ЦЕЛИ:
- Создать условия для изучения учащимися природы атмосферного давления и его влияния на климат и живые организмы.
- Познакомить учащихся с устройством барометра и научиться определять давление при помощи барометра-анероида.
- Объяснить причины возникновения областей повышенного и пониженного давления, а также причины неравномерного распределения осадков на Земле.
Планируемые результаты.
Предметные
- Знают что такое атмосферное давление, каким прибором измеряется атмосферное давление.
- Умеют объяснить зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря и температуры воздуха.
Личностные
- Осознают ценность единства природы и человека.
- Работают в коллективе, высказывают суждения, подтверждая их фактами.
Метапредметные
- Организовывают свою деятельность, определяют её цели и задачи.
- Ведут самостоятельный поиск, анализ, взаимодействуют друг с другом и владеют элементарными практическими умениями работы с учебником и приборами.
ОБОРУДОВАНИЕ: барометр-анероид, таблица “Измерение атмосферного давления”, ИКТ.
Ход урока
I. Введение
- Организация класса
II. Изучение нового материала.
- Как узнали об атмосферном давлении.
- Опыт Торричели.
- Барометры.
- Изменение атмосферного давления с высотой.
- Атмосферное давление и погода.
- Значение атмосферного давление в природе и в жизни человека.
- Выводы.
III. Закрепление.
IV. Домашнее задание: физика п. 42-44, упр.20, география п. 7.
Учитель географии
В тетрадь записать тему урока “Атмосферное давление” (слайд 1).
Перед нами стоят три задачи:
1. Выяснить как впервые было измерено атмосферное давление.
2. Познакомиться с устройством барометра.
3. Установить как изменяется атмосферное давление с высотой (слайд 2).
“Атмосфера оживляет Землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные, человек-всё живёт в атмосфере и благодаря ей. Земля плавает в воздушном океане; его волны омывают как вершины гор, так и их подножия; а мы живём на дне этого океана, со всех сторон им охваченные, насквозь им проникнутые... Ни кто иной, как она покрывает зеленью наши поля и луга, питает и нежный цветок, которым мы любуемся, и громадное, многовековое дерево, запасающее работу солнечного луча для того, чтобы отдать нам её впоследствии” - так писал об атмосфере французский астроном 19 века Камилл Фламмарион (слайд 3).
А вот как описывал увиденное сквозь иллюминаторы корабля “Восток-2” лётчик-космонавт Герман Степанович Титов: “Горизонт Земли окружён ореолом нежно-голубого цвета, который постепенно темнеет, становясь бирюзовым, синим, фиолетовым и, наконец, переходит в черный цвет...” Таков воздушный океан, на дне которого мы живём (слайд 4).
Каждое тело, любая песчинка, любой предмет, находящийся на Земле, подвержен давлению воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление.
Причина атмосферного давления очевидна. Как и вода, воздух обладает весом, а значит, оказывает давление, равное (как и для воды) весу столба воздуха, находящегося над телом.
Но к такому заключению ученые пришли не сразу.
Учитель физики.
Ещё в древней цивилизации были известны всасывающие насосы. С их помощью можно было поднять воду на значительную высоту. Вода удивительно послушно следовала за поршнем такого насоса.
Древние философы задумывались о причинах этого и пришли к такому глубокомысленному заключению: вода следует за поршнем потому, что природа боится пустоты, поэтому-то между поршнем и водой не остаётся свободного пространства (слайд 5).
Рассказывают, что один мастер построил для садов герцога Тосканского во Флоренции всасывающий насос, поршень которого должен был затягивать воду на высоту более 10 м. Но, как ни старались засосать этим насосом воду, ничего не получалось. На 10 м вода поднималась за поршнем, а дальше поршень отходил от воды, и образовывалась та самая пустота, которой природа боится.
Когда с просьбой объяснить причину неудачи обратились к Галилею, он ответил, что природа действительно не любит пустоты, но до определённого предела.
Ученик Галилея Эванджелиста Торричелли, использовал этот случай как повод для того, чтобы поставить в 1643г. свой знаменитый опыт с трубкой, наполненной ртутью (слайд 6). Взяв трубку высотой более 76 см, Торричелли создал пустоту над ртутью (её часто называют в его честь торричелливой пустотой) и таким образом доказал существование атмосферного давления.
