Способы уменьшения и увеличения давления. Физика. 7 класс. Разработка урока
Дидактическая цель: создать условия для осознания и осмысления новой учебной информации и способов её получения средствами проблемно-исследовательского метода, практико-ориентированного обучения.
Тип учебного занятия: усвоения новых знаний.
Метод обучения: проблемный, частично-поисковый, исследовательский с применением ИК технологии.
Формы организации учебно-познавательной деятельности учащихся: фронтальная, индивидуальная, коллективная.
Цели урока:
Образовательные:
- формировать умение находить давление в разных случаях;
- сравнивать давление в разных практических ситуациях;
- обосновывать необходимость увеличения или уменьшения давления.
Развивающие:
- развитие познавательной активности учащихся, их критического мышления, умения самостоятельно формулировать выводы,
- расширение кругозора учащихся,
- развитие речи,
- закрепление умения правильно оформлять и решать задачи,
- умение выдвигать гипотезу и обосновывать логику доказательства своего предположения.
Воспитательные:
- воспитание чувства взаимопонимания и взаимопомощи при решении задач и выполнении экспериментального задания;
- воспитание ответственного отношения к учебе, трудолюбия.
Задачи урока
- Научить решать расчётные задачи по формулам p = F/S , F = pS, S = F/p и качественные задачи;
- Уметь пользоваться формулами;
- Отрабатывать навыки перевода значения давления, силы, площади из дополнительных единиц измерения в СИ;
- Отрабатывать практические навыки в работе с физическим оборудованием;
- Проанализировать реальные ситуации способов уменьшения и увеличения давления на опору
- Уметь, используя жизненный опыт, обосновывать необходимость увеличения или уменьшения давления. Найти практическое применение уменьшению и увеличению давления.
Формируемые умения: работать с приборами, наблюдать, анализировать и сравнивать результаты опытов, делать выводы.
Предполагаемый результат: учащиеся должны знать способы изменения давления и уметь приводить примеры увеличения и уменьшения давления в технике и природе.
Место урока в учебном плане. Тема “Способы уменьшения и увеличения давления” рассматривается в разделе “Давление твердых тел, жидкостей и газов”. Эта тема в разделе вторая после "Давление. Единицы давления" и является наиболее интересной для учащихся, т.к. прослеживается тесная связь изучаемого материала с жизнью и техникой. Основное содержание изучаемого материала задают учебная программа и обязательный минимум содержания образования по физике.
Оборудование: деревянные бруски, динамометры, линейки, компьютер, проектор, экран, презентация с фотографиями, тесты для контроля знаний в 4-х вариантах.
План урока.
I. Организационный момент.
II. Мотивация, актуализация, целеполагание.
III. Изучение нового материала (первичное усвоение материала).
IV. Осознание и осмысление учебного материала.
V. Первичное закрепление учебного материала. Тест.
VI. Подведение итогов.
VII. Домашнее задание
VIII. Рефлексия.
Ход урока
Эпиграф к уроку:
Незнающие пусть научатся, а знающие вспомнят еще раз. (Античный афоризм)
I. Организационный момент
II. Мотивация. Актуализация. Целеполагание
Как помочь человеку, провалившемуся под лёд? Почему боксёры ведут бой в перчатках? Как правильно уложить вещи в рюкзаке, собираясь в турпоход? (Показать боксёрские перчатки, напёрсток, рюкзак). Сегодня мы с вами научимся находить ответы на эти и многие другие вопросы.
На предыдущем занятии мы с вами изучали теорию на тему давление твёрдых тел. Настало время теорию применить на практике. Запишите тему урока. “Способы уменьшения и увеличения давления”. Сформулируем цели (постараться самим):
- научиться решать задачи по теме “Давление твёрдых тел”;
- рассмотреть и выяснить способы изменения давления в быту, технике, природе.
Обратите внимание, ребята, на эпиграф к нашему уроку: Незнающие пусть научатся, а знающие вспомнят еще раз. Вот и мы сначала повторим основные понятия прошлой темы.
Фронтальный опрос (актуализация)
- Что называется давлением (с места отвечает ученик)?
- Написать формулу для определения давления и сделать ее анализ (назвать физические величины, входящие в формулу, их единицы; вывести формулы для физических величин, стоящих справа от знака равенства). (У доски работает ученик по желанию.)
