Урок физики по теме «Атмосферное давление». (интегрированный с географией) 8-й класс

Учитель физики и информатики

МОУ СОШ №1 г.Собинки Червова Е.Н.

Цели урока:

Образовательная: способствовать усвоению понятий: атмосфера, вес воздуха, атмосферное давление; формирование навыков поисковой деятельности и умений теоретически обосновывать явления, происходящие с участием атмосферного давления.

Развивающая: развитие умений и способностей учащихся работать самостоятельно; расширение кругозора, развитие интереса к экспериментальной физике.

Воспитательная: воспитание внимательного, доброжелательного отношения к ответам одноклассников; личной ответственности за выполнение коллективной работы.

Тип урока: урок изучения нового материала

Методы обучения: беседа, объяснительно-иллюстративный, информационно-компьютерный, самостоятельная работа.

Оборудование:

приборы для демонстрации опытов, подтверждающих существование атмосферного давления: стеклянный шар с пробкой и резиновым отводом; насос; рычажные весы; набор гирь; стакан с водой; трубка с поршнем; медицинский шприц; пипетка; бытовые присоски; пустая банка с крышкой.

компьютер с мультимедийным проектором;

учебник "Физика.8 класс", под ред. Н.С.Пурышева;

план-конспект урока,

мультимедийное приложение к уроку Приложение 1.

Ход урока

1. Целеполагание и мотивация. Слайд 1

Учитель: Здравствуйте, друзья! Я очень рада вас видеть и верю, что урок у нас пройдет великолепно и настроение у нас станет прекрасным.

А у меня настроение не очень хорошее. Готовя к уроку опыт, я ополоснула банку горячей водой и сразу закрыла крышкой. Теперь снять ее не возможно. Попытайтесь объяснить, что стало причиной этого явления.

Учитель: Объясняя этот явление, мы приоткрываем тайну удивительного и важного физического явления, которое является темой нашего урока. Попробуйте догадаться, какого? Слайд 2

Тема урока: Атмосфера Земли. Атмосферное давление.

(учащиеся записывают тему в тетрадь)

Цель урока: Рассмотреть строение атмосферы Земли, убедиться в существовании атмосферного давления и научиться использовать полученные знания для объяснения физических явлений.

2. Актуализация знаний

Учитель: Какие физические величины нам понадобятся сегодня для того, чтобы мы достигли поставленной цели? Слайд 3

Ученики:

Вес - сила, с которой тело давит на опору вследствие притяжения к Земле.

Давление - величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности;

Атмосфера - газовая оболочка Земли. Слайд 4

О том, что Земля покрыта воздушной оболочкой под названием атмосфера, вы узнали на уроках географии, давайте же вспомним, что вам известно об атмосфере из курса географии? Посмотрите в конспект на ваших столах Приложение 4

Воздух окружает нас, он необходим для жизни. Люди настолько привыкли вдыхать воздух, двигаться в нем и ощущать его кожей, что перестали его замечать.

Атмосферой называется газовая оболочка окружающая Землю. От греческих слов «атмос» - пар и «сфера» - шар.

В состав атмосферы входят различные газы (рассматриваем таблицу).

Но в основном в ней находятся азот (78 %) и кислород (21 %). Мы знаем, что молекулы движутся беспорядочно с большой скоростью. Чтобы выйти за пределы притяжения Земли, необходимо развить очень большую скорость - 11,2 км/с.

При этом основная масса земной атмосферы находится на высоте не более 10 км от Земли, т.к. за счет земного притяжения молекулы воздуха не могут улететь далеко от поверхности Земли. Резкой границы она не имеет ее верхние слои очень разряжены и постепенно переходят в пустое межпланетное пространство.

По своему строению воздушный океан напоминает дом.

Тропосфера. Первый «этаж» - тропосфера. Этот слой простирается в среднем до 11 км над уровнем моря, и температура в нем с высотой уменьшается.

Стратосфера. Второй «этаж» - стратосфера. Второй «этаж» располагается между 11-м и 55-м км над уровнем моря.. Здесь - царство стужи, с приблизительно постоянной температурой 40 °С ниже нуля.

Мезосфера. Третий «этаж» - мезосфера. Этот слой занимает пространство между 55-м и 80-м км от Земли.

Термосфера. Четвертый «этаж» - термосфера. Воздух в термосфере еще сильнее разрежен. Частицы движутся с такими большими скоростями, которые имеют моле­кулы при температурах 1000-2000°С.

Экзосфера. Пятый «этаж» - экзосфера. внешняя оболочка атмосферы. Высота этого слоя 500-600 км. мо­лекулы воздуха здесь, двигаясь с огромными скоростями, иногда улетают в межпланетное пространство.

