Открытый урок 'Атмосферное давление'

Открытый урок по физике

«Атмосферное давление» (7 б класс)

Учитель Халитова Г.Ф.

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.

Развивающие - создать условия для развития коммуникативных (взаимодействие с людьми) и мыслительных (умение анализировать, обобщать, делать выводы) качеств учащихся.

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.

Необходимое оборудование: Стеклянная трубка с пробкой и резиновой трубкой с зажимом, насос Комовского, весы, разновесы, Магдебургские полушария, цилиндрический сосуд с трубкой и краном, приборы для ученических экспериментов, компьютер, проектор, презентация к уроку.

Ход урока:

1. Введение. Постановка целей урока.

"Атмосфера оживляет Землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные, человек - все живет в атмосфере и благодаря ей. Земля плавает в воздушном океане; его волны омывают вершины гор, так и их подножия; а мы живем на дне этого океана, со всех сторон им охваченные, насквозь им проникнутые… Не 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 впоследствии".

Камил Фламмарион - французский астроном XIX века.

Учитель: мы живем на дне сказочно красивого океана. Он велик и безбрежен. Как вы считаете, о чем идет разговор?

Ученик: об атмосфере, которая раскинулась над Землей.

Учитель: слова: "Мы живем на дне воздушного океана", - принадлежат известному ученому итальянцу Эванджелиста Торричелли, об открытии которого аы чуть позже узнаем.

Учитель: Запишите тему урока.

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 термины нам понадобятся сегодня для того, чтобы мы достигли поставленной цели?

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.

Учитель:

Древние греки думали, что окружающий нас воздух - это испарившаяся вода, и назвали оболочку, окружающую планету - АТМОСФЕРОЙ (от греческих слов (атмос - пар) и (сфера - шар).

Если глобус диаметром 35 см мысленно окружить слоем воздуха толщиной 3 см, то получится модель, показывающая сравнительные размеры Земли и атмосферы. Наша атмосфера имеет реально толщину более 1000 км.

Ребята, оцените, с каким багажом знаний вы пришли на урок. Выберите тот мешок, который соответствует вашим знаниям по теме.

1. 2. 3.

Изучая географию, вы можете ответить на следующий вопрос:

1) Каково строение атмосферы?

По своему строению атмосфера напоминает многоэтажный дом, в котором пять этажей.

Учитель: Как называется каждый этаж?

Определите название каждого этажа (слоя) атмосферы.

Учитель: Атмосфера включает 5 основных оболочек. Нижний слой атмосферы -

тропосфера имеет толщину над полюсами 8-10 км, в умеренных широтах - 10-12 , а над экватором - 16-18 км. В тропосфере сосредоточено около 80 % массы атмосферы. Здесь находится почти весь водяной пар атмосферы, формируются осадки и происходит горизонтальное и вертикальное перемещение воздуха.

Стратосфера распространяется от 8-16 до 45-55 км. Она включает около 20 % массы атмосферы, а водяной пар здесь почти отсутствует. В стратосфере имеется слой озона, который поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца, защищая живые организмы на Земле.

Мезосфера - средний слой атмосферы, простирающейся на высоте 80 км. Плотность воздуха в этом слое в 200 раз меньше , чем у земной поверхности.

Ионосфера - верхний слой атмосферы, расположенный на высоте от 80 до 800-1000 км. Здесь возникают полярные сияния, наблюдаются резкие колебания магнитного поля.

Внешний слой атмосферы - экзосфера - начинается с высоты 800-1000 км от поверхности Земли.

Демонстрация слайда "Строение атмосферы"

Учитель: измерения показывают, что плотность воздуха быстро убывает с высотой. Так, на высоте 5,5 км над уровнем моря плотность воздуха в 2 раза меньше, чем у поверхности Земли. На высоте 11 км в 4 раза меньше и так далее… чем выше, тем воздух разреженнее. И наконец, в самых высоких слоях - сотни и тысячи км над Землей - атмосфера постепенно переходит в безвоздушное пространство. Таким образом, четкой границы атмосфера не имеет.

Первый летчик - космонавт Ю.А. Гагарин, облетевший Землю на космическом корабле "Восток", рассказывал, что с высоты полета корабля атмосфера нашей планеты окутывает поверхность Земли бледно-голубым ореолом, который постепенно темнеет, становясь бирюзовым, синим, фиолетовым и затем и затем переходит в черный цвет. Это различие в цвете в цвете обусловлено тем, что воздушная оболочка в слоях различается по плотности, составу и температуре.