Впервые атмосферное давление было измерено в 1643 году Э.Торричелли. Опыт Торричелли заключается в следующем. Стеклянную трубку длинной около 1м, один конец которой запаян, заполняют ртутью и, закрыв отверстие другого конца, переворачивают и погружают в сосуд с ртутью. Затем отверстие открывают, часть ртути и трубки выливается в сосуд, а в трубке остаётся столб ртути высотой h. Эта высота ртутного столба сохраняется и при наклонном положении трубки.
Атмосферное давление, уравновешиваемое при 0 градусов столбом ртути высотой h = 760 мм, считается нормальным. Значение этого давления называют нормальной, или физической атмосферой и обозначают 1 атмосфера. 760 мм рт. ст.= 1 атм.= 101300 Па – нормальное атмосферное давление (слайд 7)
Учитель географии
Из географии вам известно о приборе для измерения атмосферного давления. Как он называется?
Правильно – это барометр. Изготовить барометр нетрудно. Если к трубке с ртутью, использовавшейся в опыте Торричелли, прикрепить вертикальную шкалу, то получится простейший прибор - ртутный барометр.
Ртутным барометром можно измерить атмосферное давление с очень большой точностью. Разумеется, не обязательно брать ртуть, годится и любая другая жидкость. Но ртуть - наиболее тяжёлая жидкость, и высота столба ртути при нормальном давлении будет наименьшей. Ртутный барометр - не особенно удобный прибор. Нежелательно поверхность ртути оставлять открытой (ртутные пары ядовиты), кроме того, прибор не портативен.
Этих недостатков нет у металлических барометров - анероидов. Это небольшая круглая металлическая коробка со шкалой и стрелкой (слайд 8). На шкалу нанесены величины давления, обычно в сантиметрах ртутного столба. Из металлической коробки выкачан воздух. Крышка коробки удерживается сильной пружиной, так как иначе она была бы вдавлена атмосферным давлением. При изменении давления крышка либо прогибается, либо выпячивается. С крышкой соединена стрелка, причем так, что при вдавливании стрелка идёт вправо. Такой барометр градуируется путём сравнения его показаний с показаниями ртутного барометра.
Если вы хотите узнать давление, не забудьте постучать пальцем по барометру. Стрелка циферблата испытывает большое трение и обычно застревает на “вчерашней погоде”.
Учитель физики:
Вопрос: Что такое атмосфера? Правильно, это воздушная оболочка Земли. Она удерживается около Земли силами тяготения и оказывает давление на все тела, с которыми соприкасается. Верхняя граница атмосферы на высоте около 10000м над уровнем моря (слайд 9).
Установлено, что масса всей атмосферы составляет около 15* 1015 тонн. Это совсем немного, ибо равняется одной миллионной части всей массы планеты Земля. Каждый горизонтальный слой атмосферы сжат силой тяжести вышележащих слоёв. Поэтому давление и плотность воздуха в нижних слоях атмосферы больше, чем в верхних. На высоте 10 км давление составляет порядка 200 мм рт. ст., а на высоте 50 км всего 0,7 мм рт. ст. Вывод: Атмосферное давление изменяется с высотой (слайд 10).
Вопрос: Назовите самую высокую вершину в России? А знаете ли вы, что на вершине Эльбруса (5642 м над уровнем моря), давление около 380 мм рт. ст, т.е. примерно в два раза меньше, чем средний показатель для равнин (слайд 11).
В самолёте на передней стенке кабины помещён прибор, показывающий с точностью до десятков метров в высоту, на которую поднялся самолёт. Прибор называется альтиметром. Это обычный барометр, но проградуированный на значения высот над уровнем моря (слайд 12). При спуске же в глубокие шахты под уровень моря – давление будет возрастать.
Мы знаем, что нормальным принято называть давление, измеренное на уровне моря на параллели 45 градусов при температуре 0 градусов С. Оно равно 760 мм ртутного столба. При подъеме на 11 м атмосферное давление понижается на 1 мм ртутного столба. Город Москва находится на высоте 200 метров над уровнем моря, значит нормальное атмосферное давление для Москвы примерно 742 мм ртутного столба.
