Давление твердых тел

Организационный момент .

Здравствуйте, ребята! Добрый день, уважаемые гости! Наш урок проходит накануне замечательного доброго праздника - Нового года! И взрослые , и дети все его ждут с нетерпением. А особенно школьники, не правда ли? А почему? Конечно, впереди вас ждут зимние каникулы. А чем вы любите заниматься зимой на каникулах? (гулять, играть в снежки, строить крепости, кататься на лыжах, коньках, рыбачить).

Ребята, надеюсь, вы помните, что на льду в зимнее время нужно вести себя очень осторожно. Иначе веселые каникулы могут обернуться бедой. Вот как на этой иллюстрации. ( слайд 1)Что вы здесь видите? ( Человек провалился под лед). Как вы думаете, почему это случилось?( тонкий лед, трещина под снегом). А кто знает, как помочь человеку, попавшему под лед? ( подать палку, веревку). Как это сделать? ( подползти). А если человек встанет, что может произойти?( Тоже может провалиться) . Почему? Какое действие оказывает человек на лед? ( давит своим весом). Говорят, оказывает давление. Давайте попробуем объяснить эту ситуацию с точки зрения физики. Вы уже догадались, о чем мы сегодня будем говорить? ( о давлении). Итак, тема нашего урока « Давление твердых тел» ( слайд 2). Мы познакомимся с новой физической величиной. Что мы должны о ней узнать?( что она характеризует, как обозначается, в чем измеряется, по какой формуле рассчитывается, как можно ее изменить, практическое значение).

Изучение нового материала.

Слово « давление» вам знакомо, где вы его уже встречали ?( атмосферное давление, артериальное давление, психологическое давление). Дайте определение атмосферного давления. Что такое артериальное давление? От какого слова произошло слово « давление»? ( давить) ( слайд 3).В словаре Даля слово давить означает – «гнести, нагнетать, пригнетать, угнетать, жать, сжимать, нажимать, прижимать, тискать, притискивать, теснить, обременять тяжестью, жать силою» . А что может означать это слово с точки зрения физики? ( жать силою). Верно, итак, давление - это физическая величина, которая обозначается буквой « р». ( запись в тетрадь). А от чего она зависит и как ее рассчитать? На эти вопросы мы попробуем ответить вместе. Послушайте стихотворение Виктора Лунина « Вежливый слон»

( слайд 4)

Вышел слон на лесную дорожку,
Наступил муравью на ножку
И вежливо –
Очень –
Сказал муравью:
- Можешь и ты наступить на мою!

Какие тела взаимодействуют в этом стихотворении ( слон и муравей)? Что является мерой взаимодействия тел? ( Сила). От какой силы будет зависеть результат? ( от силы тяжести). От чего она зависит? ( от массы). Значит, кто окажет большее давление? ( слон). Как зависит давление от силы? ( чем больше сила, тем больше давление). Как называется такая зависимость? ( прямая пропорциональность). Сделаем вывод: давление прямо пропорционально силе, действующей на тело.

Только ли от силы зависит давление? Давайте проведем эксперимент. У вас на столе находятся дощечки с вбитыми в них гвоздями и песок. Установите гвозди острием вверх и поставьте на дощечку гирю. Оставили шляпки гвоздей след на песке? Глубокий? ( нет). А теперь перевернем дощечку и сверху вновь поставим тот же груз. Что-то изменилось? Какой стал след на песке? ( глубже). А чем отличаются эти опыты, ведь сила была одна и та же? (площадью поверхности). Как давление зависит от площади поверхности? ( чем больше площадь, тем давление меньше). Как называется такая зависимость? (Такая зависимость называется обратной пропорциональностью).

Давайте ,повторим еще раз от чего зависит давление? Как зависит от силы? Как зависит от площади?

Как обозначается сила? ( F). Как обозначается площадь? ( S). Попробуйте записать формулу для расчета давления ( слайд 5) ( один ученик на доске). Так что называется давлением? ( Давление - физическая величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности). Проверим себя по учебнику ( стр 78) ( слайд 6)Определите единицу измерения давления. ( Н/м²). Она называется Паскаль ( Па).

( слайд 7). Единица измерения давления в Международной системе единиц названа в честь французского физика, математика, философа  Блеза Паскаля (1623-1662). Он открыл закон, который носит его имя, исследовал ряд важных свойств жидкостей и газов, интересными опытами доказал существование атмосферного давления. Его именем назван популярный язык программирования. Блез Паскаль изобрёл счётную машину -  микрокалькулятор первого поколения. Кроме Паскаля в физике используются и другие единицы измерения давления. ( слайд 8)

Теперь вернемся к нашей первой ситуации. ( слайд 9) Кто теперь может объяснить, почему для спасения человека, попавшего под лед, используют лестницы, веревки, палки, почему нельзя подойти поближе, а нужно подползти? ( используя эти предметы мы увеличиваем площадь поверхности, а значит, уменьшаем давление. А, если человек встанет, то давление будет больше и лед может провалиться под ним).

Физкультминутка.

А сейчас я предлагаю вам немного отдохнуть. Встаньте, поднимите руки перед собой, вверх, вниз. Меняется ли в этом случае давление, которое вы оказываете на пол? ( нет). Выполните те же упражнения, поднявшись на носки. Меняется ли при этом давление? Почему? Как меняется? А сейчас я попрошу вас увеличить давление на пол, не сходя с места. Кто догадался, как это сделать?

