Давление. Атмосферное давлениеПодготовка к ГИА

Давление. Атмосферное давление Подготовка к ГИА

Цель: повторение основных понятий и формул, связанных с давлением, а также разбор основных задач по теме в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы.

ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

• Действие силы на поверхность тела характеризуется давлением.

• Давление - величина, равная отношению силы , действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

• где p – давление, Па ( Паскаль )

• F – приложенная сила давления, Н
• S – площадь поверхности (площадь опоры тела), м 2 .

• Давление - величина скалярная , у давления нет направления.

Действие силы

Модуль

Направление

Точка приложения

Единицы измерения давления

• 1 Па – это такое давление, которое оказывает сила 1Н на площадь поверхности 1м 2 .

• 1 кПа=1000 Па;
• 1МПа= 1000000 Па;
• 1 гПа=100Па;

Французский ученый

Блез Паскаль

(1623 – 1662)

От чего зависит давление?

• Чем больше площадь поверхности , на которую действует сила, тем меньше будет давление тела на опору.

• Большая по значению сила, действующая на ту же площадь будет оказывать большее давление .

Во всех рассмотренных случаях сила действовала перпендикулярно поверхности .

Обратите внимание!

• Любая поверхность выдерживает только определенное давление. Если это давление будет выше, то опора разрушается. Человеческая кожа выдерживает давление 3000000Па. Поэтому, в зависимости от того, какой результат хотят получить, давление можно увеличивать или уменьшать.

Способы изменения давления

• Результат действия силы на поверхность зависит не только от ее величины , направления , точки приложения , но и от площади опоры давящего тела.

Увеличение давления

Уменьшение давления

(увеличение силы давления; уменьшение площади)

(уменьшение силы давления; увеличение площади)

• Фундамент здания,
• шасси самолета,
• широкие шины
• автомобилей,
• гусеницы вездеходов, тракторов,
• лыжи,
• шайбы под гайки,
• шпалы под рельсы

• Топор, нож,
• гвозди, кнопки, иголки,
• зубы, когти, клювы зверей,
• шипы, колючки растений,
• жало осы

ПРЕДСТАВЬ СЕБЕ !

• ... давление гусеничного трактора массой 6,7 тонны на почву составляет 47000 Па
• ... втыкая пальцем иглу или булавку в ткань, мы создаем давление около 100 000 000 Па
• ... когда жалит оса , то она оказывает на кожу человека давление 30 000 000 000 Па
• ... очень высокие давления существуют в глубинах небесных тел !

• Давление в центре земного шара равно приблизительно 300 млрд Па, т.е. 300 000 000 000 Па.

Это интересно…

• Если вылить содержимое яйца, а для опыта оставить скорлупу, то можно попробовать проткнуть ее иголкой изнутри и снаружи. Изнутри - легче, снаружи - тяжелее . Результат при одинаковых усилиях будет зависеть от формы скорлупы: выпуклая или вогнутая .
• Поэтому маленький цыпленок легко разбивает скорлупу изнутри , а снаружи он защищен более надежно .

• Свойство выпуклых форм лучше выдерживать нагрузку позволяет архитекторам проектировать куполообразные крыши, мосты, потолки, т.к. они прочнее плоских !

ДАВЛЕНИЕ ГАЗА

• Давление газа на дно и стенки сосуда (и на помещенное в газ тело) создается ударами беспорядочно движущихся молекул газа .

От чего зависит давление газа?

Чем выше температура тела , тем больше скорость движения молекул.

Чем больше скорость движения молекул, тем больше число ударов молекул о стенки сосуда.

• Если температура и масса газа неизменны, то при уменьшении объема газа его давление увеличивается , а при увеличении объема давление уменьшается .
• При повышении температуры газа его давление увеличивается
• А если масса газа (при неизменных температуре и объеме) изменилась ?
• Если температура и объем неизменны, то при уменьшении массы газа его давление уменьшается , а при увеличении массы давление увеличивается .

Воздушное огниво

• Здесь должен быть видеофрагмент «Воздушное огниво»

• Скачайте фильм по адресу: http://moemesto.ru/soljary/file/12034513/ Воздушное%20огниво. avi / и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Давление в жидкости или газе

• Внутри жидкости в любой ее точке существует давление, обусловленное весом верхних слоев жидкости на нижние - "весовое" или гидростатическое давление .
• На одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям (и вверх в том числе).

• С глубиной давление увеличивается .

• Давление в жидкости или газе зависит только от уровня жидкости

Давление в жидкости или газе.

• Расчетная формула для определения давления жидкости в любой ее точке, а также на дно и стенки сосуда:
• ρ ( кг/м 3 ) – плотность жидкости (газа) на дно и стенки сосуда;
• g ( м/с 2 ) – ускорение свободного падения;
• h ( м ) – высота столба жидкости.

