Меню

На каком опыте можно показать особенность передачи давления жидкостями

§ 38. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля

В отличие от твёрдых тел отдельные слои и молекулы жидкости или газа могут свободно перемещаться относительно друг друга по всем направлениям. Достаточно, например, слегка подуть на поверхность воды в стакане, чтобы вызвать движение воды. На реке или озере при малейшем дуновении ветра появляется рябь.

Подвижностью частиц газа и жидкости объясняется, что давление, производимое на них, передаётся не только в направлении действия силы, а в каждую точку жидкости или газа. Рассмотрим это явление подробнее.

На рисунке 99, а изображён сосуд, в котором содержится газ (или жидкость). Частицы газа равномерно распределены по всему сосуду. Сосуд закрыт поршнем, который может перемещаться вверх и вниз.

Прилагая некоторую силу, заставим поршень немного войти в сосуд и сжать газ, находящийся непосредственно под ним. Тогда частицы расположатся в этом месте более плотно, чем прежде (рис. 99, б). Благодаря подвижности частицы газа будут перемещаться по всем направлениям. Вследствие этого их расположение опять станет равномерным, но более плотным, чем раньше (рис. 99, в). Поэтому давление газа всюду возрастёт. Значит, добавочное давление передаётся всем частицам газа или жидкости. Так, если давление на газ около самого поршня увеличится на 1 Па, то во всех точках внутри газа давление станет больше прежнего на столько же. На 1 Па увеличится давление и на стенки сосуда, и на дно, и на поршень.

  • Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся в любую точку без изменений во всех направлениях.

Это утверждение называют законом Паскаля.

На основе закона Паскаля легко объяснить следующие опыты.

На рисунке 100, а изображён полый шар, имеющий в различных местах узкие отверстия. К шару присоединена трубка, в которую вставлен поршень. Если набрать воды в шар и вдвинуть в трубку поршень, то вода польётся из всех отверстий шара. В этом опыте поршень давит на поверхность воды в трубке. Частицы воды, находящиеся под поршнем, уплотняясь, передают его давление другим слоям, лежащим глубже. Таким образом, давление поршня передаётся в каждую точку жидкости, заполняющей шар. В результате часть воды выталкивается из шара в виде одинаковых струек, вытекающих из всех отверстий.

Если шар заполнить дымом, то при вдвигании поршня в трубку из всех отверстий шара начнут выходить одинаковые струйки дыма (рис. 100, б). Это подтверждает, что и газы передают производимое на них давление во все стороны без изменений.

Вопросы

1. Как передают давление жидкости и газы?
2. Пользуясь рисунком 99, объясните, почему жидкости и газы передают давление во все стороны без изменений.
3. На каком опыте можно показать особенность передачи давления жидкостями и газами?
4. При изготовлении бутылок через трубку вдувают воздух, и расплавленное стекло принимает нужную форму (см. рис. 29). Какое физическое явление здесь используют?

Упражнение 16

1. По рисунку 101 объясните передачу давления твёрдым, сыпучим телами и жидкостью. Изобразите стрелками, как передаётся давление.

2. На рисунке 102 показаны два сосуда, заполненные газом. Масса газов одинакова. В каком сосуде давление газа на дно и стенки сосуда больше? Ответ обоснуйте.

3. Автомашину заполнили грузом. Изменилось ли давление в камерах колёс автомашины? Одинаково ли оно в верхней и нижней частях камеры?

4. Объясните явление, показанное на рисунке 103. Как изменится наблюдаемое явление, если увеличить сжатие?

Задание

Из пластмассовой бутылочки с завинчивающейся пробкой изготовьте прибор для демонстрации закона Паскаля (придумайте сами, как это сделать, опробуйте прибор).

Источник

Урок по физике на тему «Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля»

Разделы: Физика

Читайте также:  Формула антуана для давления насыщенных паров

Цели урока:

Образовательная цель — познакомить с законом Паскаля, расширить и углубить знания учащихся по теме “Давление”, обсудить различие между твёрдыми телами, жидкостями и газами; помочь учащимся осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений.