III. Изучение нового материала
Сейчас ребята, у которых на столах располагается оборудование (деревянные бруски, динамометры и карточки с заданием), выполнят экспериментальное задание согласно указаниям в карточке.
Учащиеся используют карточки с указаниями к выполнению задания, деревянные бруски, динамометры и линейки, лежащие на столах.
Карточка:
Экспериментальное заданиеОпределить давление деревянного бруска на стол. Порядок выполнения работы.
|
Остальным учащимся предлагается устная работа с таблицей (заранее приготовлена на доске), заполним пустые ячейки (в таблице они отмечены красным цветом). (Фронтальная работа на применение написанных на доске формул, заполняет таблицу учитель).
№ |
Сила |
площадь |
давление |
1 |
20 |
2 |
10 |
2 |
20 |
4 |
5 |
3 |
20 |
5 |
4 |
4 |
20 |
10 |
2 |
5 |
25 |
5 |
5 |
6 |
30 |
5 |
6 |
7 |
40 |
5 |
8 |
8 |
60 |
5 |
12 |
Заполнив таблицу, анализируем её:
- Какие особенности в данной таблице можно заметить? (Ответ. В первых 4-х строках сила одинакова, а нижних строках площадь одинаковая).
- Рассмотрим первые 4 строки. Вы правильно заметили, что сила, действующая на опору одинакова. А что можно сказать о давлении? (Ответ. Давление разное).
- Почему? (Ответ. Площадь опоры разная).
- Какую зависимость можно выявить? (Ответ. Если сила не меняется, то чем меньше площадь опоры, тем больше давление).
- Как в математике называют такую зависимость? (Ответ. Обратно пропорциональная).
- Проанализируем нижнюю часть таблицы. (Ответ. Если площадь не меняется, то чем больше сила, тем больше давление. Такая зависимость называется прямо пропорциональной).
А сейчас послушаем сообщения учащихся, выполняющих экспериментальное задание. (Учащиеся сообщают о том, что давление, производимое бруском на стол, зависит от площади грани, на которую он опирается).
Итак, ребята, мы с вами разными путями (экспериментальным и аналитическим) пришли к одному и тому же выводу. Запишем его в тетрадь: для того, чтобы уменьшить давление тела, необходимо увеличить площадь опоры, для того, чтобы увеличить давление - необходимо уменьшить площадь опоры. (Сделаем схематические рисунки):
|
|
|
Чтобы уменьшить давление, |
Чтобы увеличить давление, |
- Чем больше площадь опоры, тем меньше давление, производимое одной и той же силой на эту опору. (под рисунками делают записи в тетрадях)
Динамическая пауза. А сейчас мы проведем еще одно наблюдение. Встаньте прямо, расправили плечи, повторим изученные нами ранее физические величины: длина (руки в стороны), время (посмотрели на часы), скорость (как будто бежим), сила (согнули бицепсы), масса (поднимаем штангу), опустили руки. Прикрыли глаза и подушечками указательных пальцев слегка надавите на глаза. Открыли глаза и посмотрели в даль. Повторить еще раз. Опять выпрямились. Встали на правую ногу. На левую. Сели.
IV. Осознание и осмысление учебного материала
Решение качественных задач.
- Вы только что стояли на двух ногах и на одной. Одинаковое ли вы производили давление на пол?
- Изменилось ли ваше давление на пол после поднятия рук?
- А зачем мы нажимали на глазные яблоки? (Ответ. Надавливанием на веко мы стимулировали кровообращение в глазной мышце и активизировали ее деятельность).
Стоя в классе, вы были способны менять давление, производимое вашим телом на пол. А приходилось ли вам в жизни сталкиваться с ситуациями, когда специально увеличивали или уменьшали давление подобным образом в технике и быту? (Учащиеся приводят примеры, наблюдаемые ими в жизни).
Качественные задачи
- Почему у тракторов, вездеходов делают широкие гусеницы? А почему на гусеницах есть острые выступы? Почему не разрешено ездить по асфальту на гусеничных тракторах?
- Почему собирая крыжовник, очень легко уколоться или поцарапаться?
- Почему острым ножом резать легче, чем тупым?
Сейчас, ребята мы посмотрим, как природа вооружила живой мир для создания большого давления небольшим усилием (После ответов учащихся осуществляется просмотр презентации "Способы уменьшения и увеличения давления").
