Конспект урока "Манометры", 7 класс

МАНОМЕТРЫ

Цель урока: познакомиться с манометрами, их видами

Задачи урока

Предметные:

• изучить устройство, принцип действия, применение жидкостного и металлического манометров,

• научиться пользоваться манометрами,

• научиться решать качественные задачи по определению давления с помощью манометров;

Метапредметные:

• продолжить формирование интеллектуальных умений (способности анализировать, сравнивать, делать выводы, логически рассуждать),

• развивать способности учащихся грамотно выражать свои мысли,

• развивать умения извлекать информацию при работе с оборудованием (использовать измерения и наблюдения);

Личностные:

• воспитание познавательного интереса к предмету, формировать мотивацию к обучению,

• способствовать формированию у обучающихся уважения к научному познанию и убеждения в ценности научных знаний для разных областей человеческой деятельности, для повседневной жизни человека,

• формировать умение слушать своих товарищей, работать в группе; давать самооценку, оценивать действия в соответствии с поставленной задачей, организовать взаимооценку и взаимопомощь в группе

Оборудование:

• жидкостный и металлический манометры, сосуд с водой;

• мультимедийное оборудование, презентация «Манометры», флеш-анимация «Манометр»

Тип урока: комбинированный

ПЛАН УРОКА:

1. Организационный момент (1 мин)

2. Актуализация опорных знаний (10 мин)

3. Мотивация (самоопределение к учебной деятельности) (2 мин)

4. Изучение нового материала (15 мин)

5. Физминутка (1 мин)

6. Закрепление нового материала (12 мин)

7. Домашнее задание (2 мин)

8. Рефлексия (2 мин)

ХОД УРОКА:

1. Организационный момент

2. Актуализация опорных знаний

У доски работают двое учащихся. Остальные работают с тестом

1. Упр.23 (2, 3)

№ 2. Дано: Решение:

р₁ = 760 мм рт.ст. При небольших подъемах в среднем на каждые12 м подъема давление

р₂ = 722 мм рт.ст. уменьшается на 1 мм рт.ст. (или на 1,33 гПа).

При подъеме в гору давление изменилось на 760 – 722 = 38 мм рт.ст.

h – ? Тогда h = 38 мм рт. ст.· 12 м = 456 м ≈ 460 м

Ответ: 460 м

№ 3. Дано: Решение:

S = 1,6 м² ; F = p·S

р = 101 300 Па F = 101 300 Па ·1,6 м² = 162 080 Н ≈ 162 кН

F – ? Ответ: 162 кН

Дополнительные вопросы:

1. Почему воздушный шарик, наполненный водородом, поднимаясь над Землей, увеличивается в объеме? На высоте атмосферное давление становится меньше, давление внутри шарика остается прежним. Давление изнутри больше, чем снаружи – шарик раздувается.

2. Каким барометром (ртутным или анероидом) следует измерять давление воздуха внутри орбитальной космической станции? Ртутным барометром измерить давление воздуха нельзя, так как в работе прибора используется сила тяжести (вес ртутного столба).

Барометром-анероидом измерить давление воздуха можно, так как прибор основан на силе упругости пружины.

1. Тест (слайд 1 – 2):

1. Как изменяется плотность воздуха при увеличении высоты?

А) Увеличивается. Б) Уменьшается.

В) Остаётся неизменной. Г) Нет правильного ответа .

2. Кто из учёных предложил способ измерения атмосферного давления?

А) Ньютон; Б) Паскаль; В) Галилей Г) Торричелли.

3. Какой буквой обозначается давление?

А) р; Б) ρ; В) P; Г) F.

4. В каких единицах измеряется атмосферное давление?

А) кг или г; Б) Н или кН; В) Па или мм рт. ст.; Г) м/с или см/с.

5. Чему равно значение нормального атмосферного давления (на уровне моря)?

А) 1 Па; Б) 760 мм рт. ст; В) 760 Н; Г) 760 Па.

6. Каким прибором можно измерить атмосферное давление?

А) Динамометром. Б) Спидометром. В) Барометром.

7. Чем выше от поверхности Земли, тем плотность воздуха … , поэтому давление на этой высоте он производит… .

А) ... меньше ... большее. Б) ... больше ... меньшее. В) ... больше ... большее.

Г) ... меньше ... меньшее.

8. В сообщающихся сосудах две жидкости: вода и нефть. Столб какой жидкости будет выше?

А) Нефти. Б) Воды. В) Одинаковый уровень.

9. Каким барометром (ртутным или анероидом) следует измерять давление воздуха внутри орбитальной космической станции?

А) Анероидом. Б) Ртутным. В) Не имеет значения.

10. На какую высоту (при небольших подъемах) надо подняться, чтобы давление воздуха уменьшилось на 1 мм рт. ст.?

