Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №20/2006
Гидростатическое давление

«Я ИДУ НА УРОК»

В.И.КРЮКОВА,
МОУ СОШ № 7, г. Прокопьевск, Кемеровская обл.

Гидростатическое давление

Урок объяснения нового матерала. 7-й класс

Цель урока: рассмотреть природу давления столба жидкости; выработать практические навыки при решении задач; развивать познавательную активность учащихся.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания

Фронтальная беседа. Сформулируйте закон Паскаля. Чем отличается передача давления жидкостями и газами от передачи давления твёрдыми телами? Отвечайте, используя сведения о молекулах. Забавляясь, мы любим выдувать мыльные пузыри (демонстрация). Почему они имеют форму шара? Почему взрыв снаряда губителен для находящихся поблизости организмов? Каким простым способом можно удалить вмятину на оболочке теннисного мяча? (Мяч пластмассовый.) Почему пустой бумажный мешок, надутый воздухом, с треском разрывается, если ударить по нему рукой или обо что-либо твёрдое?

II. Объяснение нового материала

Проблемная ситуация. Как раньше добывался жемчуг? Почему ныряльщики часто погибали? Что вы испытываете при нырянии в воду? Зачем нужен жёсткий скафандр для водолазов, работающих на глубине? Камбала обитает на морском дне. Почему её тело плоское?

Опыт 1. В трубку, дно которой затянуто плёнкой, наливаем воду. Дно прогибается. Почему?

Давление, производимое покоящейся жидкостью, называется гидростатическим давлением.

Как рассчитать это давление?

Выделяем столб жидкости высотой h и площадью основания S;

сила давления воды на основание:

F = p • S.     (1)

F = P – весу жидкости,

F = P = mg, m = • V,

V = S • h.

F = Shg.      (2)

Приравниваем формулы (1) и (2):

Анализ формулы. Давление жидкости зависит:

1) от жидкости (чем больше плотность жидкости, тем больше давление);

2) от h (чем больше высота столба жидкости, тем больше давление).

А зависит ли давление жидкости от площади дна сосуда? Согласно формуле, не зависит.

Вывод: давление жидкости не зависит от площади дна сосуда и его формы.

При одинаковой высоте h давление одинаково: р1 = р2 = р3. А теперь докажем, что внутри жидкости существует давление.

Опыт 2. Пластинка (крышка от банки из-под кофе) закрывает снизу полый стеклянный цилиндр, опущенный в сосуд с жидкостью, и удерживается под ним.

Проблемная ситуация. Если жидкости нет, пластинка падает. Почему? (Учащиеся отвечают, что это происходит под действием силы тяжести.)

Если в сосуд налита жидкость, пластинка удерживается под цилиндром до тех пор, пока внутри цилиндра жидкости нет, и падает, когда уровни жидкости внутри и снаружи цилиндра совпадают. (Учащиеся свободно отвечают, что в последнем случае давление жидкости над пластинкой равно давлению под пластинкой.)

(Можно пронаблюдать давление внутри жидкости, используя манометр, соединённый с коробочкой, затянутой резиновой мембраной.)

Опыт 3. В полиэтиленовый пакет наливаем подкрашенную воду, погружаем его в аквариум (банку), чтобы уровни жидкостей совпадали. Если нажать на стенку пакета в каком-либо месте, то вмятина сохраняется. Почему? Если пакет погружать глубже, то подкрашенная жидкость (вода) в пакете поднимается вверх. Почему?

Аккуратно делаем надрез ножницами (отрезаем угол пакета) – жидкости не перетекают. Поднимаем пакет вверх – жидкость из пакета начинает перетекать в аквариум. Почему?

Вывод: внутри жидкости существует давление, которое на одном уровне одинаково во всех точках и увеличивается с глубиной погружения.

Отвечаем на проблемные вопросы, прозвучавшие в начале урока.

А можно ли при помощи небольшого количества воды создать большое давление? По рисунку учебника рассматриваем опыт Паскаля.

III. Решение задач

Вызываю к доске троих учащихся и предлагаю решить задачи:

  • В сосуды одинаковой формы и объёма до одной высоты 40 см налиты жидкости: в первый – керосин, во второй – вода, в третий – ртуть. Рассчитайте давление в каждом случае.

После решения учащиеся наглядно оценивают, сравнивая результаты, что, чем больше плотность жидкости, тем большее давление она оказывает.

Дополнительно, если позволяет время, решаем задачу:

  • Определите давление и силу давления керосина на дно бака площадью 4,5 дм2, наполненного до высоты 25 см. (Ответ. 1960 Па; 88,2 Н.)

IV. Домашнее задание

С.В.Громов, Н.А.Родина. Физика-7 § 37, вопрос № 87.

.  .