7 класс

Конспект урока "Давление газа" 7 класс

Учимся решать задачи


ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ
БЛОК
В современной технике для переноса грузов на стройках и предприятиях широко используются грузоподъемные механизмы, незаменимыми составными частями которых можно назвать простые механизмы. Среди них древнейшие изобретения человечества:блок и рычаг. Древнегреческий ученый Архимед облегчил труд человека, дав ему при использовании своего изобретения выигрыш в силе, и научил менять направление действия силы.

Блок - это колесо с желобом по окружности для каната или цепи, ось которого жестко прикреплена к стене или потолочной балке. Грузоподъемные устройства обычно используют не один, а несколько блоков. Система блоков и тросов, предназначенная для повышения грузоподъемности, называется полиспаст.
Подвижный и неподвижный блок - такие же древнейшие простые механизмы, как и рычаг. Уже в 212 г.до н.эры с помощью крюков и захватов, соединенных с блоками, сиракузцы захватывали у римлян средства осады. Сооружением военных машин и обороной города руководил Архимед.
Неподвижный блок Архимед рассматривал как равноплечий рычаг. 
Момент силы, действующей с одной стороны блока, равен моменту силы, приложенной с другой стороны блока. Одинаковы и силы, создающие эти моменты. 
Выигрыш в силе при этом отсутствует, но такой блок позволяет изменить направление действия силы, что иногда необходимо.
Подвижный блок Архимед принимал за неравноплечий рычаг, дающий выигрыш в силе в 2 раза. Относительно центра вращения действуют моменты сил, которые при равновесии должны быть равны.

Архимед изучил механические свойства подвижного блока и применил его на практике. По свидетельству Афинея, "для спуска на воду исполинского корабля, построенного сиракузским тираном Гиероном, придумывали много способов, но механик Архимед, применив простые механизмы, один сумел сдвинуть корабль с помощью немногих людей. Архимед придумал блок и посредством него спустил на воду громадный корабль".
Блок не дает выигрыша в работе, подтверждая "золотое правило" механики. В этом легко убедиться, обратив внимание на расстояния, пройденные рукой и гирей.
Спортивные парусные суда, как и парусники прошлого, не могут обойтись без блоков при постановке парусов и управлении ими. Современным судам нужны блоки для подъема сигналов, шлюпок.
Эта комбинация подвижных и неподвижных блоков на линии электрофицированной железной дороги для регулировки натяжения проводов.
Такой системой блоков могут пользоваться планеристы для подъема в воздух своих аппаратов.

 "Давление в жидкости и газе"


Внутри жидкости в любой ее точке существует давление, обусловленное весом верхних слоев жидкости на нижние.
 Если рассматривать жидкость в состоянии покоя, т.е. не двигающуюся, то это давление можно назвать "весовым " или гидростатическим давлением.
 На одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям / и вверх в том числе /. С глубиной давление увеличивается.
Когда вы в резиновых сапогах заходите в воду, то чувствуете, как резина плотно прилегает к ногам. 
А ведь глубина совсем небольшая.

Расчетная формула для определения давление  в любой ее точке, а также на дно и стенки сосуда:









Все вышесказанное справедливо и для газов,

в которых тоже существует гидростатическое давление.

Тема: "Атмосферное давление"

Атмосфера - воздушная оболочка Земли / высотой несколько тысяч километров /.

По своему строению атмосфера Земли напоминает многоэтажный дом.

Первый "этаж" - тропосфера: высотой до 11км на д уровнем моря, содержит 4/5 
массы всего воздуха, температура падает с высотой, здесь зарождаются облака.
Второй "этаж" - стратосфера: до 55км над уровнем моря, содержит 1/5 всего воздуха, царство стужи
с температурой около минус 40 градусов Цельсия, здесь расположен озоновый слой.

Третий "этаж" - мезосфера: до 200км над уровнем моря, воздух сильно разрежен, давление составляет 1/25000 от нормального атмосферного давления.
Четвертый "этаж" термосфера: невиданная жара около 1000-2000 градусов Цельсия, плотность воздуха исключительно мала, здесь возгораются падающие метеоры.

Лишившись атмосферы Земля стала бы такой же мертвой, как ее спутница Луна,
 где попеременно царят то испепеляющий зной, то ледянящий холод - + 130 С днем и - 150 С ночью.

Воздух обладает весом ... В этом можно убедиться на опыте. Выкачав часть воздуха из шара, мы увидим, что он стал легче.

Впервые весомость воздуха привела людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами - вода не поднималась выше 10,3м.




Поиски причин упрямства воды и опыты с более тяжелой жидкостью - ртутью, предпринятые в 1643г. Торричелли, привели


к открытию атмосферного давления.