Учитель: Какие свойства газов отличают их от твёрдых тел и жидкостей?

Учащиеся: Газы не имеют собственной формы и постоянного объёма. Они принимают форму сосуда и полностью заполняют предоставленный им объём.

Учитель: Почему газ обладает такими свойствами?

Учащиеся: Потому что молекулы газа находятся в непрерывном и беспорядочном движении.

Учитель: Но тогда возникает вопрос: почему молекулы газов, не находящихся в каком-либо сосуде, двигаясь непрерывно и беспорядочно, не улетают в мировое пространство? Что удерживает их у поверхности Земли? Какая сила? А почему атмосфера "не оседает" на поверхность Земли?

Слайд 5

3. Изучение нового материала.

Учитель: Мы выяснили, что на воздух, как и на всякое тело, находящиеся на Земле, действует сила тяжести, и, следовательно, воздух обладает весом. Ребята, вытяните руки вперед ладонями вверх. Что вы чувствуете? Вам тяжело? А ведь на ваши ладони давит воздух, причем, масса этого воздуха равна массе КАМАЗа, груженого кирпичом. То есть около 10 тонн! Почему же мы не ощущаем этого веса? Слайд 6

Как доказать, что воздух имеет вес? Можно ли измерить массу воздуха? Как это сделать?

Ученики: Необходимо взвесить шар.

(Если позволяет оборудование проводят реальный опыт иначе можно воспользоваться ЦОР)

Учитель: Проведем виртуальный опыт.(Интерактивная анимация, демонстрирующая опыт по определению веса воздуха с помощью весов - с диска к учебнику)

Возьмем стеклянный шар и откачаем из него воздух, а затем взвесим на весах. Чему равна масса шара? Слайд 7

Учитель: А теперь откроем кран и запустим в шар воздух. Что произошло?

Ученики: Весы вышли из равновесия, потому что воздух имеет массу.

Учитель: Уравновесим весы, добавив гирьки. А теперь чему равна масса шара? А масса воздуха?

Учитель: Какой мы можем сделать вывод.

Ученики: Воздух имеет вес.

Учитель: Где находится основная масса воздуха?

Учащиеся. В нижнем слое.

Учитель: Верхние слои воздуха сжимают нижние слои, т.е. оказывают на них давление.

Учитель: Как передаётся давление, производимое на нижний воздушный слой верхним слоем?

Учащиеся: Согласно закону Паскаля, одинаково по всем направлениям.

Учитель: Значит, каждый слой атмосферы испытывает давление со стороны всех верхних слоёв, а следовательно, земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха, или, как обычно говорят, испытывают атмосферное давление, и, согласно закону Паскаля, это давление передаётся одинаково по всем направлениям

Атмосферное давление - давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся на ней предметы. Слайд 8

(Ученики записывают информацию в тетрадь.)

Учитель: Теоретически мы доказали существование атмосферного давления, а теперь убедимся на практике.

Стакан с водой закрываем бумагой, стакан переворачиваем. Бумага удерживает воду в стакане.

Учитель: На воду в стакане действует сила тяжести. Почему же листочек удерживает воду? Оказывается вода немного прогибает бумагу, давление воздуха над водой меньше атмосферного давления, которое прижимает бумагу к стакану. (Учащиеся дают ответ)

Опыт по измерению атмосферного давления

Был предложен Итальянским учёным Эванжелиста Торричелли в 17 в.

Он состоял в следующем

Стеклянную трубку длиной 1м, запаянную

с одного конца Заполнили ртутью.

Закрыв другой конец трубки, её перевернули

и опустили в сосуд с ртутью. Затем этот конец

трубки открыли и часть ртути вылилась из неё

в сосуд, а часть осталась в трубке. Высота столба ртути,

оставшейся в трубке, оказалась равной 760мм

атмосферное давление действует на ртуть в сосуде и передаётся по всем направлениям. На уровне ртути в сосуде это давление действует на ртуть в трубке снизу вверх и уравновешивает давление столба ртути в трубке. Т.о. атмосферное давление равно давлению которое оказывает на уровне столб ртути высотой в данном случае 760 мм. Это давление называют нормальным атмосферным давлением. Если атмосферное давление выше нормального, то высота ртути в трубке больше 760мм, если меньше нормального, то столбик ртути опуститься ниже. Слайд 9-10

Нормальное атмосферное давление Слайд 11

Его можно рассчитать по формуле для вычисления давления столба жидкости высотой h: p=gqh т.к. плотность ртути 13600 кг/м³ и высота столба ртути 0,76м, то р.=13600*9,8*0,76=101300Па

