План-конспект урока

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

Предмет: физика

Урок №

Тема урока: «Барометр-анероид», «Атмосферное давление на различных высотах. Высотомер», «Манометр»

Тип урока: Урок «открытия» нового знания

Форма проведения: Конференция

Цель урока: Сформулировать назначение, принцип действия, применение и схему устройства барометра-анероида, высотометра и манометра.  Сформировать представление об изменение атмосферного давления на различных высотах, причине этого изменения.

Демонстрации: Представление приборов (барометра-анероида, манометра, высотометра)

Формируемые УУД:

Регулятивные:

уметь ставить цели учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно; уметь составлять план и последовательность действий для достижения необходимой цели; выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения;

Коммуникативные:

умение общаться и взаимодействовать с партнерами по совместной деятельности или обмену информацией; умение учиться действовать с учетом позиции другого и согласовывать свои действия; умение организовывать и планировать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками; умение выступать с докладом перед классом, развернуто и четко отвечать на вопросы;

Познавательные:

уметь применять знания об измерительных приборах барометре-анероиде, высотометре и манометре для объяснения их применения в различных областях; пользоваться эмпирическим методом исследования при изучении опыта «Торричелли», анализировать его и делать выводы, как этот принцип используется в барометре и манометре; кратко и четко отвечать на вопросы по закреплению материала, обнаруживать зависимость атмосферного давления от высоты; использовать знания об изученных  приборах (барометр-анероид, высотометр, манометр) в повседневной жизни, приводить примеры их использования в быту и технике;

ЦОР: презентация, анимации.

Этапы урока

1. Организационный момент (2 минуты)

2. Актуализация знаний (10 минут)

3.  «Открытие нового знания» (23 минут)

4. Закрепление изученного материала (3 минуты)

5. Рефлексия деятельности (2 минуты)

Ход урока.

Организационный момент (приветствие учащихся, проверка отсутствующих на уроке) – 2 минуты.

Учитель: Здравствуйте, присаживайтесь. Вам на дом было задано выполнить письменно упражнение 21 под пунктами 1, 2, 4 давайте проверим, как вы справились с этими заданиями (вызывает 2-х учеников для решения у доски заданий 1 и 2).

Актуализация знаний – 10 минут

(два ученика представляют решение задач на доске, остальные учащиеся повторяют материал в ходе устного опроса)

Учитель: А пока ребята записывают решение задач, давайте с вами ответим на вопросы:

Почему нельзя рассчитывать давление воздуха так же, как рассчи­тывают давление жидкости на дно или стенки сосуда?

Ученики: Мы не можем использовать привычную формулу, так как атмосфера не имеет четкой границы, то есть высоты, а также плотность воздуха тоже величина не постоянная она изменяется в зависимости от высоты.

Учитель:  Объясните, как с помощью трубки Торричелли можно измерить атмосферное давление.

Ученики: Запаянная трубка, наполненная ртутью, опущена в чашу с ртутью. При этом часть ртути вылилась, образовав «Торричеллиеву пустоту», а затем уравновешенная атмосферным давлением выливаться перестала. Таким образом, атмосферное давление уравновешено давлением, которое оказывает столб ртути высотой 760 мм. Таким образом, с помощью трубки Торричелли можно измерять высоту столба ртути, который оказывает такое же давление, что и атмосферное.

Учитель: Что означает запись: «Атмосферное давление равно 780 мм рт. ст.»?

Ученики: Это означает, что столб ртути высотой 780 мм рт. ст. уравновешен атмосферным давлением, которое и равно 780 мм рт. ст. Или столб ртути высотой 780 мм оказывает такое же давление на ртуть в чаше, что и атмосферное давление.

Учитель: Скольким гектопаскалям равно давление ртутно­го столба высотой 1 мм?

Ученики: 1мм рт. ст. =133.3 Па=1,33гПа

Учитель: Выразите в гектопаскалях давление, равное: 740 мм рт. ст.; 780 мм рт. ст.

