Конспект урока «Атмосферное давление и его измерение» по физике для 7 класса

Тема урока: Атмосферное давление и его измерение.

Бинарный урок (физика-география) в 7 классе

Цель урока:

• сформировать представление об атмосферном давлении, о способах его измерения;

• показать практическое значение знаний об атмосферном давлении;

• исследовать зависимость давления от высоты; продолжать расширять кругозор учащихся;

• развивать умение наблюдать и анализировать физические явления;

• формировать у учащихся поликультуру (использование информации из истории физических открытий) и информационную компетентность.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация «Атмосферное давление», барометр-анероид, погодник, стеклянная бутылка, вареное яйцо, лист бумаги, спички, стакан, шприц, воздушный шар, 2 пластиковых стаканчика.

Тип урока: изучение нового материала.

ХОД УРОКА:

Ι. Организационный момент (слайд 1)

Актуализация опорных знаний учащихся.

Учитель географии.

- Вы уже знаете, что мы живем на дне огромного воздушного океана. Его «глубина» составляет приблизительно 480 км. Только этот океан не имеет четких границ и берегов. Имя этого океана – атмосфера. (слайд 2)

• Что же такое атмосфера? (воздушная оболочка Земли)

• Из чего состоит атмосфера? (воздух – это смесь газов (кислород, водород, азот, аргон, углекислый газ, гелий, неон, водяной пар, двуокись серы, аммиак, озон))

• Какое значение для нашей планеты имеет атмосфера? (атмосфера содержит кислород, необходимый нам для дыхания, поддерживает тепловой баланс на нашей планете, защищает нас от ультрафиолетового излучения и от метеоритных бомбардировок. Благодаря ей, над нами голубое небо над головой, а на месяце, т.к. ее нет – над планетой черная бездна с яркими звездами.)

• Чем удерживается атмосфера вблизи Земли? (притяжением Земли)

• У какой планеты Солнечной системы нет атмосферы? (Меркурий)

Какая будет Земля без атмосферы? (Как поверхность Луны) (слайд 3)

ΙΙ. Изучение нового материала.

Учитель физики.

Мы знаем, что на воздух, как и на любое тело на нашей планете, действует сила тяготения, поэтому вследствие этого притяжения атмосфера давит на поверхность Земли, на каждого из нас. Например, на поверхность ладони она давит с силой, равной весу взрослого человека.

• Почему мы не чувствуем давления атмосферы? (Атмосферное давление уравновешено давлением внутри нас).

Наблюдение действия атмосферного давления.

Опыт №1.

Приборы и материалы: стакан с водой, лист бумаги.

1. Набрать в стакан воды (меньше половины) и накрыть листом бумаги.

2. Крепко прижать лист бумаги и перевернуть стакан. Вода не выливается.

Почему? Объяснение.

Опыт №2.

Приборы и материалы: стеклянная трубка, стакан с водой.

Опыт №3.

Приборы и материалы: воздушный шарик, 2 пластиковых стаканчика.

Учитель географии.

Атмосферное давление имеет очень большое влияние на жизнь нашей планеты и на нашу жизнь также. Именно благодаря атмосферному давлению идет дождь, падает снег; благодаря ему мы можем наблюдать такие явления природы как ураган, смерч. И конечно же, если бы не было атмосферного давления у нас не было бы всеми любимой хорошей солнечной погоды (слайды 4-8). О всех изменениях погоды нам скажет атмосферное давление, но о том, что такое атмосферное давление узнали сравнительно недавно, в XVII в. (слайд 9), когда герцог Тосканский решил построить фонтан на террасе своего дворца, а вода для фонтана должна была закачиваться из озера. Но поскольку озеро лежало ниже террасы дворца, вода поднялась всего лишь на 10,5м над уровнем озера. Таким образом, фонтан не заработал. Эту задачу смог решить Эванджелиста Торричелли. Он предположил, что вода в насосе испытывает действие веса воздуха, которое уравновешивается именно на высоте 10,5м.