Учитель географии:
Вопрос: Как вы думаете, зависит ли погода от атмосферного давления?
Правильно, земная поверхность нагревается неравномерно, тёплый воздух поднимается вверх, давление становится ниже (падает). Холодный воздух более плотный и тяжелый, давление в таких районах высокое.
Вывод: при повышении температуры давление убывает, при понижении повышается.
Так же от атмосферного давления зависит и количество осадков. Нагретый воздух содержит много влаги, поднимаясь вверх он охлаждается и становится насыщенным. Поэтому в области низкого давления выпадает много осадков, а в области высокого давления устанавливается солнечная, сухая погода (слайд 13).
В глобальном масштабе на Земле можно выделить несколько поясов низкого и высокого давления. В экваториальных широтах давление всегда пониженное. Это объясняется тем, что нагревающийся от поверхности Земли воздух поднимается вверх и уходит в сторону тропических широт, создавая там повышенное давление.
Над холодной поверхностью в Арктике и Антарктике давление повышенное (воздух холодный, тяжёлый). В умеренных широтах давление низкое. В результате формируются пояса пониженного (экваториальный и умеренные) и пояса повышенного атмосферного давления (тропические и полярные) (слайд 14).
Воздух находится в непрерывном движении. Именно это перемещение воздуха вдоль земной поверхности называют ветром. Направление ветра зависит от распределения давления и от отклоняющего действия вращения Земли (силы Кориолиса). Воздух стремится перемещаться от большого давления к меньшему по кратчайшему расстоянию. В результате чередования поясов атмосферного давления и действия отклоняющей силы вращения Земли сложилась планетарная система атмосферной циркуляции (слайд15).
Вывод: Атмосферное давление влияет на неравномерное распределение осадков, создает области высокого и низкого давления на Земле и определяет направление ветра (слайд 16).
Учитель физики.
Значение атмосферного давления в природе и жизни человека (можно дать обучающимся опережающее задание).
В 1504 г. английский мореплаватель Питер Мертир сообщил, что слышал от самого Колумба о странной рыбе прилипале. Эта рыба с такой силой присасывается к акуле, что оторвать её не возможно.
Ничуть ни хуже действуют и металлические “ прилипалы” - вакуумные грузозахватные приспособления, созданные человеком. Присоски этих “прилипал” представляют собой металлические или резиновые чаши. Достаточно откачать воздух из чаши, положенной, например, на лист стали, чтобы присоска стала своеобразным крюком подъемного крана. Ему безразлично какой груз поднимать: бочки, рулоны, бумаги, доски. Присоединяя к телу несколько присосок, можно поднять и “пустотой” груз массой до 10 т (слайд 17).
Воздух может быть и лекарем. При сильном кашле врач приписывает больному банки, их действие основано на атмосферном давлении. Так же в хорошо известном нам медицинском инструменте – шприце благодаря атмосферному давлению лекарство устремляется за поршнем. В поршневом насосе вода поднимается за поршнем под действием атмосферногодавления. По такому же принципу действует хорошо известная нам в быту пипетка (слайд 18).
Благодаря атмосферному давлению мы дышим. Мышцы увеличивают объём лёгких и в них поступает воздух (слайд 19).
А вот лягушка, блестящий “синоптик” (метеоролог); её кожа очень легко испаряет влагу. В сухой атмосфере кожа быстро обезвоживается, поэтому лягушка в такую погоду сидит в воде; В сырую погоду или когда собирается дождь, она вылезает на поверхность, обезвоживание ей теперь не грозит. Инстинкты животных, как это доказано наукой, безошибочны (слайд 20).
Выводы: (записать в тетрадь)
1) Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле.
2) Атмосферное давление зависит от высоты.
3) Атмосферное давление влияет на неравномерное распределение осадков (слайд 21).
3. Закрепление
1. Что такое атмосферное давление?
2. За счёт чего возникает атмосферное давление?
3. Какой прибор используется для определения атмосферного давления?
4. Что происходит с атмосферным давлением при подъёме вверх?
5. Альпинисты поднялись на высочайшую вершину Кавказа гору Эльбрус, высота которой 5642 м. Какое атмосферное давление они там будут ощущать? (слайд 22).
4. Домашнее задание: физика – п. 42-44, упр.20, география – п. 7.