Ученики: 740 мм рт. ст. =101300 Па=1013 гПа

780 мм рт. ст. = 103974 Па=1039 гПа

Учитель проверяет решение задач, представленных на доске, корректирует, озвучивает оценки ученикам (за решение домашних задач)

Задание 1

На рисунке 131 изображён водяной барометр, создан­ный Паскалем в 1646 г. Какой высоты был столб во­ды в этом барометре при атмосферном давлении, рав­ном 760 мм рт. ст.?

Дано:	СИ: =0,76м	Решение: Ответ:

Задание 2

В 1654 г. Отто Герике в г. Магдебурге, чтобы доказать существование атмосферного давления, провёл такой опыт. Он выкачал воздух из полости между двумя ме­таллическими полушариями, сложенными вместе. Дав­ление атмосферы так сильно прижало полушария друг к другу, что их не могли разорвать восемь пар лошадей (рис. 132). Вычислите силу, сжимающую полушария, если считать, что она действует на площадь, равную 2800 см2, а атмосферное давление равно 760 мм рт. ст.

Дано:	СИ: =0,28 =101300Па	Решение: Ответ:

Учитель: И так, на прошлом занятии вы выполняли самостоятельную работу, в которой практически все вы допустили одинаковые ошибки.

Давайте сейчас пройдем по заданиям и разберем ошибки.

Ученики совместно с учителем устно разбирают задания самостоятельной работы.

Вариант 1	Вариант 2
1.В какой паре сообщающихся сосудов -№ 1 или № 2 - находится разнородная жидкость? В левый или правый сосуд этой пары налита более плотная жид­кость? 1)  № 1; в левый  3) № 2; в правый 2)  № 2; в левый  4) № 1; в правый	1. В какой паре сообщающихся сосудов -№ 1 или № 2 - находится разнородная жидкость? В левый или правый сосуд этой пары налита более плотная жид­кость? 1)  № 1; в правый  3) № 2; в правый 2)  № 2; в левый  4) № 1; в левый
2.Какой из кофейников, изо­бражённых на рисунке, более вместительный? Почему? 1) В первом 2) Во втором 3)Одинаковые	2.Какой из кофейников, изо­бражённых на рисунке, более вместительный? Почему? 1)Одинаковые 2)В первом 3)Во втором
3.В каких из этих сосудов поверхность во­ды будет находиться на одном и том же уровне? 1)  № 1 и № 2 2)  № 2 и № 3 3)  № 3 и № 1 4)  Во всех	3.В каких из этих сосудов поверхность во­ды будет находиться на одном и том же уровне? 1)  № 1 и № 2 2)  № 2 и № 3 3)  № 3 и № 1 4)  Во всех
4.С какой силой атмосферный воздух давит на  поверхность одного тетрадного листа размером 16x20 см при нормальном атмосферном давлении (р = 101300 Па)?	4.С какой силой атмосферный воздух давит на  поверхность стола размером 30x50 см при нормальном атмосферном давлении (р = 101300 Па)?
5. Чем объясняется то, что при закрытии крышкой бутылки с водой, в дне которой имеются отверстия, вода из нее перестает выливаться?	5.Чем объясняется то, что если перевернуть стакан с водой, закрытый листом (картоном) вода не выливается и лист не падает, а держится на стакане?
6. Атмосферное давление сегодня выше нормаль­ного атмосферного давления на 10 мм рт. ст. Какой высоты столбик ртути в трубке Торричелли будет при этом давлении? 1)  770 мм  3) 760 мм 2)  750 мм  4) 780 мм	6. Атмосферное давление сегодня выше нормального атмосферного давления на 15 мм рт. ст. Какой высоты столбик ртути в трубке Торричелли будет при этом давлении? 1)  775 мм  3) 760 мм 2)  750 мм  4) 780 мм

3. Изучение нового материала – 23 минуты

Учитель: Мы с вами уже достаточно подробно изучили тему атмосферное давление и то, как его впервые измерили.

