Тема урока: Конференция на тему «Атмосферное давление и воздухоплавание»
Цель урока: ознакомить учащихся с историей развития воздухоплавания, понятиями аэростат, стратостат, подъемная сила; научиться применять закон Архимеда.
Тип урока: комбинированный - изучение нового материала и закрепление знаний
Формы работы: беседа, комментированное решение задач, доклады
УМК: учебник « Физика» 7 класс под редакцией А.В.Перышкина
Оборудование:
- презентации по теме «Воздухоплавание»
- приборы для проведения опытов
Ход урока.
1. Послушайте внимательно отрывок из рассказа А. П. Чехова “Степь”.
“Егорушка… разбежался и полетел с полуторасаженной вышины. Описав в воздухе дугу, он упал в воду, глубоко погрузился, но дна не достал; какая–то сила , холодная, и приятная на ощупь, подхватила его и понесла обратно наверх. Он нырнул и … опять нырнул… Опять та же сила, не давая ему коснуться дна и побыть в прохладе, понесла его на вверх”.
О какой силе идет речь в этом отрывке?
Сформулируйте закон Архимеда.
2.Повторение изученного материала
- Прежде чем говорить об атмосферном давлении давайте выясним какая она – атмосфера Земли и послушаем доклад «Атмосфера нашей планеты»
- Теперь поговорим об атмосферном давлении (презентация) (опыт с перевернутым стаканом, демонстрация магдебургских полушарий, яйцо в бутылке)
- Как же человек использует атмосферное давление – об этом нам расскажет ,,,,, (презентация и демонстрация действия шприца, присоски, прибора ливер, поилки, банок)
- Как влияет на человека атмосферное давление – доклад
- А теперь поговорим о воздухоплавании
На все тела в воздухе действует выталкивающая ( архимедова) сила. Чтобы найти действующую на тело в воздухе, надо рассчитать ее по формуле, умножив на 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)
Чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар данного объема, тем меньше действующая на него сила тяжести и потому тем больше возникающая подъемная сила. При нагревании воздуха от 0 до 100 градусов Цельсия его плотность уменьшается
только в 1,37 раз. Поэтому подъемная сила шаров, заполненных теплым воздухом, оказывается небольшой. Плотность же водорода в 14 раз меньше плотности воздуха, и подъемная сила шара, наполненного водородом более чем в три раза превышает подъемную силу нагретого воздуха того же объема. Водород, однако, горит и образует с воздухом легко воспламеняющуюся смесь. Негорючим и одновременно легким газом является гелий.
Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на него архимедова сила становится меньше.
После того, как архимедова сила достигнет значения, равного силе тяжести, подъем воздушного шара прекратится. Чтобы подняться еще выше, с шара сбрасывают балласт. При этом сила тяжести уменьшается, и выталкивающая сила опять оказывается вновь большей.
Для того, чтобы опуститься на землю, выталкивающую силу надо уменьшить. Для этого можно уменьшить объем шара. В верхней части оболочки шара имеется специальный выпускной клапан, через который можно выпустить часть газа. После этого шар начнет опускаться вниз.
Температуру теплого воздуха внутри воздушного шара можно регулировать с помощью обычно газовой горелки, установленной под оболочкой. Увеличивая пламя горелки, можно заставить воздушный шар подниматься выше и наоборот.
- Про историю воздухоплавания сделает доклад ………
А ТЕПЕРЬ ЗАДАЧИ С ВОЗДУШНЫМИ ШАРАМИ
ЗАДАЧА О ФЛАГАХ НА ВОЗДУШНОМ ШАРЕ
Аэростат несется ветром в северном направлении. В какую сторону протягиваются при этом флаги на его гондоле?
Если аэростат несется течением воздуха, то скорость обоих одинакова: аэростат и окружающий его воздух находятся в покое один относительно другого. Значит, флаги должны свисать отвесно, как в неподвижном воздухе в безветренную погоду. Люди в гондоле такого аэростата не ощущают ни малейшего ветра, хотя бы их мчал ураган.
НА ВОЗДУШНОМ ШАРЕ
С , неподвижно висящего в воздухе , свободно свешивается лестница. По ней начал взбираться человек. Куда при этом подвинется шар: вверх или вниз?
Шар . Пока человек взбирается по лестнице, аэростат будет опускаться.