• Вода, как и все жидкости мало поддается сжатию . Поэтому с глубиной плотность воды изменяется незначительно .
• В самом глубоком месте плотность воды увеличивается лишь на 5 % .

p = ρ·g·h

h

p

Давление в жидкости или газе.

• На глубинах более 1,5 м разность между давлением воды, сжимающим грудную клетку, и давлением воздуха внутри нее возрастает настолько, что у человека уже не хватает сил увеличивать объем грудной клетки при вдохе и наполнять свежим воздухом легкие.

• Поэтому при погружении более чем на 1,5м можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на этой глубине.

Это интересно!

• Искатели жемчуга погружаются на глубину 30 м ;

• рекордное погружение человека без специального оснащения - 105 м ;
• погружение с аквалангом - 143 м ; в мягком скафандре - 180 м ; в жестком скафандре - 250 м ; в батискафе - 10 919 м .
• Если порожнюю закупоренную бутылку опустить на значительную глубину , затем извлечь вновь, то обнаружится что давление воды вогнало пробку внутрь бутылки и вся посудина полна воды.

Сообщающиеся сосуды

• Сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости называются сообщающимися.

• В сосудах любой формы и ширины однородная жидкость устанавливается на одном уровне.

Условие равновесия жидкости: p 1 = p 2 = p 3 = …= p n

Разнородная жидкость

• Высоты столбов разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорциональны их плотностям .

Вывод:

р 1 = р 2

ρ 1 ∙ g ∙ h 1 = ρ 2 ∙ g ∙ h 2

ρ 1 ∙ h 1 = ρ 2 ∙ h 2

Пример решения задачи

49

12

Как изменится уровень воды в левом сосуде? (5 баллов)

12 см 2

19 см 2

• Высота воды в левом колене сообщающихся сосудов, разделенных краном, равна 49 см, в правом 12 см. На сколько сантиметров изменится уровень воды в левом сосуде, если открыть кран? Левое колено сосуда имеет площадь поперечного сечения 12 см 2 , правое 19 см 2 .
• Ответ вводить с точностью до десятых.

После открытия крана уровень воды – h – станет одинаковый

Применение сообщающихся сосудов

Водомерное стекло

Фонтаны

Шлюзы

Водонапорная башня

Чайники, кофейники

Атмосферное давление

• Земля окружена атмосферой - воздушной оболочкой, состоящей из смеси различных газов.
• Молекулы этих газов, находясь в поле тяготения Земли, притягиваются к ней. Вследствие этого слои воздуха, расположенные выше , давят на нижние слои и в конечном итоге создают давление на поверхность Земли и находящиеся на ней тела. Это давление называют атмосферным .

Атмосферное давление

• Здесь должен быть видеофрагмент «Атмосферное давление»

• Скачайте фильм по адресу: http://26.dl17sf-narod.yandex.ru/disk/255519001/h7ebb4e45f11bf3676e7cadd376f74762/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D0%BE%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D0%B2%D0%BE.avi/ и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Вес воздуха

Вес 1 м 3 воздуха

• Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 0 С , называется нормальным атмосферным давлением .
• Нормальное атмосферное давление равно 101 300 Па = 1013 гПа

Фонтан в пустоте

Атмосферное давление на различных высотах

При подъеме на каждые 12 метров столбик ртути опускается на 1 мм .

Кипение при пониженном давлении

• Здесь должен быть видеофрагмент
• «Кипение при пониженном давлении»

• Скачайте фильм по адресу: http://moemesto.ru/soljary/file/12034639/ Кипение%20при%20пониженном%20давлении. avi и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Пятый "этаж" - экзосфера : внешняя оболочка атмосферы , высотой до 600 км , самое сильное разрежение воздуха, еще выше признаки частиц воздуха прослеживаются до высоты более 1000 км

По своему строению атмосфера Земли напоминает многоэтажный дом.

Четвертый "этаж" - термосфера : невиданная жара около 1000 - 2000 0 С , плотность воздуха исключительно мала, здесь возгораются падающие метеоры.

Третий "этаж" - мезосфера: до 200 км над уровнем моря, воздух сильно разрежен, давление составляет 1/25000 от нормального атмосферного давления

Второй "этаж" - стратосфера: до 55 км над уровнем моря, содержит 1/5 всего воздуха , царство стужи с температурой около - 40 0 С , здесь расположен озоновый слой .

Первый "этаж" - тропосфера : км над уровнем моря, содержит 4/5 массы всего воздуха, температура падает с высотой, здесь зарождаются облака.

Измерение давления

• Для измерения атмосферного давления используют барометры
• ртутный: барометр Торричелли ;
• металлический: барометр-анероид

Выводы:

F

S

р

p = ρ·g·h

Рассмотрим задачи:

Подборка заданий по кинематике

(из заданий ГИА 2008-2010 гг.)