Теперь перейдем к нашему сегодняшнему занятию, которое пройдет в форме конференции.

Сейчас пока готовится выступать первый ученик. Я раздаю вам таблицы, которые в ходе 2-х уроков мы с вами будем заполнять, чтобы систематизировать наши знания и представлениях о приборах, измеряющих атмосферное давление и не только. 

Первый пункт нашего небольшого путешествия это «Барометр – анероид».

Ученики: Один ученик выступает (Смолин Антон - 5 минут) после чего все остальные задают ему вопросы.

Учитель: Задает вопросы, корректирует ответы ученика.

А теперь давайте обратимся к нашей таблице и заполним первую строку: «Барометр-анероид»

Учитель, совместно с учениками, формулирует то, что они должны записать в таблицу.

Ученики: Заполняют первую строку таблицы.

Учитель: Мы с вами уже узнали, что снижение давления указывает на осадки, повышение - на сухую погоду. Изменение атмосферного давления влияет на самочувствие людей, а также мы сказали, что атмосферное давление меняется в зависимости от высоты. Подробнее об этих изменениях нам расскажет следующий ученик.

Ученики: Один ученик выступает (Мещеряков Демид - 5 минут) после чего все остальные задают ему вопросы.

Учитель: Задает вопросы, корректирует ответы ученика, дополняет исторической справкой об изобретении высотометра.

Учитель: Когда у людей возникла мысль о необходимости такого прибора как высотометр? Случилось это, после исторического полета братьев Райт в 1903 году Райт (совершили первый полет под управлением летательного аппарата с двигателем). Продолжительность полета составила двенадцать секунд, расстояние, которое смог преодолеть первый летательный аппарат с двигателем, равнялось тридцати с небольшим метрам. В течении этого дня,  братья поочередно поднимали самолет еще три раза. На третьей попытке им  удалось преодолеть 279 метров на максимальной высоте 14 метров за 59 секунд.

Несмотря на развитие авиации, еще два десятилетия основными инструментами пилота по-прежнему оставались глаза и вестибулярный аппарат. Естественно, что полеты в темноте, тумане или в условиях облачности сопровождались большим риском. Нo самолеты летали и ночью, а пилоты, рискуя свалиться в «штопор», ориентировались по освещенным объектам на земле.

Для так называемого «слепого» полета, без участия органов чувств пилота, требовались надежные приборы. Надо отметить, что к тому времени многие приборы для ориентации в пространстве уже существовали. К примеру, указатель поворота и крена, представлявший собой изогнутую стеклянную трубку с металлическим шариком внутри, а также гирокомпас и авиагоризонт.

Кстати, в России первый авиагоризонт был создан в начале 30-х годов прошлого века на Уральском приборостроительном заводе, ныне входящем в КРЭТ. Именно с этого устройства и началась история российского гироскопического производства.

Таким образом, авиации того времени не хватало только надежного, а главное, точного высотомера – прибора, указывающего высоту полета. Второе его название – альтиметр, от латинского altus – «высоко», используется чаще за рубежом.

И уже в сентябре 1929 года состоялся первый по-настоящему «слепой» полет: самолет взлетел и пролемиль, при этом кабина была занавешена, а пилот ориентировался исключительно по приборам, одним из которых был барометрический высотомер Коллсмана.

А теперь давайте обратимся к нашей таблице и заполним вторую строку: «Высотомер»

Учитель, совместно с учениками, формулирует то, что они должны записать в таблицу.

Ученики: Заполняют вторую строку таблицы.

Учитель: Мы с вами уже преодолели 2 пункта нашего «путешествия»  теперь давайте перейдем к следующему: «Жидкостный манометр».

Ученики: Один ученик выступает (Степаненко Миша - 5 минут) после чего все остальные задают ему вопросы.

