План-конспект урока физики в 7-м классе по теме "Сообщающиеся сосуды"

Знания – дети удивления и любопытства.
Луи де Бройль

Цель урока: изучить свойства сообщающихся сосудов.

Задачи урока:

• образовательная – продолжить формирование понятия давления жидкости на дно сосуда и изучение закона Паскаля на примере однородных и разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах;
• развивающая – формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, находить примеры сообщающихся сосудов в быту, технике, природе, развивать навыки самостоятельной работы с дополнительной литературой;
• воспитательная – воспитание аккуратности, бережного отношения к оборудованию кабинета, умения слушать и быть услышанным.

Оборудование: различные виды сообщающихся сосудов, два стеклянных сосуда, соединенных резиновой трубкой, презентация «Сообщающиеся сосуды»

Структура урока.

ХОД УРОКА

1. Подготовка к восприятию нового материала:

Учитель: Однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что, по его мнению, легче всего в жизни. Он ответил, что легче всего – поучать других, а труднее – познать самого себя. Как мы познаем сами себя? Как мы воспринимаем мир? Как мыслители или как художники? Сегодня мы организуем работу так, чтобы каждый проявил свои способности как мыслителя и как художника, приобрел навыки работы в коллективе. Покажем свои умения и навыки

2. Актуализация знаний учащихся

1) Проводим фронтальный опрос.

1)      Назовите физические величины и единицы измерения в системе СИ, Р, S, F, h, p, m,

2)      По какой формуле рассчитывают давление жидкости на дно и стенки сосуда?

3)      От каких величин и как зависит давление жидкости на дно сосуда?

4)      Сформулируйте закон Паскаля

5)      Почему пловец, нырнувший на большую глубину, испытывает боль в ушах?

6)      Изменится ли давление воды на дно сосуда, если в него опустить камень так, что вода из сосуда не выливается?

7)      В сосудах находятся жидкости. В первом сосуде вода, во втором керосин. Одинаково ли давление на дно?

8)      В каком сосуде давление воды на дно больше?

9)      Пластинки расположены в сосуде с водой. На какую пластинку давление жидкости больше?

2)      Мотивационный этап

Рыбак для сохранения пойманной рыбы сделал в своей лодке усовершенствование: он отделил часть лодки, поставив вертикальные перегородки, и в отгороженной части сделал отверстие в дне. Не зальет ли лодку и не потонет ли она, если спустить ее в воду?

Учитель: Чтобы дать точный ответ на вопрос, нам придется вспомнить кое-что из изученного по физике и узнать нечто новое.

3. Этап объяснения нового материала

Учитель: Ребята! Перед вами на столе чайник, лейка, кофейник, сосуды различной формы.

• Что общего у этих сосудов?

Учащиеся. Вода, налитая, например, в чайник, стоит всегда в резервуаре чайника и в боковой трубке на одном уровне. Боковая трубка и резервуар соединены между собой в нижней части.

Учитель: Данные сосуды называются сообщающимися

Итак, сегодня на уроке мы будем говорить о сообщающихся сосудах. Запишите, пожалуйста, тему сегодняшнего урока.

Учащиеся записывают тему урока.

Учитель: Ребята, а какие сосуды мы можем назвать сообщающимися? Попробуйте, придумать им определение.

Сообщающимися сосудами называют сосуды, соединенные между собой в нижней части.

Сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости называются сообщающимися.

Сосуды, имеющие общую (соединяющую их)  часть, заполненную   покоящейся жидкостью,  называются сообщающимися

 

(Учащиеся записывают определение в тетради)

Учитель.
Научное открытие свойства сообщающихся сосудов датируется 1586 г. (голландский ученый Стевин). Но оно было известно еще жрецам древней Греции. Археологи обнаружили в Грузии водопровод (XIII в), работающий по принципу сообщающихся сосудов.

С сообщающимися сосудами можно проделать простой опыт. Возьмем две стеклянные трубки, соединенные резиновой трубкой. Сначала резиновую трубку в середине зажимаем и в одну из трубок нальем воды. Что произойдет, если открыть зажим?

Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне. Опыт 1

Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок поднять?    

Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.  Опыт 2

Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок опустить?

Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне. Опыт 2

Учитель. Как поведет себя жидкость, если одну из трубок наклонить?

Учащиеся. Жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.  Опыт 3

Изменится ли уровень жидкости, если правый сосуд будет шире левого? уже левого? если сосуды будут иметь разную форму?

Учащиеся. Нет, жидкость установиться в обоих сосудах на одном уровне.

Учитель. При изменении формы сосудов может изменяться лишь высота уровня воды в сосудах, отмеренная от уровня стола (из-за того, что изменяется объем сосудов). Однако уровни воды в сообщающихся сосудах не зависят от формы сосудов и останутся равны. (Демонстрация опыта с сообщающимися сосудами различной формы). Опыт 4

Учитель. Какой можно сделать вывод?

Однородная жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне.

(Учащиеся записывают закон в тетради).

 

Учитель А как вы думаете, что произойдет, если в сообщающиеся сосуды налить две несмешивающиеся жидкости разной плотности?