Развивающая цель – создать условия для развития исследовательских и творческих навыков; навыков общения и совместной деятельности.

Воспитательная цель – способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу.

Тип урока: урок изучения нового материала и первичного закрепления.

Форма организации познавательной деятельности – фронтальная, парная, групповая.

Оборудование: карточки с тестовыми заданиями, ИКТ, плакат, портрет Блез Паскаля, шар Паскаля, 2 воздушных шара, камера, качок, колба, 2 коленообразные трубки, трубочка, 6 стаканов, 2 сосуда для опыта, пакет, 3 гири, электронный учебник “Кирилл и Мефодий. Физика 7-11 класс”.

План урока.

  1. Орг.момент — 1 мин.
  2. Актуализация знаний – 6 мин.
  3. Мотивация и целеполагание — 5 мин.
  4. Этап получения нового знания — 15 мин.
  5. Физкультминутка – 2 мин.
  6. Закрепление учебного материала — 15 мин.
  7. Информация о домашнем задании — 2 мин.
  8. Подведение итогов — 4 мин.

Содержание урока.

I. Оргмомент.

— Здравствуйте ребята! Садитесь. Все ли присутствуют на сегодняшнем уроке? Кто дежурный? Спасибо. Всё ли готово к уроку? Посмотрите.

“Физика! Какая ёмкость слова!
Физика – для нас не просто звук!
Физика – опора и основа
Всех без исключения наук!”

II. Актуализация знаний.

— Улыбнитесь, пожалуйста, друг другу и мне. Вы все такие хорошие, весёлые. Я думаю, вы готовы продолжить выстраивать ваши знания в одну цепочку. Для начала небольшая разминка. У вас на партах лежат карточки с заданиями в тестовой форме для проверки ваших знаний по предыдущему уроку. Возьмите рабочие тетради и запишите число. Классная работа. Тесты. (На доске) Время на выполнение теста 3 минуты. Выберите и запишите тот вариант ответа, который вы считаете верным. А в 3-ем задании напишите да или нет.

Тесты по теме “Давление газа”.

1. При неизменной массе с уменьшением объёма газа его давление

а) не изменяется;
б) увеличивается;
в) уменьшается.

2. Как изменится давление газа, если его нагреть при постоянном объёме?

а) не изменится;
б) станет больше;
в) станет меньше.

3. Резиновый мяч, сжав руками, деформировали. Изменились ли при этом:

масса –
вес –
объём
плотность
давление
воздуха в нём? (Написать да или нет.)

4. Газ, находящийся в сосуде, оказывает на левую стенку давление, равное 300 Па. Какое давление производит газ на нижнюю, верхнюю и правую стенки сосуда?

а) на нижнюю 400 Па, на верхнюю 300 Па, на правую 200 Па;
б) на нижнюю 300 Па, на верхнюю 100 Па, на правую 400 Па;
в) одинаковое по всем направлениям.

5. Главной причиной давления газа на стенки сосуда является

а) удары молекул газа о стенки сосуда;
б) мало взаимное притяжение молекул газов;
в) очень малые размеры молекул газов.

— Готовы! Все молодцы! Поменяйтесь тетрадями и проверьте ответы друг друга. Ответы на экране. (Слайд № 2. Читаю ответы.) У кого все ответы правильные, поставьте оценку “5”, у кого один или два неверных ответа, поставьте – “4”, у кого больше двух неверных ответа – “3”, и т. д. Все справились. Свои оценки поставьте в дневник, а после урока принесите на подпись.

III. Мотивационный этап.

Учитель:
— Ребята, на какую тему были тесты? (Давление газа)
(Слайд № 3)

Учитель:
— Вы изучаете тему “Давление”. В вашей цепочке знаний звено о давлении твёрдых тел и давление газа имеется. Как производится давление твёрдых тел? Сидя на стуле, вы оказываете давление? (Да.)