Как в лодке, по которой вы идете: лодка будет отступать под вашими ногами. Лестница, отталкиваемая вниз ногами будет увлекать шар к земле. Перемещение шара во столько же раз меньше высоты поднятия человека, во сколько раз шар тяжелее человека.
В литературе известно немало произведений, повествующих о полетах
Многие писатели отдавали должное техническому прогрессу и пытались правдиво описывать путешествия своих героев как на Земле, так и в космосе. Любому читателю известны детские "Приключения Незнайки на воздушном шаре" и научно-фантастические произведения Ж. Верна:
"Пять недель на воздушном шаре", "Таинственный остров". Вплоть до конца 19 века считалось, что космос заполнен таким же воздухом, только более разряженным. Поэтому возник проект полета на Луну с использованием воздушного шара. Его предложил знаменитый американский писатель Эдгар Алан По (1809—1849). В своей фантастической повести «Необыкновенное приключение некоего Ганса Пфааля», изданной в 1835 году, он рассказывает фантастическую историю бюргера Пфааля из Роттердама, отправившегося на Луну на собственноручно изготовленном аэростате, наполненном смертельно ядовитым газом. ФАНТАСТИЧЕСКИЙ РАССКАЗ ГЕРБЕРТА УЭЛЛСА «ПРАВДА О ПАЙКРАФТЕ».
Смешной толстяк Пайкрафт, страстно желая избавиться от лишнего веса, выпил таинственное индийское снадобье — и полностью потерял вес, в самом буквальном смысле! Целыми днями летал он под потолком собственного кабинета, не выходя на улицу, дабы не упорхнуть ввысь, подобно воздушному шару. Так продолжалось до тех пор, пока Пайкрафту не посоветовали заказать себе специальный костюм со свинцовыми прокладками. В таком костюме, в тяжелых свинцовых башмаках и с полным портфелем свинца в руках он, наконец, получил возможность вновь ходить по улицам, как все люди. Благодаря приобретенным знаниям на этом и предыдущих уроках, мы без труда уличим автора в фантазерстве. Решим эту задачу, учитывая, что масса толстяка была 100 кг, т.к. плотность человека близка к плотности воды , то p=1000 кг\м3, тогда объем (V=m\p ) V=0,1 м3, подъемная сила его составляла всего 1,3 Н! И тут мы видим; как тускнеет нарисованная фантазией писателя картина злоключений невесомого Пайкрафта! Даже в повседневной своей одежде Пайкрафт вовсе не должен был бы парить под потолком своего кабинета, а мог бы, хотя и очень неустойчиво, сидеть в кресле за письменным столом и даже осторожно ходить по комнате, избегая резких движений.
ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ПАРАШЮТА
Перевод привычного для нашего уха слова "парашют" означает: греческое слово «против» и французское «падение», пара + шют = парашют.
Еще в 13 веке известный Роджер Бэкон в своем сочинении писал о возможности опираться на воздух с помощью вогнутой поверхности.
В 1485 году знаменитый итальянский художник и изобретатель Леонардо да Винчи создает набросок простейшего парашюта.
В 1595 году венецианский инженер Фаусто Веранцио первым опубликовал проект своего парашюта. На страницах книги "Новые машины" он изобразил кусок квадратного холста, натянутого на раму, к углам которой были привязаны веревки, закрепляемые в свою очередь на парашютисте. В 1617 году Фаусто Веранцио совершил прыжок с достаточно большой высоты.
Хорватский ученый (одновременно и священник) Фаусте Вранчиче получил известность за изобретение парашюта. В 1597 году епископом Ф. Вранчиче при большом стечении народа в Братиславе был совершен прыжок с 87-метровой колокольни на рыночную площадь под куполом парашюта - натянутого на деревянную раму шестиметрового квадратного отреза ткани. Этот прыжок был официально зафиксирован в документах, где Ф. Вранчиче был назван «человеком летающим». В 1777 году парижский профессор Дефонтаж изобрел "летающий плащ" - подобие парашюта и обратился к властям с просьбой предоставить ему для испытаний преступника, приговоренного к смертной казни. Прыгнувший с «летающим плащом» грабитель остался жив!
В 1911 году выпускник Киевского военного училища, но актер по профессии, Г. Е. Котельников изобрел ранцевый парашют, принципиальная схема которого осталась до сих пор неизменной.
550
93 075 