Учитель физики.

Итальянский физик и изобретатель Эванджелиста Торричелли – один из учеников и последователей Галилео Галилея (слайд 10). В первой половине XVII ст. он изготовил линзы для телескопа, которые по совершенству никто не превзошел до сего дня, а также первый с помощью опыта измерил атмосферное давление

Его опыт, выполненный в 1643 году, заключается в следующем. Стеклянную трубку длиной 1м, запаянную с одного конца, он заполнил ртутью. Потом плотно закрыл трубку и перевернул запаянным концом вверх. Опустил в лабораторную чашку и открыл. При этом часть ртути вылилась, а часть осталась в трубке (слайд 11).

• В трубке над ртутью нет воздуха – образовался вакуум. Почему? (Потому что давление столба ртути в трубке и давление воздуха на ртуть в чашке уравновешено).

К такому же выводу пришел и сам Эванджелиста Торричелли. После многочисленных опытов он заметил, что высота столба ртути в трубке не постоянна. (слайд 12)

Учитель географии.

Атмосферное давление зависит от высоты над поверхностью Земли. Впервые эту зависимость заметил Блез Паскаль. Группа его учеников поднималась на гору Пюи-де-Дом в Клермоне (Франция) и выяснила, что с увеличением высоты над уровнем моря уменьшается атмосферное давление.

Нормальным считается давление на уровне моря при температуре 0 ºС, что составляет 760мм рт. ст. (запись в тетрадь) (слайд 13)

Установлена также закономерность, что в среднем при подъеме на 11-12 м давление понижается на 1мм рт. ст. (запись в тетрадь). (слайд 14) Эту закономерность мы используем при решении задач по физике и по географии.

Учитель физики.

Какими же приборами измеряется атмосферное давление?

Первым прибором для измерения атмосферного давления был ртутный барометр (слайд 16). Можно также использовать водяной барометр, но из-за того, что плотность воды значительно меньше плотности ртути, водяной барометр был значительно большего размера.

• Как вы думаете, ребята безопасно было пользоваться такими приборами? (Нет. Ртуть (пары ртути) – ядовитое вещество. Кроме того, он был больших размеров и мог разбиться.)

Над созданием удобного и безопасного прибора для измерения атмосферного давления работало много поколений ученых. Был сконструирован барометр-анероид, что в переводе означает «не имеющий жидкости, безжидкостный» (запись в тетрадь)(слайд 17)

Вам интересно из чего он состоит? (слайд 18-20) Конечно, разбирать барометр мы не будем, а выясним его строение по схеме на слайде:

1-металлическая гофрированная коробочка;

2-пружина;

3- стрелка;

4- передающий механизм;

5-шкала.

Из металлической гофрированной коробочки откачан воздух и, чтобы под действием давления она не сплюснулась, к её стенкам прикрепили пружину, которая мгновенно реагирует на изменение атмосферного давления (если давление повышается, крышка коробки слегка прогибается, а, если давление понижается, то крышка становится слегка опуклой). Через передающий механизм колебания передаются к стрелке, которая фиксирует показания давления на шкале.

Внешний вид барометров может быть разным, но принцип действия одинаков. (слайд 21-23)

Учитель географии.