ГИА-2011-5. В каком колене U-образной трубки находится менее плотная жидкость ?   Варианты ответов:

• Такое положение жидкостей невозможно.
•   В правом.
•   В левом.
•   Ответ зависит от площади сечения трубки.
•   Плотности одинаковы.

ГИА-2008-5. В открытом сосуде 1 и закрытом сосуде 2 находится вода. Если открыть кран К, то

• вода обязательно будет перетекать из сосуда 2 в сосуд
• вода обязательно будет перетекать из сосуда 1 в сосуд 2
• вода перетекать не будет ни при каких обстоятельствах
• перемещение жидкостей будет зависеть от давления в воздушном зазоре сосуда 2

p 2 F 1 = F 2 ; p 1 = p 2 " width="640"

ГИА-2008-5. Брусок в форме прямоугольного параллелепипеда положили на стол сначала узкой гранью (1), а затем – широкой (2). Сравните силы давления ( F 1 и F 2 ) и давления, производимые бруском на стол в этих случаях (р 1 и р 2 ).

• F 1 2 ; p 1 2
• F 1 = F 2 ; p 1 2
• F 1 = F 2 ; p 1 p 2
• F 1 = F 2 ; p 1 = p 2

ГИА-2010-5. Кубик из некоторого материала плавает в жидкости, не касаясь дна. На какую из граней кубика жидкость оказывает наибольшее давление?

• На нижнюю
• На верхнюю
• На боковую
• На все грани одинаково

ГИА-2010-5. Давление тела на поверхность зависит от

1) модуля силы и от площади поверхности, перпендикулярно которой действует сила

2) модуля силы и не зависит от площади поверхности, на которую действует сила

3) площади поверхности, перпендикулярно которой действует сил

4) не зависит ни от силы, ни от площади

ГИА-2010-5. Паскаль создал водяной барометр, аналогичный ртутному барометру. Какова примерно высота столба воды в этом барометре?

• 76 см
• 1 м
• 10 м
• Столб воды мог быть любым

ГИА-2010-15. Резиновый шарик, надутый воздухом, летом опускают в озеро на глубину 1 м. Через некоторое время обнаруживают, что диаметр шара уменьшился на 50 %. Какие из гипотез для объяснения этого явления требуется проверять экспериментально? A. Температура воды ниже температуры воздуха. Б. Давление на стенки шара возросло. B. Оболочка шара стала менее растяжимой.

1) только А

2) только Б

3) только В

4) только А и Б

2007 г. А5 (ДЕМО). В широкую U-образную трубку с вертикальными прямыми коленами налиты неизвестная жидкость плотностью  1 и вода плотностью  2 = 1,0  10 3 кг/м 3 (см. рисунок). На рисунке b = 10 см, h = 24 см, H = 30 см. Плотность жидкости  1 равна

Литература

• Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник, А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 302 с.
• ДАВЛЕНИЕ В ЖИДКОСТИ И ГАЗЕ . Класс!ная физика для любознательных //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/7_davlsh.htm
• ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ. Класс!ная физика для любознательных //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/7_davl.htm
• Давление твердых тел. Сайт учителя физики МОУ «Гимназия № 24» Савченко Натальи Вячеславовны //[Электронный ресурс]// http://nv-magadan.narod.ru/davlenie_7klass.html
• Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме).
• Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с;
• МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ. ФИЗИКА. Образовательный портал Курганской области //[Электронный ресурс]// http :// www . hde . kurganobl . ru / dist / disk / Shcool / Book / Sprav _ material / Mech / p 1. htm
• Основные понятия кинематики //[Электронный ресурс]// http :// files . school - collection . edu . ru / dlrstore / f 3591263- ecae - d 464- caf 0-9105 f 5 d 9 cda 5/00119626139675510. htm
• ПЕРЕДАЧА ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЯМИ И ГАЗАМИ . Класс!ная физика для любознательных //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/7_paskal.htm
• Перышкин, А. В., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 198 с.
• Перышкин, А. В., Физика. 8 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 196 с.
• Способы уменьшения и увеличения давления. Открытый класс. Сетевые образовательные сообщества //[Электронный ресурс]// http://www.openclass.ru/lessons/27476
• Урок 5/17. Материальная точка. Траектория движения. Координаты точки. Перемещение и путь (§§ 2.6, 2.7). Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс]// http :// school - collection . edu . ru / catalog / rubr / ffb 3 b 711-8 f 44-408 c - aea 4- a 29842431067/110204/
• Урок физики в 7-м классе "Давление твердых тел. Способы увеличения и уменьшения давления". Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» //[Электронный ресурс]// http://festival.1september.ru/articles/580951/
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. / /[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010//[Электронный ресурс]// http :// fipi . ru / view / sections /92/ docs /