Урок фізики з теми Сполучені посудини

Тема уроку: Сполучені посудини. Манометри

Мета: сформувати знання про сполучені посудини, про рівень вільної поверхні рідини в спо­лучених посудинах для однорідної та неоднорідної рідин; розглянути практичне застосування спо­лучених посудин; формувати вміння розв'язувати якісні та розрахункові задачі; розвивати критичне мислення, увагу, пам'ять та творчі здібності учнів.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Не той дурний, хто не знає...,

але той, хто знати не хоче.

Г. Сковорода

Хід уроку

І. Розминка

Відгадати загадку

На стіні висить тарілка,

По тарілці ходить стрілка.

Стрілка ця наперед

Нам погоду пізнає. (Барометр.)

II. Актуалізація опорних знань

Інтерактивна вправа «Чарівна паличка без повторення»

По естафеті в класі передається «чарівна палич­ка». Передаючи паличку, учень повинен до одного і того самого слова дібрати такі слова, щоб вийшло правильне словосполучення, але повторюватися не можна.

У вправі використовують кілька початкових слів:

1. Тиск.

2. Атмосферний тиск.

3. Барометр.

III. Мотивація навчальної діяльності

Мешканці сучасного Риму досі користуються залишками водогону, що побудований ще давніми римлянами.

Римські інженери в ті часи не зна­ли про закон сполучених посудин. Вони боялися, що у водоймищах, з'єднаних дуже довгою трубою, вода не встановиться на одному рівні. Довжина однієї з римських труб, Аква Марції, 100 км, хоча пряма відстань між її кінцями вдвічі менша. Римляни надавали водогінним трубам рівномір­ного ухилу вниз на всьому шляху, тому часто їм доводилося прокладати труби в обхід. Півсотні кілометрів камінної кладки довелося прокласти через незнання елементарного закону фізики.

То якого ж закону не знали римляни? Ми сьогодні дізнаємося. (Оголошення теми уроку.)

IV. Сприйняття навчального матеріалу

1. Сполучені посудини

Якщо дві або більше посудини сполучають­ся між собою трубками або протоками, то вони утворюють сполучені посудини. Демонстрація

2. Обґрунтування дослідів

Що ви спостерігаєте в цьому випадку? Як це можна пояснити?

Який висновок можна зробити? (У сполучених посудинах будь-якої форми поверхні однорідної рідини встановлюються на однаковому рівні.)

Оскільки рідина в спокої не переміщується з однієї посудини в іншу, отже, тиск її в обох посу­динах на будь-якому рівні однаковий.

Визначимо тиск у правій посудині:

p₁ = ρgh₁,

Визначимо тиск у лівій посудині:

p₂ = ρgh₂,

Оскільки тиск в обох посудинах однаковий, то: ρgh₁ = ρgh₂ або h₁ = h₂

3. Різні рідини в сполучених посудинах

В одну зі сполучених посудин, наповне­них водою, наллємо деяку кількість олії. Рідини в посудинах установилися на різних рівнях. Чому?

Відповідно до закону Паскаля тиск обох стовп­чиків однаковий:

p₁ = ρ₁gh₁, p₂ = ρ₂gh₂ ρ₁gh₁ = ρ₂gh₂

тоді:

При однакових тисках висота стовпчика рідини з більшою густиною буде менша за висоту стовп­чика рідини з меншою густиною.

4. Використання сполучених посудин

Сполучені посудини широко використовуються в побуті й техніці.

Шлюзи, артезіанський колодязь, фонтани.

5. Рідинний манометр

Рівень рідини в сполучених посудинах зале­жить від зовнішнього тиску. Це явище використано для побудови рідинних манометрів - приладів для вимірювання тиску. Демонструємо дію рідинного манометра та визначаємо за допомогою нього тиск.

6. Металеві манометри

У техніці застосовують металеві манометри. Основною части­ною манометра є плоска трубка, зігнута дугою невеликого радіуса. Один кінець запаяний, а інший з'єднаний із трубкою, що веде до резервуара, де ви­мірюється тиск. Якщо тиск у трубці буде зростати, то трубка починає розгинатися. Металеві манометри не такі чутливі, як водяні, але надійність їх значно вища.

V. Осмислення об'єктивних зв'язків

Розв'язування задач

1. На дошці малюнок: два чайники одного діаметру: один високий, другий - низький, але верхня частина носиків на одному рівні. В який із чайників можна налити більший об'єм води?

2. Нижню частину сполучених посудин запо­внили ртуттю. У ліве коліно налили гас, а в праве - воду, висота стовпчика якої 48 см. Якої висоти має бути стовпчик гасу, щоб ртуть залишилася на тому самому рівні?

3. Яка густина рідини, налитої в ліве коліно труб­ки (мал.)?

VI. Узагальнення знань

VII. Домашнє завдання

1. § 26,28

2. Розв'язати задачу:

У праве коліно сполучених посудин налита вода, у ліве - бензин. Висота стовпа бензину 25 см. Визначити, на скільки відрізняються рівні води в колінах.