Современный человек привык полагаться на прогноз погоды, сделанный синоптиками. И при этом совсем забыл, что рядом с ним есть настоящие, «проверенные», барометры, которые точно и заблаговременно предсказывают изменения погоды, прогнозируют наводнения и землетрясения. Такими живыми барометрами являются и животные, и птицы, и насекомые, и растения. Везде, куда бы мы ни пришли, есть живые барометры. Такими приборами в лесу, в поле, у моря или на берегу озера. В наших пресных водоемах раки перед дождем выползают на берег. Сходную картину можно увидеть и в море. Очень чувствительны к перемене погоды лягушки. Если вечером от небольшого болота или прудика несется громкое кваканье - настоящий лягушачий концерт, на следующий день будет хорошая погода. К непогоде лягушки тоже квакают, но не заливистой трелью, а глухо. Если же лягушки до этого громко квакали, а потом вдруг замолчали, то надо ждать холодную погоду. У лягушек, по многим наблюдениям, даже цвет кожи меняется в зависимости от надвигающейся погоды: перед дождем они приобретают сероватый оттенок, а перед тем, как установиться ведру, немного желтеют. Вполне объяснимая примета, ведь лягушки заранее готовятся к непогоде или солнечным дням и соответственно будущему световому спектру выдвигают в клетках кожи ближе к ее поверхности необходимые пигментные зерна. Как они узнают об изменении погоды за несколько часов вперед - тоже пока остается загадкой. Видимо, на их теле есть чувствительные точки, с помощью которых лягушки улавливают изменения зарядов атмосферного электричества. Если маленькие крабики, раки отшельники, бокоплавы ушли на берег - значит, быть шторму.

Еще при ясном небе муравьи стремительно закрывают все входы в муравейник. Пчелы перестают летать за нектаром к цветам, сидят в улье и гудят. Стараются укрыться перед грозой и бабочки крапивницы. Если их не видно над цветами, значит, через несколько часов начнется дождь. О хорошей погоде могут сообщить кузнечики. Если они вечером сильно стрекочут, утро будет солнечное. Важно приметить, какое дерево раньше распустится - ольха или береза. Если первой распускается береза, то можно ждать хорошего теплого лета с ясными солнечными днями и короткими бурными дождями. И наоборот, если ольха распустится раньше березы, то лето будет холодным и дождливым. Обычно много сока из березы течет перед дождливым летом. А осенью это дерево может рассказать, когда наступит следующая весна - рано или поздно. Для этого достаточно посмотреть, как у нее начинают желтеть листья. Если с верхушки - весна будет ранней, а если снизу - поздней. Непогоду предсказывают водные растения и растения, которые встречаются около воды: стрелолист, осина, ольха, ива. Появление прозрачных капель жидкости на листьях указывает на приближающийся дождь (т.д.). (слайд 24-25)

ΙΙΙ. Закрепление изученного материала.

Учитель физики

Качественные вопросы-задачи (слайд 28)

1.Почему опасно сдавать в багаж плотно закрытые банки?

2.Почему вода из опрокинутой бутылки выливается рывками, с бульканьем, а из резиновой медицинской грелки вытекает ровной сплошной струёй?

3.Равно ли давление воздуха внутри туго надутого резинового мяча давлению наружного воздуха?

Учитель географии (слайд 26-27)

Задача №1

Учащиеся 7 класса измеряли атмосферное давление в школе – 756 мм рт.ст. На какой высоте относительно реки находится их школа?

Дано: Решение:

р1=756 мм рт.ст. 1) Найдем разницу давлений:

р2=760 мм рт.ст. р2 - р1=760 мм рт.ст. - 756 мм рт.ст.= 4 мм рт.ст.

h-? 2) Каждые 11 м происходит понижение давления на

1 мм рт.ст., следовательно:

1 мм рт.ст. - 11 м

4 мм рт.ст. - h

4 мм рт.ст. 11 м

h = =44 м

1 мм рт.ст.

Ответ: школа находится на высоте 44 м над уровнем реки.

Учитель физики

Давайте проверим, как вы усвоили эту тему, нужно установить соответствие: (слайд 29)

1. ЭВАНДЖЕЛИСТА

ТОРРИЧЕЛЛИ

Опыт №1. Наблюдение действия атмосферного давления.

Приборы и материалы: стеклянная бутылка, вареное яйцо, спички, лист бумаги.

1. Очищенное вареное яйцо положить на горлышко бутылки (оно не пролезает в бутылку).

2. Лист бумаги свернуть гармошкой, поджечь и бросить его в бутылку и повторить п.1 (яйцо втягивается в бутылку).

Объяснение.

IV. Домашнее задание