Учитель: Задает вопросы, корректирует ответы ученика, дополняет ответ ученика.

А теперь вновь обратимся к нашей таблице и заполним третью строку: «Жидкостный манометр»

Учитель, совместно с учениками, формулирует то, что они должны записать в таблицу.

Ученики: Заполняют третью строку таблицы.

Учитель: Жидкостные манометры не очень удобны в применении, поэтому со временем во многих отраслях их заменили металлические манометры, о которых нам сейчас расскажет следующий ученик.

Ученики: Один ученик выступает (5 минут) после чего все остальные задают ему вопросы.

Учитель: Задает вопросы, корректирует ответы ученика, дополняет ответ ученика.

А теперь вновь обратимся к нашей таблице и заполним четвертую строку: «Металлический манометр»

Учитель, совместно с учениками, формулирует то, что они должны записать в таблицу.

Ученики: Заполняют четвертую строку таблицы.

Учитель: Как нам уже сказали, по мере развития промышленности, особенно в связи с появлением паровых машин и железных дорог, потребовались более удобные, чем жидкостные манометры приборы.

Первый деформационный манометр с трубчатым чувствительным элементом был изобретен случайно. Рабочий, при изготовлении змеевика на производстве, сплющил поперечное сечение цилиндрической трубки, изогнутой по спирали. Тогда, чтобы восстановить форму трубки, один конец ее заглушили, а в другой конец насосом дали давление воды. При этом часть трубки с деформированным сечением приняла цилиндрическую форму, а спираль на этом участке разогнулась.

Этот эффект был использован немецким инженером Шинцем, который в 1845 г. применил трубчатый чувствительный элемент для измерения давления. Эту дату и принято считать днем рождения деформационных манометров, хотя идея создания деформационного барометра-анероида еще в 1702 г. была предложена немецким философом и математиком Лейбницем (1646—1716 гг.), а патент на него получен Види в 1844 г.

Промышленное производство трубчатых деформационных манометров было организовано французским фабрикантом Бурдоном, получившим в 1849 г. патент на изобретение одновитковой трубчатой пружины, именем которого она до сих пор часто называется («Бурдоновская трубка"). В 1850 г. Примавези и Шеффер изобрели мембранный манометр, а несколько позже в 1881 г. Клейманом получен патент на сильфонный манометр. Простота и компактность деформационных манометров, возможность их применения в различных условиях эксплуатации очень быстро поставили их на первое место в технике измерения давления практически во всех отраслях народного хозяйства.

Хотелось бы обратить ваше внимание, что сама идея данного прибора появилась случайно благодаря простому рабочему. Это говорит о том, что не обязательно знать всю физическую теорию для того чтобы оставить свой след в истории. Достаточно быть любознательным, внимательным и находчивым. Чего я собственно вам и желаю.

Закрепление пройденного материала – 3 минуты.

Учитель: Сегодня на уроке вы замечательно поработали, и мы преодолели 4 ступени нашего пути. На следующем занятии мы этот путь продолжим и закончим заполнять нашу обобщающую таблицу.

А пока скажите, что нового вы узнали сегодня на уроке?

Ученики: Говоря то, что они узнали и усвоили.

Учитель: Остались ли моменты, которые вам не понятны по данной теме?

Ученики: Отвечают отрицательно или же задают вопросы.

Рефлексия – 2 минуты

Учитель: И так на этом наше занятие подходит к концу, запишите домашнее задание: читать параграф отвечать на вопросы, в рабочей тетради задание 45.1-49.1 письменно.

Учитель: Прежде чем уйти, обратите внимание, что на ваших столах лежат картинки смайликов, выберите один из смайликов и положите на одну из чаш весов. Смайлик с улыбкой означает, что на уроке вам было интересно, и вы много нового узнали. Грустный смайлик означает, что вам было не интересно или же все это вы уже знали раньше и ничего нового не узнали. 

Спасибо за урок. Все могут быть свободны.