Тип урока: комбинированный урок.
Цели урока.
Образовательные
- Показать процесс появления и развития технических устройств, которые измеряют атмосферное давление.
- Познакомить учащихся с работой и устройством барометра-анероида.
- Выяснить, как зависит атмосферное давление от высоты.
Воспитательные
- Использовать элементы истории создания, развития техники для развития интереса к науке.
- Воспитание личности примерами исторических персон.
Развивающие
- Развивать умение решать физические задачи.
- Развитие логического мышления (умение анализировать, сравнивать, заключать).
План урока
| Этапы | Приёмы и методы | Время, мин. |
| 1. Организационный | Приветствие | 2 |
| 2. Актуализация знаний | Повторение, ответы на вопросы, заполнение таблицы | 8-10 |
| 3. Изучение нового материала | Рассказ, беседа с учителем, решение задач | 20-25 |
| 4. Заключение | Ответы на вопросы теста | 8 |
Ход урока
Здравствуйте, ребята! Я рада вас всех здесь приветствовать. На прошлых уроках вы изучали, такое явление как атмосферное давление. Сегодня мы с вами узнаем, как можно измерить атмосферное давление.
На доске выписаны слова, с каждым мы сегодня встретимся:
- Барометр
- Атмосферное давление
- Торричелли
- Анероид
- Паскаль
- Путешествие в стратосферу
- Люсьен Види
- Джомолунгма
В таблицы, которые у вас есть впишите, что вы уже знаете в столбик “знаю”. Теперь подумайте, что вам из этого списка интереснее всего и впишите в столбик “хочу узнать”.
| Знаю | Хочу узнать | Узнал |
- Что такое атмосфера? Из каких слоёв она состоит? (Запишите последовательность цифр, в порядке удаления от земной поверхности)
- Экзосфера
- Тропосфера
- Термосфера
- Мезосфера
- Стратосфера
- Что называют силой атмосферного давления? (Сила, с которой атмосфера давит на Земную поверхность)
- Кто предложил способ измерения атмосферного давления:
- Паскаль
- Торричелли
- Ньютон
- Архимед
- В начале измерения уровень ртути в трубке Торричелли находится на уровне 1, через некоторое время он оказался на уровне 2. Как изменилось атмосферное давление?
- Увеличилось
- Уменьшилось
- Не изменилось
- Нельзя однозначно ответить
- Зачем нужно измерять атмосферное давление? (Знание атмосферного давления помогает морякам, врачам, метео зависимым людям)
- Переведите в Паскали давление: 750 мм. рт. ст
- Выразите в мм. рт. ст. атмосферное давление : 984, 2 гПа.
Мы сегодня с вами изучим приборы для измерения атмосферного давления и узнаем как же зависит давление от высоты. Тема урока: Барометр – анероид. Атмосферное давление на различных высотах.
Если трубке с ртутью, использовавшейся в опыте Торричелли, прикрепить вертикальную шкалу, то получится простейший прибор – ртутный барометр (от греч. барос – тяжесть, метрео – измеряю). Он служил для измерения атмосферного давления.
- Какие плюсы есть у такого прибора? (Простота в создании и использовании)
- Какие минусы есть у такого варианта измерения атмосферного давления? (Использование токсичной ртути, хрупкость конструкции)
Позже Блез Паскаль размышляя над опытом Торричелли предложил свои вариант доказательства существования атмосферного давления. Паскаль считал, что необходимо повторить эксперимент у подножия какой-нибудь горы, а другой раз на вершине ее и измерить высоту столба жидкости.
Паскаль повторяет опыты Торричелли в 1648 г. не только с ртутью, но и с маслом и с водой, красным вином, для этого он инициирует опыты у подножья и на вершины горы Пюи – де Пом. Эти опыты тоже доказали существование атмосферного давления.
Моряки, для предсказания погоды, использовали барометр, который наполняли крепким вином. Принцип действия такого прибора прост: если в носике жидкость выше отметки, то атмосферное давление повышенное, иначе если жидкость ниже отметки, то давление высокое.
- Мы исключили ртуть из нашего прибора, но какие минусы остались у конструкции? Как зависят характеристики прибора от плотности используемой жидкости. (Хрупкость, не транспортабельность. Чем меньше плотность жидкости, тем больше столб жидкости необходим для измерения атмосферного давления.)