Читайте также:  Чем поднять низкий пульс при нормальном давлении

Учитель:
— Лежащая на столе книга? (Да.)

Учитель:
— Как? В каком направлении передаётся действие силы? (Вниз, под действием силы тяжести.)

Учитель:
— Твёрдое тело оказывает давление лишь на ту часть опоры, с которой соприкасается — книга, лежащая на столе, оказывает на него давление, но никак не воздействует на стены или потолок комнаты. А в каком направлении производят давление газы? В комнате, где мы находимся, есть газы? (Да.)

Учитель:
— Оказывает ли воздух действие на стены, пол, потолок? (Да.)

Учитель:
— Давайте вспомним опыт, на котором увидим изменение воздушного шара. Посмотрим на экран. (Опыт, воздушный шар под колоколом.) (Электронный учебник “Кирилл и Мефодий, Физика 7-11 класс”.)

Учитель:
— Как же газ производит давление? (Правильно, по всем направлениям одинаково.)

IV. Этап получения нового знания.

Учитель:
— Следующая цепочка, как же передаётся давление жидкостями и газами? Совсем иначе, чем твёрдых тел. (Слайд № 4) Наша тема урока “Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля”. Запишите в тетради.

Учитель:
Какие слова вам знакомы? (Паскаль.)
(Слайд № 5)

Учитель:
— Блез Паскаль — французский математик и физик, один из умов XVII столетия. Отец Паскаля, Этьен, знаток математики и астрономии занимался его образованием. Чудо-ребёнок Блез с 12 лет начал заниматься наукой. Отец стал брать его на заседания научного кружка. Интеллект мальчика быстро развивался и вскоре он на равных обсуждал научные проблемы с крупными учёными своего времени. В 16 лет он написал замечательный “Опыт о конических сечениях”. Он открыл и исследовал ряд важных свойств жидкостей и газов, интересными опытами доказал существование атмосферного давления. Его именем названа единица давления и популярный язык программирования. Открытия сделанные Блезом Паскалем 300-лет назад мы изучаем и сейчас.

Учитель:
— Ребята, учёные делают предположения (выдвигают гипотезы), выполняют эксперименты, а затем делают выводы, верны или ложны их гипотезы. Давайте представим, что мы учёные и тоже порассуждаем, выполним опыты и заключения запишем в тетради виде таблицы.

Учитель:
— Что произойдёт, если пролить воду? (Немного проливаю воду на стол.) (Вода потечёт.)

Учитель:
— А если подуть на неё?

Учитель:
— Почему? Почему так происходит? (В отличие от твёрдых тел молекулы жидкости могут перемещаться, поэтому пролитая из сосуда вода растекается, а вода в стакане приходит в движение, если слегка подуть на её поверхность.)

Учитель:
Подвижность частиц жидкости, а так же и газа, объясняет, что производимое на них давление передаётся не только в направлении действия силы, но и по всем направлениям. В твёрдых телах молекулы связаны с положениями равновесия, а в жидкостях и газах молекулы подвижны относительно друг друга. А теперь заполним таблицу.

Состояние вещества Подвижность молекул Направление передачи давления
Твёрдые тела Молекулы связаны с положениями равновесия, только колеблются Передаётся в направлении действия силы
Жидкость и газ Молекулы подвижны относительно друг друга Передаётся по всем направлениям, всем частицам

Опыт, изменение давления воздуха внутри воздушного шара. (Трубка с поршнем, на которую надет воздушный шарик.)

Учитель:
— Что произойдёт с молекулами газа внутри сосуда, если изменить объём при перемещении поршня вниз? (В учебнике рис. 94) (Молекулы расположатся плотнее друг к другу.)

Учитель:
— При этом давление изменится? (Да, оно возрастёт.)

Учитель:
— Добавочное давление передалось всем частицам газа. Если увеличиться давление газа около самого поршня на 1 Па, то во всех точках внутри газа увеличится настолько же.