А) 1 м Б) 10 м В) 12 м Г) 76 м

ВЗАИМОПРОВЕРКА (слайд 4) Критерии оценивания

Верно выполнено:

10 – заданий – «5»,

9 – 7 заданий – «4»,

6 – 4 заданий – «3»,

3 задания и менее – «2»

– Кто получил «5»?

– Кто получил «4»?

– Кто получил «2»?

1. Мотивация (самоопределение к учебной деятельности)

– Какой прибор применяют для измерения атмосферного давления? Барометр-анероид

– Приходилось ли вам накачивать футбольный мяч, колёса велосипеда, мопеда, автомобиля? Нужно ли знать давление в камере колеса?

– Что можно сказать о давлении внутри шин по сравнению с атмосферным давлением? Больше

(слайд 5)

– Можно ли барометром-анероидом измерить давление в футбольном мяче, камере колеса автомобиля? В силу своей конструкции он не может быть использован для измерения других давлений, больших или меньших атмосферного.

Для измерения давлений, бóльших или меньших атмосферного, используется манометры (от греч. манос – редкий, неплотный, метрео – измеряю).

– Какова тема сегодняшнего урока? Манометры

(слайд 6 – 7)

– Какие задачи будут стоят перед нами? Ответы учащихся

Подводим итог:

• Выяснить назначение манометров.

• Познакомиться с видами манометров.

• Выяснить, каково устройство и принцип действия манометров.

• Познакомиться с правилами пользования манометрами.

• Выяснить, где манометры нашли практическое применение.

• Научиться измерять давление с помощью манометра.

1. Изучение нового материала

(слайд 8) Вспомним план изучения прибора:

1. Назначение прибора

2. Устройство прибора

3. Принцип действия

4. Правила пользования прибором

5. Примеры применения на практике

(слайд 9)

Манометры бывают жидкостные и металлические.

1. Жидкостный манометр

Рассмотрим сначала устройство и действие открытого жидкостного манометра.

Демонстрация манометра.

(слайд 10)

Он состоит из U-образной стеклянной трубки, в которую наливается жидкость. В качестве рабочей жидкости используются вода, ртуть, спирт, трансформаторное масло. Уровень жидкости в трубке обязательно должен находиться напротив нулевой отметки шкалы. Жидкость устанавливается в обоих коленах на одном уровне.

– Почему это происходит? Т. к. на ее поверхность в коленах сосуда действует только атмосферное давление.

Чтобы понять, как работает такой манометр, его можно соединить резиновой трубкой с круглой плоской коробкой, одна сторона которой затянута резиновой пленкой.

– Если надавить пальцем на пленку, то, что произойдет с уровнем жидкости в колене манометра, соединенным с коробкой? Он понизится.

– А в другом колене? Он повысится.

– Чем это объясняется?

При надавливании на пленку увеличивается давление воздуха в коробке. По закону Паскаля это увеличение давления передается и жидкости в том колене манометра, которое присоединено к коробке. Поэтому давление на жидкость в этом колене будет больше, чем в другом, где на жидкость действует атмосферное давление. Под действием силы этого избыточного давления жидкость начнет перемещаться. В колене со сжатым воздухом жидкость опустится, а в другом поднимется.

Жидкость придет в равновесие (остановится), когда избыточное давление сжатого воздуха уравновесится давлением, которое производит избыточный столб жидкости в другом колене манометра.

Чем сильнее давить на пленку, тем выше избыточный столб жидкости, тем больше его давление.

– Следовательно, как мы можем судить об изменении давления? Можно судить по высоте этого избыточного столба.

По разности столбов жидкости можно судить о том, насколько давление на плёнку отличается от атмосферного.

(слайд 11) Принцип действия:

Действие жидкостных манометров основано на законе сообщающихся сосудов, на уравновешивании измеряемого давления гидростатическим давлением столба жидкости (воды, спирта или ртути). 

– Изменится ли уровень жидкости в трубке, если коробку с резиновой пленкой опустить в сосуд с водой? Опустить глубже? (Демонстрируем разницу давлений на дне и у поверхности воды в банке). Чем это объясняется? (слайд 12)

(слайд 13) Применение жидкостных манометров

Жидкостные U-образные манометры применяются для измерения низкого давления с диапазонами показаний 100, 160, 250, 400, 600 и 1000 миллиметров столба жидкости.

(слайд 14)

2. Металлический манометр

Демонстрация металлического манометра

Просмотр флеш-анимации «Манометр»

На рисунке изображен металлический манометр. Основная часть такого манометра – согнутая металлическая трубка, один конец которой закрыт. Другой конец трубки с помощью крана сообщается с сосудом, в котором измеряют давление. При увеличении давления трубка разгибается. Движение закрытого конца ее при помощи рычага и зубчатки передается стрелке, движущейся около шкалы прибора. При уменьшении давления трубка благодаря своей упругости возвращается в прежнее положение, а стрелка – к нулевому делению шкалы.