- Как можно сделать прочнее прибор? Как это может повлиять на процесс измерения? (Стеклянную трубку заменить металлической. Невозможность вести измерение, так как трубка не прозрачна. Увеличение общей массы прибора.)
- А что если изменить рабочее тело? Возможно, в качестве рабочего тела можно попробовать взять твердое или газообразное вещество.
- Если мы жидкость заменим на твёрдое тело? На песок, например? (Давление твердого тела передается только в направлении действия силы, поэтому атмосферное давление измерить невозможно.)
- Таким образом, твердое вещество в качестве рабочего тело применять нецелесообразно, подобно жидкому веществу. А газ? Какими свойствами обладает газ? (Не сохраняет ни форму, ни объем.)
Так и поступили в 1845 году Люсьен Види решил создать прототип коммерческого барометра-анероида (от греч. анеройдос – “безжидкостный”).
Устройство барометра-анероида следующее: его основной частью является круглая металлическая коробка с волнистыми (гофрированными) основаниями. Путем откачивания воздуха внутри этой коробки создано сильное разрежение. При повышении атмосферного давления коробка сжимается, и ее верхняя (прогибающаяся) поверхность начинает тянуть прикрепленную к ней пружину. При уменьшении давления пружина разгибается, и верхнее основание коробки приподнимается. К пружине с помощью передаточного механизма прикреплена стрелка-указатель. Эта стрелка перемещается по шкале. Градуировку шкалы анероида осуществляют и выверяют по показаниям ртутного барометра.
- Подпишите основные части барометра – анероида на рисунке.
- Какие достоинства и недостатки вы видите у такого прибора? (Барометры-анероиды менее надежны, чем ртутные, так как содержащиеся в них пружины и мембраны со временем изменяют свою упругость. Однако вследствие своей портативности и отсутствия жидкости они более удобны в обращении и потому широко используются на практике.)
Итак, мы проследили историю создания приборов для измерения атмосферного давления. Но обратимся ещё к одному интересному факту. Ещё Паскаль во время своих опытов с жидкостями доказал, что при подъеме давление уменьшается, причем на каждые100 м на 10 мм.рт.ст. Почему? (Меняется высота столба воздуха, и уменьшается плотность его плотность. Весь воздух сосредоточен в ближних к Земле слоях атмосферы.)
Наблюдения показывают, что атмосферное давление в местностях, лежащих на уровне моря, в среднем равно 760 мм. рт.ст. Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°С, называется нормальным атмосферным давлением.
Нормальное атмосферное давление равно 101 300 Па = 1013 гПа.
Давайте обратимся к таблице и подумаем, как изменение давления скажется на человеке:
| Высота, км | Зона и её характеристики |
| >8 (Джомолунгма) | Смертельная зона: человек может находится без дыхательного аппарата лишь – 3 минуты |
| 6-8 | Критическая зона: серьезные функциональные расстройства жизнедеятельности организма |
| 4-5 (Эльбрус, Ключевская сопка) | Зона неполной компенсации: ухудшение общего самочувствия |
| 2-4 | Зона полно компенсации: некоторые нарушения сердечнососудистой системы, органов чувств, и др. |
| 1,5- 2 | Безопасная зона |
В 1934 году состоялся полёт в стратосферу экипажа “Осоавиахим-1”. В экипаж входили – бортинженер А.Б. Васенко, научный сотрудник – И.Д. Усыскин и командир экипажа Ф.П. Федосеенко. Это был первый в истории воздухоплавания зимний полёт стратостата, риск был очень велик. Поверхность шара обледенела, воздух внутри сжался, при этом на рекордной высоте 22 км атмосферное давление мало. Стратостат потерял управление в таких условиях и потерпел крушение. Все трое погибли. Урны с прахом захоронены в Кремлёвской стене.
- Выполните задания 2, 3 на рабочем листе
Давайте проверим, как вы поняли новый материал?
Что сегодня нового вы узнали на уроке? Что вам было интереснее всего? Занесите ваш ответ в столбик “Узнал” на листочке с таблицей.
Домашнее задание: Учебник §43,44. Упражнение 21,-2,3.
Литература
- Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений. -М.: Дрофа, 2006.
- Громов С.В., Родина Н.А. Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений.-М.: Просвещение, 2000.
- Чеботарева А.В. Тесты по физике 7 кл. - М.: Экзамен, 2011.