Атмосферное давление часто измеряют не в Паскалях, а в миллиметрах ртутного столба (мм.рт.ст)

1 мм.рт.ст - давление, которое оказывает столб ртути высотой 1мм. Чему же равен 11мм.рт.ст. в Паскалях? Р.=13600*9,8*0,001=133,3Па

1мм.рт.ст.=133,3Па , а нормальное атмосферное давление равно 760мм.рт.ст.=101 300Па

Физкультминутка:

Учитель: Устали? Давайте сделаем дыхательные упражнения. Правильное дыхание способствует улучшению мыслительного процесса. Встаньте. Положите руки на диафрагму и сделайте 3-4 глубоких вдохов и выдохов.

Учитель: Задумывались ли вы над тем, как мы дышим?

При вдохе диафрагма увеличивает объем легких. Давление воздуха в легких становится меньше атмосферного. Атмосферный воздух проникает в легкие.

При выдохе диафрагма сжимает легкие, объем легких уменьшается. Поэтому давление воздуха в легких становится больше, чем атмосферное. Воздух выходит наружу.

Прибор для измерения атмосферного давления Барометры Слайд 12

Приборы, предназначенные для измерения атмосферного давления, называют барометрами.

Важным преимуществом жидкостных (ртутных) барометров является большая точность их показаний. Но эти приборы громоздки, хрупки, а потому пригодны для использования только в стационарных (лабораторных) условиях. Обычно на практике для измерения атмосферного давления используют металлические барометры, называемые анероидами. Упрощенная схема барометра-анероида изображена на рисунке Его основу составляет цилиндрическая Чтобы атмосферное давление не сплющило мембрану, она посредством тяги соединена с пружиной , закрепленной на корпусе прибора. К пружине шарнирно прикреплен нижний конец стрелки , которая может вращаться вокруг оси . Конец стрелки перемещается по шкале .

При изменении атмосферного давления мембрана прогибается внутрь или наружу и перемещает стрелку по шкале, показывая значение атмосферного давления (шкалу барометра-анероида градуируют и поверяют по показаниям ртутного барометра).

Анероиды очень удобны в работе, прочны, малогабаритны, но менее точны, чем жидкостные барометры.

Зависимость атмосферного давления от высоты

Атмосферное давление зависит от высоты над уровнем моря. Т.к. воздух хорошо сжимается. Верхние слои воздуха давят на нижние и сжимают. Соответственно меняется и плотность воздуха, а следовательно, и давление у поверхности Земли больше, чем на высоте от неё. На уровне моря давление равно 760мм.рт.ст. В горах оно меньше. Измерения показывают, что до 2000м на каждые 12м подъёма давление уменьшается примерно на 1мм.рт.ст.

4. Закрепление нового материала.

Учитель: И так что на наши вытянутые ладоши давит воздух с силой, равной весу груженого КАМАЗа. Почему мы выдерживаем такое давление?

Учитель: На каком законе базируется понимание того, что нам не тяжело удерживать в ладонях весь столб воздуха?

Ученики: На законе Паскаля. Давление воздуха действует на наши ладони и сверху и снизу одинаково. Поэтому мы и не замечает этого веса. Слайд 14

Учитель: Проанализируйте рисунки и ответьте, в каком случае художник прав? Слайд 15,16

6. Работа в группах. Приложение 2

Провести эксперименты по раздаточному материалу и объяснить результаты эксперимента.

Приложение 2 Слайд 17-22

7 Самостоятельная работа

Игра «Кто быстрее составит предложение»: Приложение 3

8. Итог.

Слайд 23,24

Почему крышку не возможно было снять с банки? Предложите способы её открыть.

Учитель: Скажите, пожалуйста, что мы изучали на сегодняшнем уроке?

Что такое атмосфера?

Почему атмосфера давит на нашу планету?

Как можно обнаружить атмосферное давление?

Как можно использовать атмосферное давление?

Какое значение имеет для Земли атмосфера?

Учитель: Молодцы!

9. Задание на дом.

Слайд 25

- § 13, 14, ответить на вопросы;

- задание №10 по учебнику Н.СПурышева. "Физика-8" (М.: Дрофа, 2008).

-Творческое задание подготовить 1 занимательный опыт на использование атмосферного давления.

подготовить доклад по одной из предложенных тем:

- Атмосфера нашей планеты.

- Роль атмосферного давления в жизни человека и животных.

10 Рефлексия. Слайд 26

11 Выставление отметок.