1)Что такое воздух? То, чем мы дышим? Стихия? Ветер? Нечто однородное? Сложное соединение?

Еще 200 лет назад воздух считался элементарным веществом, и до середины XVIII века представления ученых о составе воздуха оставались не более, как гениальными догадками.

Ученик: воздух - это смесь газов.

2) Каков состав воздуха в атмосфере?

Учащиеся: Азот, аргон, кислород, углекислый газ…

Пользуясь знаниями, полученными на уроках географии, распределите газы в зависимости от их содержания в атмосфере.

Ученик: азота - 78%, кислорода - 21%, инертных газов - 0,94%, углекислого газа - 0,03%

3. Изучение нового материала.

Учитель: Атмосфера состоит из газов, а почему молекулы не улетают в мировое пространство?

Ученики: Как все тела, молекулы газов, входящих в состав воздушной оболочки Земли, притягиваются к Земле.

Учитель: А почему атмосфера "не оседает" на поверхность Земли?

Ученики: Молекулы газов, составляющих атмосферу, движутся непрерывно и беспорядочно.

Учитель: Чтобы покинуть Землю, они должны обладать скоростью не меньше 11,2 км/с, это вторая космическая скорость. Большинство молекул имеют скорость меньше 11,2 км/с.

На воздух, как и на всякое тело, находящееся на Земле, действует сила тяжести, и, следовательно, воздух обладает весом. Вес воздуха легко вычислить, зная его массу.

На опыте покажем, как определить массу воздуха. Для этого можно взять прочный стеклянный шар с пробкой и резиновой трубкой с зажимом. Выкачаем насосом из него воздух, зажмем трубку зажимом и уравновесим на весах. Затем, открыв зажим на резиновой трубке, впустим в шар воздух. Равновесие весов при этом нарушится. Для его восстановления придется положить на другую чашку весов гири, масса которых и будет равна массе воздуха в объеме шара. Опытным путем установлено, что при t=0 C на уровне моря плотность воздуха равна p =1,29 . Вес этого воздуха легко вычислить: Р= mg, Р= pVg. При V= 1м.куб. P= 12,9 Н.

Атмосфера простирается на несколько тысяч километров. Вследствие действия силы тяжести, верхние слои воздуха, подобно воде в океане, сжимают нижние слои, в результате этого земная поверхность и тела, находящиеся на ней, испытывают давление всей толщи воздуха.

Что такое атмосферное давление?

Ученики: Атмосферное давление - давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся на ней предметы.

Учитель: присутствие атмосферного давления можно продемонстрировать на примере трубки с краном (опыт по рис.117 учебника). Создаем в трубке безвоздушное пространство, конец трубки погружаем в воду. Если теперь открыть кран, то вода фонтаном брызнет внутрь сосуда.

По закону Паскаля атмосферное давление действует на воду в сосуде одинаково по всем направлениям, в том числе и вверх. И вода просто движется из зоны большего давления в зону меньшего.

Первым убедительным опытом, доказывающим, что атмосферное давление велико, был опыт бургомистра города Магдебурга (Германия) с медными полушариями, который он продемонстрировал перед членами рейхстага 8 мая 1654 года. На просмотр прибыл даже император Фердинанд .

Одно полушарие было снабжено трубкой для откачивания воздуха. Соединив медные полушария, Герике откачал насосом воздух из получившегося шара. По мере откачивания он убедился, что поршень насоса с трудом вытягивался несколькими физически сильными рабочими. И даже 8 лошадей, впряженных с разных сторон, не смогли разъединить полушария. Давайте попробуем объяснить этот опыт.

Ученик: чем больше выкачивали воздух из полого шара, тем сильнее прижимались полушария атмосферным давлением снаружи .

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?

Организм человека приспособился к атмосферному давлению и не только приспособился, но и использует его. Механизм дыхания человека заключается в следующем: мышечным усилием мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом давление воздуха внутри легких уменьшается и атмосферное давление вталкивает туда порцию воздуха. При выдыхании происходит обратный процесс. Наш дыхательный аппарат действует то как разрежающий насос, то как нагнетательный.

