Головна » Фізика

Тиск. Сила тиску

Мета: Сформувати в учнів поняття про тиск, як про фізичну величину; дослідити  залежність тиску від сили тиску та від площі поверхні; формувати вміння розв’язувати задачі на тиск та застосовувати знання про тиск у повсякденному житті; показати зв’язок фізики як науки з іншими предметами шкільного курсу;

розвивати винахідливість, логічне мислення, увагу, пізнавальний інтерес до фізики, уміння діяти в ситуаціях, небезпечних для життя;

виховувати відповідальність, старанність, дисциплінованість, культуру усного й писемного мовлення, доброзичливість.

Обладнання: ноутбук, мультимедійний проектор, учнівські презентації про методи збільшення та зменшення тиску в побуті та на виробництві, в природі, вчительська презентація до теми, металева лінійка на опорах, посудина з піском, дощечка з набитими на неї цвяхами, набір важків, дерев’яний брусок, лінійка, динамометр, кнопки, пружина, плоскогубці з пласкою деталлю, завдання на картках для кожного учня, роздатковий матеріал про методи збільшення та зменшення тиску, таблиці-задачі для роботи в парах, картки для фронтальної роботи по переведенню значень тиску в систему СІ; підручник «Фізика 8», Ф.Я.Божинова, «Ранок», 2008р.

Хід уроку

Повідомлення теми, мети уроку

Учні самостійно визначають мету уроку, виходячи з теми:

довідатися, що таке тиск та сила тиску;
як позначаються;
в яких одиницях вимірюються;
від чого і як залежить тиск;
навчитися розраховувати тиск, силу тиску, площу поверхні, на яку діє тиск;
навчитися застосовувати знання на практиці для пояснення явищ оточуючого світу.

          Демонстрація слайду.

Мотивація навчальної діяльності

Для чого вивчати тиск? (Для застосування знань в житті)
Де в житті ви зустрічались з поняттям тиску? (Артеріальний, атмосферний, тиск води, тиск в шинах)
В ході уроку ви зрозумієте, що знання про тиск людина використовує під час будівельних робіт, виготовлення інструментів, побутових приладів, транспортних засобів.
Повідомлення правил оцінювання на уроці. Серед учнів класу обирається експерт, який буде вести облік балів, отриманих учнями в ході уроку (правильна відповідь з місця – 1 бал, правильно розв’язана задача – 2 або 3 бали).

Актуалізація опорних знань

Під час вивчення нового матеріалу ми завжди використовуємо знання попередніх уроків. Яку фізичну величину вивчили перед даною темою?
Що таке сила?
Як позначається?
В яких одиницях вимірюється?
До розряду яких величин відноситься? Чому?
Які сили вивчили? Як вони спрямовані?
До чого призводить дія сили? (Зміна швидкості, деформація)

Вивчення нового матеріалу

Вчитель демонструє дію важка на металеву лінійку, що знаходиться на опорах. Яка сила деформує лінійку? В якому напрямку діє сила? (Вертикально вниз, перпендикулярно до опори) Від чого  залежить результат дії сили? (Від числового значення сили) Демонстрація за допомогою важків різної маси. Як залежить результат дії сили від сили? (Прямопропорційно).
Постановка проблемного запитання – чому один і той самий хлопчик, ідучи по снігу без лиж, провалюється, а, надівши лижи, вільно пересувається по снігу? Демонстрація слайду. Вислуховуються гіпотези учнів, робиться висновок про те, що результат дії сили оберненопропорційно залежить від площі поверхні, на яку діє сила.
Проводиться експеримент зі столиком з набитими цвяхами і піском, який підтверджує, що результат дії сили залежить від значення сили прямопропорційно і від площі поверхні, на яку діє сила обернено пропорційно.
Вчитель зазначає, що результат дії сили у фізиці називають тиском. Вводиться позначення тиску. Учням пропонується, спираючись на знання з математики вивести формулу для знаходження тиску:

Учні пропонують свій варіант означення тиску.

Демонстрація слайду.

Учні знайомляться з означенням тиску за підручником (стор. 91), вчать його в парах, розказують для класу.
Фізичний зміст тиску у тому, що він показує, яка сила діє на кожну одиницю площі поверхні. Це твердження доводиться на прикладі ( На поверхню площею 5м2 діє сила 10Н. Яка сила діє на поверхню, площею 1м2?) і записується у зошит.
Звертається увага, що сила, яка чинить тиск, діє перпендикулярно до поверхні і називається силою тиску. Демонстрація слайду. Означення сили тиску записується у зошит, учні вчать його в парах, розказують для всього класу. Наводяться приклади і демонструються різні сили тиску. (Вага, сила пружності пружини, плоскогубців, кнопки)
Вводяться одиниці вимірювання тиску. Одиниця тиску є паскаль ( на честь французького вченого Блеза Паскаля  Демонстрація слайдів.

 

1 Па – невеликий тиск, тому часто використовують кратні одиниці тиску: гектопаскаль (гПа), кілопаскаль (кПа), мегапаскаль (МПа).

1 гПа = 100 Па, 1кПа = 1 000 Па, 1МПа=1 000 000 Па

Демонстрація слайду.

