Тема: «Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли».
Цель урока: Выяснить способыизмерения атмосферного давления, понять суть опыта Торричелли.
Задачи:
- образовательные: познакомить с опытом Торричелли; научиться выводить формулу для определения величины атмосферного давления; активизировать познавательную активность.
- воспитательные: формировать научное мировоззрение, показать роль эксперимента в изучении физики, повышать интерес к физике.
- развивающие: развивать умения анализировать и объяснять явления, обусловленные действием атмосферного давления, сопоставлять, сравнивать, выделять главное, устанавливать причинно-следственные связи; приводить примеры.
Планируемые результаты:
1. ПредметныеУУД: ученик демонстрирует понимание смысла термина «атмосферноедавление», физического содержания опыта Торричелли, умеет производить расчетсилы, с которой атмосфера давит на окружающие предметы, работать с единицамиизмерения атмосферного давления..
2. Метапредметные:
- Познавательные УУД: ученик демонстрирует умение находить необходимую информацию, строить речевые высказывания, выполнять основные мыслительные операции анализа и сравнения.
- Регулятивные УУД: ученик демонстрирует умение планировать свою работу с учетом конечного результата, стимулировать исследовательскую деятельность.
- Коммуникативные УУД: ученик демонстрирует умение работать в парах, слушать партнера и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблемы.
- Личностные УУД.: ученик демонстрирует интерес к новому учебному материалу; высказывает собственные суждения и дает им обоснования.
Тип урока: урок открытия новыхзнаний.
Методы обучения: словесный, наглядный,поисковый.
Формы работы учащихся: фронтальная, впарах, коллективная, индивидуальная.
1. Оргмомент
Пожелайте успехов себе и мне на уроке,тогда занятие получится увлекательным и интересным. Буду, рада вашим полным,доказательным ответам, проявите инициативу и творчество.
2. Актуализация знаний.
Ребятавы давно были в цирке? Я хочу вам сегодня показать несколько фокусов.Посмотрите фокусы и найдите общее между фокусами, которые я вампродемонстрирую.
Опыт 1. Налить в стакан немного воды, накрыть листом бумаги,перевернуть. Почему вода не выливается?
Приборы: стакан, вода, лист бумаги.
Опыт 2. Вареное яйцо
Почему это произошло? Объясните после выполнения.
Ученик: огонь нагрел воздух, содержащийся в бутылке, воздухрасширился и часть его вышла из бутылки. Давление газа в бутылке уменьшилось, аатмосферное давление снаружи осталось неизменным. Поэтому яйцо оказалось вбутылке.
Приведите еще примеры, доказывающие существованиеатмосферного давления (ученики приводят примеры) .
Мы с вами вспомнили о таком явлении как атмосферное давление,объяснили ряд опытов и привели примеры. Сейчас я предлагаю вам выполнитьследующее задание: началу предложения подобрать соответствующее ему окончаниепредложения. Эту работу я предлагаю вам выполнить в парах, а затем мы проверимправильность его выполнения.
|
Начало предложения |
Окончание предложения |
1 |
С глубиной давление… |
увеличивается |
2 |
Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют… |
атмосферой |
3 |
При равенстве давлений высота столба жидкости с большей плотностью будет… |
меньше высоты столба жидкости с меньшей плотностью |
4 |
Давление- величина, равная отношению силы, действующей … |
перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности |
5 |
Нижний слой атмосферы, составляющий до 80% всей массы воздуха, называется |
тропосфера |
6 |
С увеличением высоты плотность атмосферы |
Уменьшается |
7 |
Атмосферное давление- |
давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся на ней предметы |
8 |
Атмосферное давление создается в следствии действия… |
силы тяжести со стороны верхних слоев воздуха на нижние слои |
9 |
Если бы сила земного тяготения исчезла, то… |
Атмосфера постепенно рассеялась бы в космическом пространстве |
10 |
Если бы сила земного притяжения увеличилась, то… |
Атмосферный слой стал бы плотнее и тоньше, давление возросло |
Видео Галилео (взрыв стекла)
3. Обозначение темы урока. Постановка учебнойзадачи
На этомопыте мы с вами убедились, что атмосферное давление достаточно большое. Анасколько оно большое? Можно ли измерить атмосферное давление? Как этосделать? (предложения учащихся: рассчитать по формуле, измерить прибором,определить экспериментально, …)
-Рассчитатьатмосферное давление по формуле для вычисления давления столба жидкости нельзя.Так как у атмосферы определенной границы нет, также плотность воздуха на разнойвысоте различна. Однако измерить атмосферное давление можно опытным путем
-Опыт,помогающий определить атмосферное давление, был предложен в 1643 годуитальянским ученым Э. Торричелли.
