: Изменится ли давление жидкости на дно сосуда, если в сосуд погрузили деревянный брусок? (Слайд 11) Почему?

А) увеличится,
Б) не изменится,
В) уменьшится

Ученик: А) увеличится.

4. Зарядка.

(слайд 12)

Учитель: Что произойдет, если в сообщающиеся сосуды налить две несмешивающиеся жидкости разной плотности?

Давайте вспомним можно ли смешать разные жидкости? Подсолнечное масло и воду? Как будут располагаться эти жидкости в сосуде?

Учащиеся. Нельзя, нет, масло на поверхности воды, т.к. плотность масла меньше плотности воды. Высота столбов жидкостей в сосудах будет разной.

Опыт.

Учитель. А если мы в сообщающиеся сосуды нальем две несмешивающиеся жидкости разной плотности.

Эксперимент: один сосуд заполняется водой, другой маслом.

Опыт 3. Повторяют опыт, но в одну трубку наливают масло.

Учитель: Свободная поверхность разнородной жидкости в сообщающихся сосудах находится на разных уровнях.

Учитель. Будут ли они располагаться на одном уровне? (Слайд 13)

Столб какой жидкости будет выше?

Учащиеся: При равенстве давлений высота столба жидкости большей плотности меньше, чем высота столба жидкости меньшей плотности. (Учащиеся записывают в тетради).

Учитель: Давайте, ребята, докажем это теоретически. (ученик у доски, а другие в тетрадях)

Ученик Доказательство. Нальем в сосуд воду и масло. По закону Паскаля давление одинаковое, т.е. p₁= p₂. Давление воды определим по формуле p₁ = r₁gh₁, а давление масла по формуле p₂=r₂gh₂. Приравниваем их r₁gh₁ =r₂gh₂. Получим r₁h₁=r₂h₂, из этого равенства составим пропорцию, воспользуемся основным свойством (произведение крайних членов равно произведению средних членов) r₁/r₂ =h₂/ h₁, Сравнили плотность масла с плотностью воды.

Вывод: Чем больше плотность жидкости, тем уровень ниже. Что и требовалось доказать.

(Слайд 14)

5. Фронтальный опрос.

Что вы сегодня узнали на уроке?

Какие сосуды называются сообщающимися?

Какие свойства сообщающихся сосудов мы знаем теперь.?

Ученик: пытаются ответить.

(на слайдах набрать начало предложения ,а продолжают ученики)

Учитель: ребята, обратите внимание на экран, задание след характера, закончите предложение.

Ученик: В сообщающихся сосудах свободная поверхность покоящейся однородной жидкости находится на одном уровне.

В сообщающихся сосудах однородная жидкость устанавливается на одном уровне.

В сосудах любой формы и ширины однородная жидкость устанавливается на одном уровне.

Высоты столбов разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорциональны их плотностям. (Слайд 15)

Учитель: Где же применяли сообщающиеся сосуды в древности.

1. 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. Самый же первый настоящий водопровод появился в Древнем Риме в 312 году до н.э. и по длине был равен 16,5 километрам. Цензор Аппий Клавдий в его строительство даже вложил собственные средства. Граждане были ему за это благодарны, ведь ранее люди носили дождевую, ключевую, речную воду и хранили в больших емкостях в своих домах.
2. Второй водопровод был в длину около 70 км и также был сооружен в Риме до нашей эры в 274 году. Третий самый длинный водопровод в Риме насчитывал более 91,33 км. Важно отметить, что вышеописанные системы Римских канализаций исправно работают и сейчас. Был еще один короткий водопровод, который можно назвать самым коротким, начало его было в 15 км от Рима и на нем закончились постройки водопроводных систем в Римской Империи.

Учитель: А где вообще применяют сообщающие сосуды?

Дети:

6. 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. (Слайд 17)
• 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. (Слайд 17)
• 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. (Слайд 18)
• 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. (Слайд 19)
• 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. (Слайд 20)
• Действие артезианских колодцев и гейзеров основано на законе сообщающихся сосудов. (Слайд 21)
• Горячий фонтан в местечке Гейзер в Исландии. От названия этого местечка возник термин «гейзер». (Слайд 21)
• 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! (Слайд 22-25)

7. Этап закрепления материала.

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.

8. Итог урока.

Рефлексия. (Слайд 27)

Ваше настроение в конце урока: Проанализируйте, пожалуйста, «движение» своих мыслей, чувств, ощущений, которые возникли у вас в течение урока:

• удивлён,
• безразличен,
• радостно восхищён,
• встревожен,
• раздражён,
• спокоен.

Поделитесь своими мыслями, чувствами, что вы выбрали? Почему?

Как мы познаем мир?

Как мыслители или как художники?

Оценки по жетонам…… (изготовить жетоны)

9. Домашнее задание к следующему уроку.

(Слайд 28)

§ 39; придумать сообщающий сосуд .

Предлагаю вам побыть учеными- экспериментаторами, строителями.

• модель фонтана;
• модель оросительной системы для огорода;
• модель системы водопровода;

Учитель: Ребята! В заключение хочу сказать. Физик видит то, что видят все: тела и явления. Он также как и все восхищается красотой и величием мира, но за этой всем доступной красотой ему открывается еще одна красота закономерностей в бесконечном разнообразии вещей и событий. Физику доступна редкая радость – понимать природу, и даже «беседовать» с ней. Мне хочется пожелать вам научиться понимать природу, и разговаривать с ней на одном языке.

Литература:

1. А.В. Перышкин. Учебник физики 7 класс.
2. А.В. Перышкин. Сборник задач по физике 7-9 класс.
3. Марон А.Е., Е.А Марон Дидактический материал 7 класс.
4. Марон А.Е., Е.А Марон Сборник качественных задач по физике. 7-9 класс.
5. В.И. Лукашик Сборник задач по физике 7-9 класс.
6. Интернет-ресурсы. (Слайд 29).