( встать на одну ногу, взять в руки предмет, съесть побольше пирожков) Молодцы! А как можно уменьшить давление? ( сесть на пол, лечь, срочно похудеть).

Ребята, а как вы думаете, в жизни где-нибудь используют способы изменения давления? Вы видели, какие следы оставляют тяжёлые машины, трактора на земле? Почему так происходит? ( из- за высокого давления). Что может произойти с трактором, который глубоко проваливается в почву? ( застрянет). А с асфальтом, по которому едут груженые Камазы? ( ямы будут). Вот из-за такого большого давления, наша дорога на Соболевку оказалась совсем разбитой.

Значит, чтобы не было такого плачевного результата, как нужно изменить давление? ( уменьшить). А как его можно уменьшить? ( уменьшить силу или увеличить площадь). Неплохо бы было, если бы наши машины перевозили небольшие грузы и щадили асфальт, но это невыгодно. Поэтому использую второй способ, увеличивают площадь опоры. ( слайд 10). Кто догадался, каким способом? ( широкие шины)

А в каких случаях давление , наоборот, увеличивают? Я попрошу кого-нибудь из вас порезать хлеб. У меня есть для этого два ножа, каким из них резать хлеб удобнее? Как ты думаешь почему? Чем тупой нож отличается от острого? Конечно, площадью лезвия и создаваемым давлением. Так зачем же все режущие и колющие инструменты затачивают? ( чтобы давление увеличить).

Животному миру природа сама обеспечила возможность   создавать большое давление небольшим усилием. Посмотрите на экран и скажите, чем же вооружила природа животных?( слайд 16) ( иголками,  клювами, ногтями, зубами, жалами и т.д.). Вас когда-нибудь кусала оса или пчела? Наверняка, вы знаете, насколько этот укус болезненный. А как вы думаете, кто создает большее давление, трактор, который давит на грунт или оса при укусе человека? Давайте, рассчитаем эти давления и сравним ( по вариантам).

Вариант 1. Гусеничный трактор ДТ-75М массой 6610 кг имеет опорную площадь обеих гусениц 1,4 м2. Какое давление оказывает трактор на почву?

Вариант 2. Определите давление, оказываемое острием жала осы, если она вонзает жало с силой 100 Н, а площадь острия 0,000003м².

Маленькая пчёлка способна прокусить своим острым жалом толстые шкуры, например буйвола или носорога.

Закрепление. А теперь я предлагаю вам разделиться на две команды и провести блиц-опрос. Я буду задавать вопрос, та команда, которая ответит быстрее, набирает балл.

1) Мне ответ серьезный дайте,
Кто сейчас сказать готов,
Почему следы в асфальте
Лишь от женских каблуков?
Отвечайте же скорее:
Что, девчонки, тяжелее?

2) Какой рюкзак вы возьмете с собой в поход: с широкими лямками или с узкими?(широкими , так как вес рюкзака будет действовать на большую площадь лямки и давление на плечи будет меньше).

3) Какой лопатой прямой или закругленной легче вскапывать грядку? (лопатой овальной формы, т. к. площадь режущей кромки меньше, то давление на почву можно создавать, действуя меньшей силой).

4) Каков физический смысл пословицы «Ежа голыми руками не возьмёшь»? (из-за маленькой площади поверхности острия можно создавать большое давление, действуя малой силой).

5) Отгадайте загадку: «Деревянные кони по снегу скачут, а в снег не проваливаются». А почему мы не проваливаемся на лыжах?

6) Небольшие по весу ледоколы не могут сломать многометровый лёд. Почему же это удается сделать тяжелым ледоколам? (Чтобы расколоть лёд, необходимо произвести на него большое давление. Чем больше вес ледокола, тем большее давление он производит на лёд.

7) Зависит ли давление, которое оказывается трактором на землю, от того, как сильно накачаны его колеса? (Да, зависит. При увеличении давления внутри баллона уменьшается площадь опоры колеса на дорогу, поэтому давление трактора на дорогу возрастает).

8) А теперь самый сложный вопрос . При возведении Останкинской телебашни в Москве высота которой 533 м, а масса 51 400 т, строительство через год после начала было остановлено. Как выдумаете, почему? ( из-за опасений, что грунт не выдержит нагрузку.) После почти двухлетних расчетов и изучения грунта строительство возобновилось? Подумайте, какое решение приняли строители? (фундамент под башню увеличили в размерах). Верно, теперь площадь фундамента башни составляет 1 940 м², а его масса - 40 % от массы всего сооружения.

Подведение итогов.

С какой физической величиной мы познакомились сегодня на уроке?

Как она обозначается? Назовите единицы измерения давления.

Как определить давление твердого тела на опору? От чего зависит давление?

Какие есть способы уменьшения давления, увеличения давления?

Какое практическое применение имеет тема нашего урока?

Рефлексия

Давайте подведем итоги нашего урока. Я прошу вас оценить свою работу. Кто выбрал зеленый кирпич, расположите его в нижний ряд, желтый - в средний, а красный - в верхний. Прочный ли мы заложили фундамент знаний по нашей теме? Всем спасибо за работу. Урок окончен.