Открывайтететради и записывайте на полях число и тему урока: «Измерение атмосферногодавления. Опыт Торричелли».
—Каквы думаете, какова цель нашего сегодняшнего урока?…. Молодцы! Цельюнашего урока сегодня будет: Выяснить способы измеренияатмосферного давления, понять суть опыта Торричелли.
4. Объяснениенового материала.
Историческая справка. (2мин. )
Эванджелиста Торричелли родился 15 октября 1608 г. в небольшомитальянском городе Фаэнца в небогатой семье. Воспитание получил у дяди,бенедиктинского монаха. Дальнейшая жизнь в Риме и общение с известнымматематиком (учеником Галилея) Кастелли способствовали развитию талантаТорричелли. Большинство трудов ученого по большей части оставалисьнеопубликованными. Торричелли является одним из создателей жидкостноготермометра.
Но наиболее известным экспериментальным исследованием Торричеллиявляются его опыты со ртутью, доказавшие существование атмосферного давления.Заслугой ученого является то, что он решил перейти к жидкости, обладающейбольшей плотностью, чем вода, – к ртути. Это позволило сделать опытыотносительно легко воспроизводимыми. Однако не следует думать, что в серединеXVII в. постановка и воспроизведение опытов Торричелли были простым делом. В тевремена было довольно трудно изготовить необходимые стеклянные трубки, о чемсвидетельствуют неудачи некоторых ученых в постановке аналогичных опытовнезависимо от Торричелли.
2. Основной материал. (5мин.)
|
Опыт Торричелли состоит в следующем: стеклянную трубку длиной около 1 м, запаянную с одного конца, наполняют ртутью. Затем, плотно закрыв другой конец трубки, ее переворачивают, опускают в чашку с ртутью и под ртутью открывают конец трубки (рис. 1). Часть ртути при этом выливается в чашку, а часть ее остается в трубке. Высота столба ртути, оставшейся в трубке, равна примерно 760 мм. Над ртутью в трубке воздуха нет, там безвоздушное пространство. Торричелли, предложивший описанный выше опыт, дал и его объяснение. Атмосфера давит на поверхность ртути в чашке. Ртуть находится в равновесии. Значит, давление в трубке на уровне аа1 (рис.1) равно атмосферному давлению. Если бы оно было больше атмосферного, то ртуть выливалась бы из трубки в чашку, а если меньше, то поднималась бы в трубке вверх.
|
Давление в трубке на уровне аа1 создается весомстолба ртути в трубке, так как в верхней части трубки над ртутью воздуха нет.Отсюда следует, что атмосферное давление равно рис.1 давлению столба ртути втрубке, т. е.:
Ратм = Рртути
Измерив высоту столба ртути, можно рассчитать давление, котороепроизводит ртуть. Оно и будет равно атмосферному давлению. Если атмосферноедавление уменьшится, то столб ртути в трубке Торричелли понизится.
Чем больше атмосферное давление, тем выше столб ртути в опытеТорричелли. Поэтому на практике атмосферное давление можно измерять высотойртутного столба (в миллиметрах или сантиметрах). Если, например, атмосферноедавление равно 780 мм рт. ст., то это значит, что воздух производит такое жедавление, какое производит вертикальный столб ртути высотой 780 мм.
Следовательно, в этом случае за единицу атмосферного давленияпринимают 1 миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст.). Найдем соотношение междуэтой единицей и известной нам единицей давления – Паскалем (Па).
Давление столба ртути ρртути высотой 1 мм равно:
p = gph, p = 9,8 *13 600
*0,001 м ≈ 133,3 Па.
Итак, 1 мм рт. ст. = 133,3 Па.
101300 Па= 760 мм рт. ст.-это нормальное атмосферное давление,т.е. давление на уровне моря.