К презентации (дополнительный текст, проговаривается учителем во время показа презентации):
- Здание имеет большой вес. При широком основании оно будет производить меньшее давление на грунт (слайд-фотография фундамента здания)
- Останкинская башня опирается на фундамент десятью «ножками», оказывая давление ≈7 МПа. Такое же давление оказывают 20 спортсменов-конькобежцев, массой 80 кг каждый. При сильном ветре давление на основание башни становится больше на 2700 кПа (слайд – фотография Останкинская башня).
- Железнодорожные рельсы укладывают на шпалы. Нижнюю часть рельса делают более широкой (слайд – фотография железная дорога, рельсы на шпалах).
- Тяжёлые машины – трактор, танк, болотоход – имея большую опорную площадь гусениц, проходят по болотистой местности, по которой не пройдёт человек, а также грузовые автомобили с широкими шинами легко передвигаются по пустыне (слайд – фотография колёса грузовика, гусеницы танка).
- При скреплении различных деталей винтами, болтами под гайки подкладывают широкое металлическое кольцо – шайбу, тем самым уменьшается давление на скреплённые детали (слайд – фотография гайки, шайбы).
- У массивных животных – слона, бегемота – площадь опоры большая (слайд – фотография бегемота, слона, их ног).
- Заяц-беляк передвигается даже по очень рыхлому снегу (слайд – фотография заяц-беляк)
- У парнокопытных животных копыта раздвоены, а у лося между половинками есть перепонка, раздвигая копыта, лось увеличивает площадь опоры и глубоко не проваливается, и может сравнительно легко бегать по топким болотам, где другие большие животные вязнут. У верблюда на ногах не копыта, а пальцы, покрытые мозолями. Они не скользят и не проваливаются в песок (слайд – фотография верблюда, копыта, верблюда).
- Беркут – самый крупный из орлов (размах крыльев около 2 м). Крупный, загнутый крючком клюв с острыми режущими краями может вспарывать самую крепкую шкуру животных, рвать добычу на части. Но всё же главное оружие беркута – лапы с крупными , острыми, чуть ли не стальными когтями, которыми царь птиц хватает, удерживает и умерщвляет свою добычу (слайд – фотография клюв беркута, медицинский шприц с иглой, иглы)
- Рыси и медведи хорошо лазают по деревьям, благодаря цепким когтям (слайд – фотография медведя, рыси, когти медведя).
- Иглы дикобраза – опасное оружие. Попадая в тело жертвы, они за счёт зазубрин могут в сутки на дюйм продвинуться внутрь организма, если их вовремя не удалить (слайд – фотография иглы дикобраза, зубы крокодила, зубы пираньи)
- Маленькая пчёлка способна прокусить своим острым жалом толстую шкуру животных. Зазубринки на жале препятствуют его вытаскиванию и, потеряв жало, пчела погибает, спасая семью (слайд – фотография жало осы).
- Шипы, иглы, пилы, ножи, ножницы и др. даже при помощи малой силы создают большое давление (слайд – фотография шипы и колючки растений).
Можем ли мы теперь ответить на вопросы, прозвучавшие в начале урока?
Дополнительные задачи к уроку: (если позволяет время)
- Алёша ходил с мамой за покупками. Сумка была тяжёлой, и её ручки больно врезались в ладонь. Тогда Алёша подложил под ручки сложенный лист бумаги, и нести покупки сразу стало удобнее. Как объяснить это явление? (Алёша уменьшил давление ручек на ладонь, увеличив с помощью бумаги площадь их соприкосновения).
- При варке сосиска лопается вдоль, а не поперёк. Почему? (Площадь сечения сосиски вдоль S1 больше, чем поперёк S2. А сила давления F = P • S. Так как S1>S2, то F1>F2. Сила давления на продольное сечение F1 больше, чем на поперечное сечение F2. Поэтому сосиска треснет вдоль, а не поперёк.
- Почему буря, которая валит живые деревья летом, часто не может свалить рядом стоящее сухое дерево, если оно не подгнило? (Сила, с которой ветер действует на крону дерева при одинаковом давлении, зависит от площади её поверхности. У живого дерева она больше. Поэтому буря свалит живое дерево раньше, чем сухое).
- Почему боксёры ведут бой в перчатках?
- Когда вы производите большее давление – босиком или в обуви? А что произойдёт, если вы наступите на камень, стекло? Почему давление так возрастает, что можно проткнуть подошву?