Тема "СИЛА АРХИМЕДА"

Зависимость давления в жидкости или газе от 
глубины погружения тела приводит к появлению выталкивающей силы (или иначе силы Архимеда), действующей на любое тело, погруженное в
жидкость или газ.
Архимедова сила направлена всегда противоположно 
силе тяжести, поэтому вес тела в жидкости или газе
всегда меньше веса этого тела в вакууме.
Величина Архимедовой силы определяется по
закону Архимеда.


Еще одна формула для определения Архимедовой силы:

ИНТЕРЕСНО, что сила Архимеда равна нулю, когда погруженное в жидкость тело плотно, всем основанием прижато ко дну.

ВЕС ТЕЛА, ПОГРУЖЕННОГО В ЖИДКОСТЬ (ИЛИ ГАЗ)
Вес тела в вакууме Pо=mg.
Если тело погружено в жидкость или газ,
то P = Pо - Fа = Ро - Pж
Вес тела, погруженного в жидкость или газ, уменьшается на величину выталкивающей силы, действующей на тело.
Или иначе:
Тело, погруженное в жидкость или газ, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. 

ВОЗДУХОПЛАВАНИЕ

На все тела в воздухе действует выталкивающая ( архимедова) сила.                                                                       Чтобы найти архимедову силу, действующую на тело в воздухе, надо рассчитать ее по формуле, умножив ускорение свободного падения на плотность воздуха и на объем тела.

Fа = g pVт
Если эта сила окажется больше силы тяжести, действующей на тело, то тело взлетит.                                           На этом основано воздухоплавание.
Чтобы воздушный шар поднимался выше, его надо наполнить газом, плотность которого меньше, чем у воздуха. Это может быть водород, гелий или нагретый воздух.
Для того чтобы определить, какой груз может поднять воздушный шар, надо знать его подъемную силу.
 Подъемная сила воздушного шара равна разности между архимедовой силой и действующей на шар силой тяжести.

Fпод = Fа - (Fт оболочки + Fт газа внутри + Fт груза)


Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на него архимедова сила уменьшается. Подъем воздушного шара прекращается,если архимедова сила  и сила тяжести станут равнымиЧтобы подняться еще выше, с шара сбрасывают балласт.
Чтобы опуститься на землю, выталкивающую силу надо уменьшить, для этого можно уменьшить объем шара. В верхей части оболочки шара имеется специальный выпускной клапан, через который можно выпустить часть газа. После этого шар начнет опускаться вниз.

Обучающие рисунки по физике для 7-го класса среднеобразовательных школ.
Архив содержит 36 рисунков.  Рисунки в формате jpeg.

Обучающие рисунки для 7 класса


Плотность вещества

 Легенда об истории, которая произошла с древнегреческим ученым Архимедом. Однажды царь Герон поручил Архимеду узнать, из чего сделана корона: из чистого золота или в ней есть примеси более дешевых металлов.
Поможем Архимеду решить задачу?
Сможем ли мы сейчас ответить, из чего сделана корона? Что для этого нужно знать? Мы подошли к изучению новой темы, то есть узнаем еще об одной физической величине. Название зашифровано здесь: НОТСЛОПТЬ. (Объявляется цель урока.)
Обратимся к опытам.


1) Берем рычажные весы. Уравновесим. На чашках весов тела разного объема, но одинаковой массы. Объемы разные, но массы одинаковы.


2) Берем тела одинакового объема, но разной массы.
Вопрос к учащимся: Почему так получается? От чего это зависит? (Учащиеся делают вывод – зависит от рода вещества.)


3) На чашках весов 2 мензурки, массы которых равны. Нальем одинаковое количество жидкости – в одну спирт, в другую – воду.Вопрос к учащимся: что замечаем? (Учащиеся отвечают, что мензурка со спиртом легче.) Делаем вывод: эти опыты подтверждают, что масса в единице объема зависит от рода вещества. Масса 1см3 вещества может служить характеристикой вещества. Эту физическую величину называют (посмотрите на название темы и расшифруйте его) ПЛОТНОСТЬЮ и найти ее можно по формуле
  
Демонстрируется кубик 1см3Вопрос к учащимся: как понять, насколько много это или мало? Переходим к знакомству с таблицей плотности, в которой находим плотность вещества, из которого сделан кубик. Вводим единицу плотности г/см3.
Переходим к закреплению применения формулы на практике.
Найдем плотность деревянных брусков, лежащих на ваших столах, произведя необходимые измерения (измеряем массу и объем тела). Записываем на доске полученные значения плотности первого и второго ряда. Делаем вывод: значения плотности, полученные учащимися первого ряда и учащимися второго ряда, одинаковы. Это говорит о том, что бруски каждого ряда были изготовлены из одного и того же материала.
А как быть с телами неправильной формы? (Ответ  – объем можно найти с помощью мензурки.)
Существуют приборы, с помощью которых определяют плотность вещества. Демонстрируем один из них: ареометр – это прибор для измерения плотности жидкости (например, плотность раствора в аккумуляторе).
Переходим к решению задач.
1. Что означает запись: плотность гранита 2600кг/м3?
2. Масса 10см3железа 78 г. Чему равна плотность железа?