Наблюдая ежедневно за высотой ртутного столба в трубке, Торричеллиобнаружил, что эта высота меняется, т. е. атмосферное давление непостоянно, ономожет увеличиваться и уменьшаться. Торричелли заметил также, что измененияатмосферного давления связаны с изменением погоды.
Если к трубке с ртутью, использовавшейся в опыте Торричелли,прикрепить вертикальную шкалу, то получится простейший прибор — ртутныйбарометр (от греч. барос – тяжесть, метрео –измеряю). Он служит для измерения атмосферного давления.
Интересныефакты:
1. Водяной Барометр Паскаля
2. Опыты Перье (змерениедавления на разных высотах0
3. Опыты Паскаля вПариже(собор Нотр-Дам, башня Сен –Жак).
Границаобитания человека на высоте
760 мм рт.ст. – это атмосферное давление на уровне моря. В мире несколько стран (Боливия,Мексика, Перу, Эфиопия, Афганистан), в которых большинство населения проживаетна высоте свыше 1 000 м над уровнем моря. В Боливии, Перу и Китае (Тибет)граница обитания человека превышает 5 000 м над уровнем моря. Ла-Пас – столицаБоливии – находится на высоте 4 500 м. Это самая высокая столица государства наземном шаре. Нормальное атмосферное давление на этой высоте равно 430 мм рт.ст. город Чита находится на высоте 670 м над уровнем моря, с. Арахлей-965 м,Алханай – 1663 м.
Подъем накаждые 12 м уменьшает атмосферное давление на 1 мм рт. ст.
Закрепление
Хотя мы и не чувствуем действия атм.давления (организм человека приспособлен к его действию), на самом деле егодействие велико. Мы с вами сейчас в этом убедимся. (Опыт с Магдебургскимиполушариями).
В 1654г, спустя 11 лет после открытия Торричелли, действие атм. давления было наглядно показано магдебургским бургомистром Оттофон Герике. Он взял два медных полушария, соединил их, выкачал воздух изобразованного шара. Чтобы разъединить полушария, Герике приказал запрячь двевосьмёрки лошадей. Лошади не смогли разъединить полушария. Этот экспериментпроизвёл огромное впечатление на жителей города. В городе поставленакомпозиция, символизирующая проведённый эксперимент, а также памятник своемубургомистру Отто фон Герике.
Что же мешает разъединить полушария?
VII. Этапдомашнего задания
И урок я хочу закончить словами Аристотеля:«Искать истину и легко, и трудно, ибо очевидно, что никто не может ни целикомеё постигнуть, ни полностью её заметить, но каждый добавляет понемногу к нашемупознанию природы, и из совокупности всех этих факторов складываетсявеличественная картина»
Рефлексия
- Сегодня я узнал…
- Было интересно…
- Было трудно…
- Я понял, что…
- Я научился…
- Меня удивило…
- Мне захотелось…
Запишите втетради: «МОЯ ОЦЕНКА ЗА УРОК»
ипоставьте себе оценку за урок
Если выактивно работали, и правильно ответили на все вопросы: 5
Вы активноработали, но допускали ошибки: 4
Вы неприкладывали усилий и допустили много ошибок: 3
Домашнеезадание: §44, упр.21 (1)
|
Начало предложения |
Окончание предложения |
1 |
С глубиной давление… |
Уменьшается |
2 |
Воздушную оболочку, окружающую Землю, называют… |
атмосферой |
3 |
При равенстве давлений высота столба жидкости с большей плотностью будет… |
перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности |
4 |
Давление- величина, равная отношению силы, действующей … |
меньше высоты столба жидкости с меньшей плотностью |
6 |
Нижний слой атмосферы, составляющий до 80% всей массы воздуха, называется |
давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся на ней предметы |
7 |
С увеличением высоты плотность атмосферы |
увеличивается |
9 |
Атмосферное давление- |
силы тяжести со стороны верхних слоев воздуха на нижние слои |
10 |
Атмосферное давление создается в следствии действия… |
тропосфера |
11 |
Если бы сила земного тяготения исчезла, то… |
Атмосферный слой стал бы плотнее и тоньше, давление возросло |
12 |
Если бы сила земного притяжения увеличилась, то… |
Атмосфера постепенно рассеялась бы в космическом пространстве |