Учащиеся. Высота столбов жидкостей в сосудах будет разной.

Учитель. От чего это зависит? Какой столб жидкости будут выше?

Опыт 5

При равенстве давлений высота столба жидкости большей плотности меньше, чем высота столба жидкости меньшей плотности.

(Учащиеся записывают в тетради). 

Попробуйте доказать это, используя закон Паскаля и определение гидростатического давления.… Проверим ваш результат.

По закону Паскаля p₁ = p₂, по определению гидростатического давления p₁ = g₁h₁, p₂ = g₂h₂, отсюда g₁h₁ = g₂h₂, т.е  h₁ : h₂ = ₂:₁.
Высоты столбов разнородных жидкостей сообщающихся сосуда обратно пропорциональны их плотностям.

(Учащиеся записывают в тетради).

 Применение сообщающихся сосудов в быту, природе, технике

Закон сообщающихся сосудов люди используют в разных технических устройствах: водопроводах с водонапорной башней; водомерных стеклах; гидравлическом прессе; фонтанах; шлюзах; сифонах под раковиной, «водяных затворах» в системе канализации.

1) Закон сообщающихся сосудов люди используют в водопроводах с водонапорной башней. Водонапорная башня и стояки водопровода являются сообщающимися сосудами, поэтому жидкость в них устанавливается на одном уровне.

2) В водомерном стекле парового котла, паровой котел (1) и водомерное стекло (3) являются сообщающимися сосудами. Когда краны (2) открыты, жидкость в паровом котле и водомерном стекле устанавливается на одном уровне, так как давления в них равны.

3) В устройстве гидравлических машин используется свойство сообщающихся сосудов. Так, большой и малый цилиндры гидравлического пресса являются сообщающимися сосудами. Высоты столбов жидкости одинаковы, пока на поршни не действуют силы.

4) Действие артезианских колодцев и гейзеров основано на законе сообщающихся сосудов.

Горячий фонтан в местечке Гейзер в Исландии. От названия этого местечка возник термин «гейзер».

5) Учитель. Используя схему устройства шлюза и схему шлюзования судов, объясните принцип действия шлюзов.

Учащиеся. В работе шлюзов используется свойство сообщающихся сосудов: жидкость в сообщающихся сосудах находится на одном уровне. Когда ворота 1 открываются, вода в верхнем течении и шлюзе устанавливается на одном уровне и т.д., когда последние ворота откроются, уровень воды в шлюзе и нижнем течении сравняется, корабль будет опускаться вместе с водой и сможет продолжить плавание

6) Каскады падающей воды украшают многие города, а действуют фонтаны благодаря закону сообщающихся сосудов.

(Демонстрация модели фонтана)

Римлянам был неизвестен закон сообщающихся сосудов. Для снабжения населения водой они возводили многокилометровые акведуки, водопроводы, доставлявшие воду из горных источников. Инженеры древнего Рима опасались, что в водоемах, соединенных очень длинной трубой, вода не установится на одинаковом уровне. Они полагали, что если трубы проложены в земле, следуя уклонам почвы, то в некоторых участках вода ведь должна течь вверх, – и вот римляне боялись, что вода вверх не потечет. Поэтому они обычно придавали водопроводным трубам равномерный уклон вниз на всем их пути. Одна из римских труб, Аква Марциа, имеет в длину 100 км, между тем как прямое расстояние между ее концами вдвое меньше. Полсотни километров каменной кладки пришлось проложить из-за незнания элементарного закона физики!

4. Этап закрепления материала

Тестирование

А теперь постараемся ответить на вопрос, поставленный в начале урока.

Учитель. Повторим изученное. Приведите примеры использования закона сообщающихся сосудов в природе, быту и технике.

Учащиеся. Это гейзеры, фонтаны, шлюзы, водопровод с водонапорной башней, гидравлический пресс, водомерные стекла, артезианские колодцы, сифоны под раковиной.

 

5. Итоги урока

Учитель. Сегодня на уроке мы познакомились с сообщающимися сосудами, в которых жидкость устанавливается на одном уровне. Мне очень интересно было работать с вами. Вы показали отличный уровень подготовки к уроку. Теперь вы знаете, что закон сообщающихся сосудов люди используют в разных технических устройствах: водопроводах с водонапорной башней; водомерных стеклах; гидравлическом прессе; фонтанах; шлюзах; сифонах под раковиной, «водяных затворах» в системе канализации.

 

(Всем спасибо за работу. Записываем домашнее задание.

Обязательное: изучить § 39.

Дополнительное: подумайте, как можно было бы наиболее простыми средствами устроить фонтан где-нибудь в парке или во дворе, начертите схему такого устройства и объясните его действие.

(Учащиеся записывают домашнее задание в дневники.)

Учитель: Ребята! В заключение хочу сказать. Физик видит то, что видят все: предметы и явления. Он также как и все восхищается красотой и величием мира, но за этой всем доступной красотой ему открывается еще одна красота закономерностей в бесконечном разнообразии вещей и событий. Физику доступна редкая радость – понимать природу, и даже «беседовать» с ней. Мне хочется пожелать вам научиться понимать природу, и разговаривать с ней на одном языке.