Читайте также:  В чем измеряются уровни звукового давления

Опыт с шаром Паскаля. (Полый шар с узкими отверстиями, к которому присоединена трубка с вставленным поршнем заполняется водой. Если вдвигать в трубку поршень, то вода польётся из всех отверстий шара.)

Учитель:
— Что же мы увидели? (Жидкость с одинаковым напором выходит из всех отверстий шара.)

Учитель:
— Какой можно сделать вывод из этого опыта?

Вывод: Давление, производимое на жидкость или газ, передаётся без изменения в каждую точку объёма жидкости или газа. (Плакат).

Учитель:
— Это утверждение называют законом Паскаля. Найдите этот закон в учебниках, прочитайте и запишите в тетради.

V. Физкультминутка.

Учитель:
— Давайте сделаем так, чтобы давление на стул уменьшилось.

Встали.
Постоим на одной ноге, на другой.
Встали на цыпочки, потянулись.
Как изменилось давление на пол?
Молодцы! Садитесь.

Учитель:
— Я вам покажу ещё один опыт.

Опыт с пакетом наполненным водой.

Учитель:
— Почему пакет разрывается не в том месте, где мы давим, а в другом? (Давление, оказываемое на одну часть пакета, распространяется в другие части.)

Учитель:
— Разрывается там, где тоньше.

VI. Закрепление учебного материала.

— Ребята, вы сами хотите проделать опыты? ( Да.)

— Давайте, выполним работу в группах по 4 человека. Я вам раздам задания и оборудование для выполнения работы. Внимательно прочитайте задание и запишите ваше предположение, сделайте эксперимент и вывод. Затем один представитель из каждой группы прочитает задание, продемонстрирует опыт и сделает вывод.

По рисунку и на опыте объясните передачу давления твёрдым, сыпучим телами и жидкостью. Изобразите стрелками, как передаётся давление.

Объясните явление, пользуясь законом Паскаля. Как изменится наблюдаемое явление, если увеличить сжатие?

Если выстрелить из мелкокалиберной винтовки в вареное яйцо, то в яйце образуется отверстие. Если же выстрелить в сырое яйцо, оно разлетится. Как объяснить это явление?

Ответ: При выстреле из мелкокалиберной винтовки в варёном яйце образуется отверстие, так как давление пули в этом яйце передаётся лишь по направлению её движения. Сырое яйцо разбивается пулей вдребезги, так как давление пули в жидкости, согласно закону Паскаля, передаётся одинаково по всем направлениям.

Сосуд плотно закрыт пробкой, в которую вставлены две трубки так, как показано на рисунке. Если подуть в трубку а, то вода через трубку б выливается из сосуда. Будет ли вытекать вода из трубки а, если подуть в трубку б?

Накачайте камеру от детского велосипеда. И объясните явление, пользуясь законом Паскаля.

Два цилиндра с подвижными поршнями и кислородом внутри помещены в камеру, воздух в которую можно накачивать или наоборот, откачивать. Что будет происходить при откачивании воздуха из камеры?

Нахождение общего характера. Повторение вывода.

Использование в технике сжатых газов. Пневматические машины и инструменты, отбойный молоток, пескоструйные аппараты (для очистки и окраски стен), пневматический тормоз, домкрат, гидравлический пресс, сжатым воздухом открывают двери вагонов поездов метро и троллейбусов. (Плакат).

VII. Домашнее задание. (Слайд № 7)

1) § 36. (Выучить закон Паскаля)
2) Упр. 14 № 2.
3) Задание 7.

VIII. Подведение итогов.

— Что было изучено сегодня на уроке?
— Как передают давление жидкости и газы?
— Объясните, на основе знаний о молекулах, почему жидкости и газы передают давление во все стороны одинаково.
— Как читается закон Паскаля?
— На каком опыте можно показать особенности передачи давления жидкостями?
— Что вам больше понравилось?

Источник

Adblock
detector