Фронтальна робота з картками по переведенню різних значень тиску в систему СІ.

Порівняти тиски, що створюються різними тілами, можна за допомогою таблиці: ст. 92.  Демонстрація слайду.

Чому комар чинить тиск, більший за тиск залізничного вагона на рейки?)

Вихвалявся бегемот:

«Маю я найбільший рот!»

Комара почувся писк:

«Зате в мене більший тиск!

Невелику силу маю,

Твою спину протикаю».

Сперечатись більш не стали,

Бо маленька площа жала.

Як поділиш F на S,

Тиску формулу знайдеш.

Чому оса чинить тиск, більший за тиск телевежі?

Як можна змінити тиск? З визначення тиску випливає, що змінити тиск можна двома способами: змінивши силу тиску або змінивши площу, на яку діє ця сила. У більшості випадків змінювати тиск, змінюючи силу тиску, незручно, тому змінюють площу поверхні, на яку діє сила. При збільшені площі тиск зменшується, а при зменшені – збільшується. У техніці, будівництві, на транспорті дуже часто використовують різні способи, щоб зменшити або збільшити тиск. Учні отримують роздаткові матеріали, за якими дізнаються про способи збільшення та зменшення тиску в побуті та на виробництві. Після цього окремі учні класу знайомлять всіх з презентаціями своєї роботи з даної теми. Завдання – скласти таблицю про способи зменшення та збільшення тиску через зміну площі поверхні, на яку діє сила.
Де можна використати знання про тиск? На виховних годинах ми з вами неодноразово говорили про небезпеку, яка чатує на нас на замерзлих водоймах. На кригу можна ступати лише тоді, коли її товщина перевищує 15 сантиметрів. Міцність льоду можна приблизно визначити на око. Міцний лід має зазвичай синюватий або зеленуватий відтінок. Лід білого або жовтого кольору не такий міцний. Тонкий лід трапляється біля берега, заростей очерету та під снігом.  Тому, хто провалився під лід, дуже важко вибратися з ополонки, адже лід кришиться під вагою тіла. Щоб запобігти цьому, треба широко розвести руки в сторони, розпластавшись на льоду, і перекотитися на спину, щоб витягти ноги. Чим більше ти розпластаєшся на льоду, тим менше тиснутимеш на нього. Вибравшись з ополонки, не можна ставати на ноги, а слід перекотитися чи переповзти на безпечне місце, пам'ятаючи, що вага тіла стала більшою через мокрий одяг. Допомогти тому, хто провалився під лід, можна, якщо з безпечного місця подати потерпілому довгу жердину, гілку, кинути мотузку, зв'язані паски, шарфи. Підбиратися до потерпілого найкраще, прив'язавшись мотузкою, лігши на лижі або дошку і обережно просуваючись до ополонки.
Виводяться формули для знаходження сили тиску та площі поверхні, на яку діє тиск.

                     

Учні дають формулювання правил знаходження сили тиску та площі поверхні.

Закріплення матеріалу

Гра «Ланцюжок». В ході гри учні доповнюють таблицю про способи збільшення та зменшення тиску. Розв’язування якісних задач:

Корова – парнокопитна тварина, а кінь – ні. Чому корові легше ходити по болоту, ніж коню?
Чому бритвою легше порізатись, ніж ножем?
Для чого до рюкзака пришивають широкі лямки?
Навіщо дятлу гострий дзьоб?
Чому фундамент будівель роблять ширшим за стіни?
Яке призначення рукояток ножів?
Як збільшити (якщо ви стоїте) свій тиск на підлогу у два рази?
Як зміняться тиск і сила тиску коня на підлогу, якщо він з чотирьох ніг стане на дві?
Хто з хлопчиків діє правильно на льоду при наданні допомоги    потопаючому – той, хто підходить до нього, чи той, хто підповзає?
Сила тиску збільшилась в 5 разів. Як змінився тиск?
Площа, на яку діє сила, збільшилась в 3 рази. Як змінився тиск?
В якому випадку брусок чинить на стіл більший тиск – коли стоїть на більшій чи на меншій грані? (Демонстрація)

До дошки викликаються два учні (практик і теоретик) для розрахунку тиску бруска на стіл, коли він стоїть на найменшій грані. Тим часом підводяться підсумки роботи над таблицею способів зміни тиску.

Розв’язування задач за таблицями в парах. Вчитель знайомить з правилами заповнення  картки та оцінювання даної роботи. Після роботи пари обмінюються картками, повідомляються правильні відповіді, проводиться взаємоперевірка.
Розв’язування задач біля дошки (одночасно з роботою по таблицях).

Маса трактора 6т, а площа опори однієї гусениці – 0,6м2. Знайти силу тиску і тиск трактора на землю.
Який тиск чинить на фундамент мраморна колона, висота якої 4м?

Виконання тесту. Самоперевірка.

Підсумки уроку.

Які величини вивчили?
В яких одиницях вимірюється тиск?
Як знайти тиск?
Як збільшити або зменшити тиск?

Виставлення оцінок.
Повідомлення домашнього завдання.