Чем больше жизненная ёмкость лёгких, тем дышится свободнее, улучшается самочувствие, болезни нас покидают, так как клетки повышают свой потенциал и куда успешнее противостоят недугу. А для этого я предлагаю разучить, вывешенный на стенде,

комплекс дыхательной гимнастики:

1. Глубоко вдохнуть, задержать дыхание на 8 секунд и медленно выдохнуть. Это упражнение повторить 4 раза.

2. Воздух вдыхать небольшими отрывками. Задержать воздух на 8 секунд и медленно выдохнуть. Это упражнение повторить 4 раза.

3. Воздух вдыхать небольшими отрывками. Задержать воздух на 8 секунд и выдохнуть воздух небольшими выдохами. Это упражнение повторить 3 раза.

4. Зажать левую ноздрю. Вдыхать медленно воздух правой ноздрёй. Вдыхать воздух через рот. Повторить 2 раза.

5. Зажать правую ноздрю. Вдыхать воздух через левую ноздрю. Выдыхать воздух через рот. Повторить 2 раза.

6. Вдохнуть воздух через нос, а выдохнуть через рот. Повторить 3 раза.

7. Зажать правую ноздрю, вдохнуть воздух. Затем левую ноздрю выдохнуть. Повторить 3 раза.

8. Подышать медленно 1 минуту.

Мне хотелось бы напомнить вам основные правила гигиены дыхания:

1. Дышать надо глубоко и размеренно.

2. Рабочие движения, связанные с большими усилиями, должны совпадать с вдохом.

3. Полезно заниматься физическими упражнениями: греблей, ходьбой на лыжах, игрой в волейбол и т.д.

4. Полезно бывать на свежем воздухе.

5. Дышать надо всегда через нос.

6. При кашле и чихании следует закрывать нос и рот платком.

7. Необходимо бороться с пылью на улице и в помещении.

8. Для правильного дыхания важна хорошая осанка.

9. При общении с людьми, заболевшими инфекционной болезнью, следует соблюдать осторожность: носить марлевые повязки, не пользоваться вещами больного.

10. Курение вредно для органов дыхания и всего организма.

(Правила и дыхательная гимнастика заранее распечатываются и вывешиваются на стенде или раздаются учащимся на уроке).

Учитель: итак, несмотря на то, что воздух очень легкий, он производит значительное давление - на 1 см2 давит с силой в 1 кг. Поверхность человека в среднем составляет 1,5 м2 и каждый из нас испытывает давление воздуха в 15 тонн («Камаз» на ладони).

Учитель: Почему мы выдерживаем такое давление?

Прав ли художник?

Давление распределено по всей площади тела, и внутри тела существует давление, уравновешивающее атмосферное.

Живые организмы приспособились к действию атмосферного давления.

. Какую роль еще играет атмосферное давление в жизни человека и животных?

Проведем эксперименты.

Работа в группах.

Провести эксперименты по раздаточному материалу и объяснить результаты эксперимента.

1. Цель опыта.

2. Описание опыта.

3. Объяснение опыта.

Оцените свою деятельность и работу своих одноклассников на оценочных листах.

Экспериментальные задания:

Опыт №1.

Положить яйцо в бутылку.

Опыт № 2.

Достать монетку из воды, не намочив пальцы.

Опыт № 3.

Удержать воду в перевернутом стакане.

Опыт № 4.

Перенести воду в дырявой бутылочке не проливая.

Опыт №5.

Набрать воду в шприц и поставить медицинскую баночку.

Опыт №6.

Выпить воду через соломинку.

4. Закрепление нового материала.

Мы с вами наблюдали интересные явления, которые вызваны действием атмосферного давления. Живые организмы приспосабливаются к атмосферному давлению. Спруты, комнатные мухи, пиявки, гекконы, рыбы - прилипалы имеют присоски, при помощи которых они могут прилипнуть, присосаться к другому предмету.

Учитель: Скажите ребята, а смогли бы вы проделать эти опыты на Луне?

Ученики: Нет. Там нет атмосферы.

- А что произошло бы на Земле, если бы вдруг воздушная атмосфера вдруг исчезла?

- Лишившись атмосферы Земля стала бы такой же мертвой, как ее спутница Луна, где попеременно царят то испепеляющий зной, то леденящий холод + 130⁰ С днем и - 150⁰ С ночью. Значение атмосферы и атмосферного давления в нашей жизни:

Атмосфера играет важнейшую роль в тепловом балансе земли.

Атмосфера отражает и поглощает большую часть излучения, проходящего к Земле из космического пространства.