флеш-анимация:

– В каких единицах градуируется шкала металлического манометра? 10⁴ Па

– Чему равна его цена деления? 2500 Па

– Каковы пределы измерения манометра? 2500 Па – 100 000 Па

– Какое давление показывает манометр? 82 500 Па

– Какой из рассмотренных манометров – жидкостный или металлический – наиболее практичен в быту?

(слайд 15)

Принцип действия:

Сила давления в сосуде уравновешивается силой упругости согнутой в дугу металлической трубки, закрытой с одного конца, который через передаточный механизм связан со стрелкой, движущейся около шкалы прибора.

Применение металлических манометров (слайд 16)

Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и регулировать давление.

• Общетехнические – для измерения давления газов и жидкостей (применяют в газоснабжении, в теплоснабжении, в механизмах и машинах);

• в огнетушителях, газгольдерах, газовых баллонах (газосварщиков, автомобилистов), в подвалах жилых домов (на водопроводах отопления) и пр.

• судовые (на речном и морском флоте) – для измерения давления дизельного топлива, морской воды, пара;

• железнодорожные;

• на химических, нефтехимических предприятиях;

• на предприятиях пищевой отрасли;

• мембранные манометры (тонометры).

(слайд 17) Автомобильный насос для накачивания шин

– В каких единицах манометр измеряет давление?

(слайд 18 – 19)

– Что это за прибор? Для чего предназначен? Тонометр

1. Физминутка (слайд 20)

1. Первичное закрепление. Работа в группах

(слайд 21)

1. Открытые жидкостные манометры соединены с сосудами.

– В каком из сосудов давление газа равно атмосферному давлению? Почему? (В)

– Больше атмосферного? Почему? (С)

– Меньше атмосферного? Почему? (А)

(слайд 22)

2. Что можно сказать о давлении газа в сосуде по сравнению с атмосферным давлением? (рис.2)

А. Оно меньше атмосферного.

Б. Оно равно атмосферному.

В. Оно больше атмосферного.

(слайд 23)

3. Для того, чтобы вычислить давление газа в сосуде (рис.3), надо найти ...

А. разность атмосферного давления и давления столба жидкости.

Б. сумму атмосферного давления и давления столба жидкости.

В. давление столба жидкости.

(слайд 24)

4. Определить давление газа в сосуде (рис.3), если наружное давление воздуха 750 мм рт. ст., а манометр наполнен ртутью.

А. 550 мм рт.ст.

Б. 730 мм рт.ст.

В. 770 мм рт.ст.

(слайд 25)

5. Каким номером на рис. 4 обозначены:

А. полая металлическая трубка? 4

Б. трубка, соединяющая манометр с сосудом, в котором измеряется давление? 1

В. рычаг, имеющий зубчатку? 2

Г. шестерня со стрелкой? 5

Д. ось, вокруг которой вращается рычаг? 3

(слайд 26)

6.Чем больше давление газа в трубке (рис.4), тем она ...

А. больше распрямляется.

Б. меньше распрямляется.

В. больше сжимается.

Г. больше расширяется.

(слайд 27)

7. В каком направлении поворачивается зубчатое колесо рычага при увеличении давления (рис.4)?

А. по часовой стрелке.

Б. против часовой стрелки.

(слайд 28)

8. Дополнительное задание

– В каких единицах градуируется шкала металлического манометра? (Н/ см²)

– Чему равна его цена деления? 0,2 Н/см²

– Каковы пределы измерения манометра? 0,2 Н/см² – 10 Н/см²

– Какое давление показывает манометр? 6 Н/см²

– Выразите это давление в Паскалях. 60 000 Па (1 Н/см² = 10000 Па)

9. Давление, создаваемое водонапорным баком водопровода равно 750 кПа. Определите высоту столба воды в баке.

Ответ: 75 м.

1. Домашнее задание: (слайд 29)

• § 47 изучить,

• перевести артериальное давление 120/80 мм рт. ст. в паскали.

Дополнительно:

• Сообщения «Измерение артериального кровяного давления», «Устройство тонометра»

• Измерить артериального давление в разное время суток; до физической нагрузки и после. Сделать вывод.

1. Подведение итогов урока. Рефлексия учебной деятельности (слайд 30)

• Что узнали на уроке?

• Чему научились?

• Как применили полученные знания?

• Как вы оцениваете свою деятельность на уроке?

• Кому за работу на уроке вы поставите «5»? Поясните.

• Кому за работу на уроке вы поставите «4»? Поясните.

• Кому необходимо дома тщательно изучить эту тему?