Вивчити §17, розв’язати впр17(6,7), знайти свій тиск на підлогу.

 

Додаток 1

1.     Щоб ґрунт міг витримати тиск будови, збільшують площу нижньої частини фундаменту.

1 Всі різальні інструменти – ножі, ножиці, різці – обладнані різальною частиною із дуже малою площею для створення значного тиску.

2.     Шини й гусениці машин, призначених для руху по м’якому ґрунту, ширше, ніж у тих самих машин, що працюють на твердому ґрунті.

2 Різальні й колючі пристосування в живій природі: зуби, пазурі, дзьоби, жала, ікла, шипи й ін.

3.     Для руху по пухкому снігу використовують лижі, що значно збільшують площу опори людини.

3 Лопати, металообробні інструменти (свердла, зубила, напилки й ін.).

 

Додаток 2

Блез Паскаль (1623 – 1662рр)

Блез Паскаль народився у французькому місті Клермон 19 червня 1623 p. у сім'ї податківця Етьєна Паскаля та Антуанетти Паскаль-Бегон. Усі в сім'ї Паскалей вирізнялися видатними здібностями. Не був винятком і малий Блез, в якого виявилися ознаки незвичайного розумового розвитку вже з раннього дитинства. У 4 роки навчився читати та писати, у 6 років почав вивчати іноземні мови, у 12 років написав свою першу наукову працю «Трактат про звуки». Ще хлопчиком він самотужки опанував «Геометрію» Евкліда, жодного разу не звернувшись до старших за допомогою. У 16 років Блез оволодів майже усіма відомими на той час математичними методами і навіть устиг надрукувати наукову роботу (трактат) про криві, які утворюються при перетині конуса площиною — еліпс, параболу, гіперболу. У 19 років він винайшов і побудував арифметичну машину для додавання (так звану «паскаліну»), яка давала змогу додавати і множити великі числа. Приблизно протягом 10 наступних років Паскаль виготовив понад 50 різних варіантів своєї арифметичної машини, ставши знаменитим не тільки у Франції, а й за її межами. Його портрет вдячні співвітчизники зображають на паперових грошових купюрах.

1643 р. один із найздібніших учнів Галілея, Еванжеліста Торрічеллі, виконав завдання свого вчителя, дослідивши піднімання різних рідин у трубах і насосах. Торрічеллі дійшов висновку, що причиною піднімання як води, так і ртуті є вага стовпа повітря, який тисне на відкриту поверхню рідини. Завдяки цьому відкриттю Торрічеллі виготовив барометр, а головне — довів, що повітря має вагу. Експерименти Торрічеллі зацікавили Паскаля. Він одразу збагнув, що, оскільки повітря має вагу, явища, які спостерігали у насосах і трубах, є наслідком дії цієї ваги. Але яким чином передається тиск повітря?

Блез Паскаль розмірковував так: якщо саме тиск повітря неминуче має призвести до зниження стовпа ртуті у барометричній трубці, то якщо піднятися на високу гору, наблизившись таким чином до верхнього краю атмосфери, стовп повітря над нами зменшиться. Відповідно, і стовпчик ртуті в Торрічелевій трубці має опуститися. Миттєво сяйнула думка щодо можливості перевірити це припущення на досліді. Блез згадав про гору П'ї де Дом поблизу рідного Клермона. І от 15 листопада 1647 р. було виконано перший дослід. Він повністю виправдав усі сподівання молодого дослідника: під час підйому на гору рівень ртуті у барометричній трубці знижувався, причому настільки суттєво, що різниця у висоті ртутного стовпчика на вершині гори, порівняно із його висотою біля підніжжя, склала аж 75 міліметрів!

Цей та інші, не менш цікаві, досліди остаточно переконали Паскаля в тому, що піднімання рідини у насосах і трубках аж ніяк не пов'язані з тим, що «природа боїться пустоти», як це стверджували послідовники вчення Аристотеля. Вода у насосі не женеться за порожнечею, намагаючись її заповнити, а тікає від тиску, спричиненого вагою повітря!

Трохи згодом Паскаль довів, що тиск рідини передається нею в усі боки рівномірно і що з цієї особливості рідини випливають майже усі інші їхні механічні властивості. Потім Паскаль установив, що тиск повітря за характером свого поширення є таким самим, як і тиск води. Ці Паскалеві висновки відомі сьогодні як основний закон гідростатики — закон Паскаля: тиск, який діє на рідину або газ, передається без зміни в кожну точку рідини або газу.

Відкриття у галузі фізики, зроблені ще молодим Паскалем, свідчили про його неабиякі можливості як дослідника природи. Але послаблення здоров'я змусило Блеза припинити фізичні досліди. За останні роки життя він багато зробив у галузі математики, виявив себе як визначний мислитель, філософ. Після тяжкої хвороби Блез Паскаль помер 19 серпня 1662 p., коли йому було лише тридцять дев'ять років.


Теги: тиск, Івчук Т.А.
Навчальний предмет: Фізика
Переглядів/завантажень: 3291/395


Схожі навчальні матеріали:
Всього коментарів: 0
avatar