Атмосфера предохраняет нас от непрерывной бомбардировки микрометеоритов.

Атмосферное давление имеет большое значение в быту и в медицине.

Атмосфера - крыша нашей Земли, под этой одной крышей живут люди разной национальности и мы должны беречь от загрязнения нашу атмосферу.

Учитель: Береги свою планету!

Есть одна планета-сад

В этом космосе холодном.

Только здесь леса шумят,

Птиц скликая перелетных.

И стрекозы только тут

В речку смотрят удивленно.

Здесь в траве живет беспечно

Стрекотун-певун кузнечик,

Юный ветер, хулиган,

Щекочет старый океан,

Грациозные дельфины

Вальс танцуют и поют,

В общем, счастливо живут.

Здесь лишь утро золотое,

Воздух нежно-голубой,

Дышится легко и вволю.

Забываем мы порой:

Воздух дан в аренду нам,

Он один на всех землян.

Чтобы жизнь торжествовала,

Охранять нам воздух надо.

Береги свою планету,

Ведь другой на свете нету! Галина Маршанова.

Итак, мы на уроке узнали, что…

Учитель читает утверждения. Ученики должены либо согласится, ответив "да", либо не согласится, ответив "нет".

1. Атмосфера - газовая оболочка, окружающая Землю. (Да)

2. Плотность атмосферы остаётся неизменным на всей высоте. (Нет)

3. Основная масса земной атмосферы находится на высоте 15 км от Земли за счёт сил земного притяжения. (Да)

4. На Луне тоже существует атмосфера. (Нет)

5. Нижний слой атмосферы называется тропосфера. (Да)

Теперь давайте запишем конспект и домашнее задание в тетради. (Списывают с доски)

А

§ 40, 41, 42ТМОСФЕРА И

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

АТМОСФЕРА -
это газовая оболочка, окружающая Землю

(греч.)

атмос - пар сфера - шар

Химический состав сухого воздуха у земной поверхности

Воздух = азот (78 %) + кислород (21 %) + другие газы

Чтобы выйти за пределы притяжения Земли, необходимо развить

очень большую скорость - 11,2 км/с

По своему строению воздушный океан напоминает домЭкзосфера

- Термосфера

- Мезосфера

- Стратосфера 80% m воздуха в пределах 15 км - над Землей

- Тропосфера

При 0 °С

на уровне моря

ρ_{воздуха} = 1,29 кг/м³

h↑ ρ_{воздуха}↓

h_атм ≈ несколько тысяч км.

км км

водяной насос, шприц, пипетка, ливер

Учитель: Сейчас вы готовы выполнить маленькую проверочную работу. Вам нужно на листочках проставить в поле А недостающие слова из поля В. Проставляем буквы, соответствующие этим словам

ПОЛЕ А

1. Газовая оболочка, окружающая Землю, называется …

2. Греческое слово: «атмос» - …

3. Греческое слово: «сфера» - …

4. Смесь газов образующих атмосферу Земли, называют …

5. В состав воздуха входит азот …(%)

6. В состав воздуха входит кислород …(%)

7. Чтобы выйти за пределы притяжения Земли, необходимо развить очень большую скорость - …

8. около 80 % всей масс воздушной оболочки Земли сосредоточено в пределах…

9. При температуре 0 °С масса каждого кубического метра воздуха….

10. Воздух обладает…

11. Давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся в ней предметы, называется…

Поле В

Р

15 км над Землей

Ф

21 %

А

атмосферой

С

78 %

Н

составляет в среднем 1,29 кг

Т

пар

М

атмосферным давлением

Е

11,2 км/с

Ы

весом

М

шар

О

воздухом

Критерии: «5» - 11; «4» - 10-9; «3» - 8-6 (5).

Учитель: Поменяемся тетрадками и проверим работы. Результаты заносим в оценочный лист.

5. Домашнее задание.

Прочитать § 40, 41 прочитать и ответить на вопросы; задание 10(1) стр. 98

6. итоги урока

Самооценка за работу на уроке:

Трудности при выполнении задания:

• Изучение новых терминов

• Групповая работа над заданием

• Ответы на вопросы по тесту.

Как справился с трудностями:

• Самостоятельно

• Спросил у одногруппника

• Спросил у преподавателя.

Самооценка за работу на уроке:

• Отлично

• Хорошо

• Удовлетворительно

• ничего не понятно