- Зачем у лопаты верхний край, на который надавливают ногой, изогнут?
- Какое простейшее приспособление можно соорудить из веток, чтобы безопаснее перейти болото?
- Какими должны быть ботинки путешественника и почему? Что поможет путешественнику в горах? (Подошвы ботинок должны быть резиновыми и рельефными (больше коэффициент трения). Ботинки должны быть свободными, чтобы можно было вложить войлочную стельку и надеть шерстяной носок, что, во-первых, уменьшает давление на стопу в отдельных ее точках при ходьбе по острым камням, т.к. при этом деформируется сначала подошва, потом стелька и носок, а уже затем стопа, а во-вторых, способствует удержанию тепла, т.к. войлок и шерсть обладают плохой теплопроводностью. Кроме того, у ботинок должна быть широкая подошва, тогда площадь опоры, а, следовательно, и устойчивость человека увеличивается. Ведь обувь должна быть не только удобной, но и обеспечивать безопасность в трудных переходах. В горах путешественнику поможет палка с острым концом – альпеншток).
- Почему у рюкзака широкие лямки? Как надо укладывать рюкзак и почему? (Широкие лямки обеспечивают большую площадь опоры груза, при этом давление становится меньше. Это соответствует формуле давления p = F/S. Рюкзак надо укладывать так, чтобы на спину приходились мягкие, гладкие, ровные поверхности. Выступы имеют малую площадь опоры, и давление в местах выступов возрастает).
Решение расчётной задачи. (Один ученик решает у доски, остальные на местах)
Задача. Известно, что индийские йоги могут спать на утыканной гвоздями острием вверх доске. Человеческая кожа может выдержать давление 3 МПа. Площадь острия каждого гвоздя 0,1 мм2. Оцените, из скольких гвоздей должно быть ложе, чтобы ваш одноклассник, массой 45 кг, мог проделать такой же трюк.
p = 3000000 Па S = N • 0,0000001 м2 M = 45 кг |
|
N – ? |
|
Ответ: 1500 штук.
V. Контроль знаний
Учащиеся выполняют тест.
VI. Подведение итогов
VII. Домашнее задание
§ 34, ответить на вопросы,
Б. Привести примеры животных и растений, реализующих способы увеличения и уменьшения давления для обеспечения своей жизнедеятельности.
П. Составить свою задачу по теме «Давление».
У. Домашние экспериментальные задания (по выбору):
- Задание 6 (1) на стр. 82. Определите давление собственного тела на пол. Массу тела измерьте с помощью напольных весов, а площадь подошвы ботинка (туфли) – с помощью клетчатой бумаги.
- Определите давление табурета на пол. Массу табурета измерьте с помощью бытовых весов, а площадь ножки табурета – с помощью миллиметровой бумаги.
- На столе лежат два деревянных кубика с длинами ребер 2 см и 4 см. Одинаковое ли давление оказывают кубики на поверхность стола? А если отличается, то во сколько раз? (Больший кубик оказывает вдвое большее давление).
- Известно, что по тонкому льду можно быстро перебежать неширокую речку. Однако, если это делать медленно, то лед провалится. Означает ли это, что давление, оказываемое человеком на поверхность льда, в каждом из случаев разное? (Нет, давление в обоих случаях одинаковое).
VIII. Рефлексия
Наш урок подходит к завершению. В той атмосфере, в которой мы сегодня работали, каждый из вас чувствовал себя по-разному. И сейчас мне бы хотелось, чтобы вы оценили, насколько внутренне комфортно ощущал себя на этом уроке каждый из вас, все вместе как класс, и понравилось ли вам то дело, которым мы с вами сегодня занимались.
Перед вами рисунок, где вы должны нарисовать тот уровень, который соответствовал вашему настроению:
(карточки на столах у каждого учащегося)
«Я» – Как я чувствую себя на уроке, комфортно ли мне, доволен ли я собой? «Мы» – Комфортно ли было работать в классе? «Дело» – Достиг ли я цели учения, преодолел ли проблемы? «Хорошо» «Не очень хорошо» «Плохо» |
(Рисуют в тетрадях ответы на рефлексивный механизм.)
Решать задачки можно вечно,
Вселенная ведь бесконечна.
Спасибо всем вам за урок,
А главное, чтоб был он впрок.
Всем спасибо за урок!