3. Три бруска – железный, алюминиевый, деревянный имеют одинаковые объемы. Определите, какой из них имеет наибольшую массу, наименьшую массу. Почему?
4. В два сосуда хотят налить одинаковые массы разных жидкостей: воды и крепкого соленого раствора. Как вы думаете, для какой жидкости нужно взять больший сосуд?
5. А теперь помогите Архимеду решить задачу.
 Для подведения итогов решим кроссворд.


 
  1. Зависимость массы в единице объема (плотность).
  2. Местонахождение подсказки (таблица).
  3. Эталон массы (килограмм).
  4. Физическая величина, характеризующая движение (скорость).
  5. Величина, необходимая для нахождения плотности (объем).?

Это интересно!!!





ПОСМЕЙСЯ И СООБРАЗИ !
Перед тобой занимательные задачи по физике Григория Остера!
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ

1. Однажды семикласник Вася, только что изучивший на уроке физики взаимодействие тел, был сбит с ног нечаянно выскочившим из школы третьекласником Димочкой. С какой целью Вася после этого случая

гнался за Димочкой полтора часа?
Ответ: чтобы привести в исполнение закон природы, по которому действие тела на другое тело не может быть односторонним. Всякое действие рождает противодействие.
2. Прогуливаясь по берегу озера, Миша пригласил Лялю посидеть в лодке без весел. Вдруг Ляля передумала сидеть с Мишей в лодке и выпрыгнула на берег. Как сложилась дальнейшая Мишина жизнь?
Ответ: в результате взаимодействия тел Ляли и лодки Миша уплыл на середину озера. А что с ним было потом - физике неизвестно. 
3. Коля и Толя нашли сжатую пружину в пакетике, перевязанном веревочками, и стали эти веревочки развязывать. Тут-то пружина и распрямилась. В результате взаимодействия Толя с хорошей
скоростью улетел в одну сторону, а Коля с вдвое большей в прямо противоположную. Укажите, как отличается Толина масса от Колиной?
Ответ: поскольку пружина послала Толю хоть и с хорошей, но вдвое меньшей скоростью чем Колю, Толина масса в два раза больше Колиной, тоже хорошей.
4. Молекула воды испарилась из кипящего чайника и, подлетая к потолку, лоб в лоб столкнулась с неизвестно как прокравшейся на кухню молекулой
водорода. Кто быстрей отлетел?
Ответ: та молекула, чья масса меньше. Молекула водорода. Нечего ей по кухням шастать.

5. Как без всяких весов убедиться, что массы близнецов- братьев Мити и Вити одинаковы?
Ответ: пусть братья с одинаковой скоростью помчатся навстречу друг другу. Потом надо измерить веревочкой, на одинаковое ли расстояние отлетели братья от точки столкновения лбами. Если да, то то да.
Если нет - значит одного из братьев в роддоме подменили. 
6. Когда туманным вечером Ляля, внезапно разлюбив Мишу, выпрыгнула на берег из лодки, в которой они последний раз поцеловались, ее масса была 96 кг. Во сколько раз скорость, приобретенная Лялей при прыжке, меньше начальной скорости с грустью поплывшего в туман Миши, если всем известно,
что Мишина масса вместе с его байдаркой 48 кг.
Ответ: если масса оставшихся наедине лодки и Миши
вдвое меньше Лялиной, то скорость, приобретенная этой парочкой в миг разлуки с Лялей, в два раза больше начальной Лялиной скорости.
7. Лютый враг нежно прижался щекой к прикладу и нажал курок. Пуля массой 10 г выскочила из винтовки и понеслась искать невинную жертву со скоростью 800 м/с. А винтовка в результате отдачи со скоростью 2 м/с послала врага в нокаут. Вычисли массу, сбившую с ног врага.
Ответ: врага нокаутировало его собственное оружие массой в 4 кг. Кто к нам с чем придет - от того и упадет.


При использовании материала с сайта: http://class-fizika.narod.ru/

Комментариев нет:

Отправить комментарий