Конспект урока "Необыкновенное путешествие на уроке геобиофизики при повторении атмосферного и гидростатического давления" 7 класс


1
Урок « Необыкновенное путешествие на уроке геобиофизики при повторении
атмосферного и гидростатического давления»
7 класс. МОУ «Гимназия № 85»
(Авторы: учитель биологии - Степченко М.И., учитель физики - Медведева О.И., учитель
географии - Стребкова Н.Г.)
Цели: 1. Обобщить и систематизировать знания по данной теме.
2. Проверить умения учащихся практически применять знания по данной теме.
3. Показать учащимся жизненную значимость знаний по данной теме.
Задачи:
образовательные: активизировать познавательную активность, раскрыть связь трех наук
(физики, географии и биологии) при рассмотрении одной и той же темы;
воспитательные: формирование культуры работы с приборами, картами, на доске, в парах,
воспитание гордости за свой край;
развивающие: продолжить развитие умения анализировать, сравнивать, устанавливать
причинно-следственные связи, формирование умения работать с приборами, атласами.
Наглядность: физические приборы: манометры, барометр и др. прибор, географические атласы,
роман Ж, Верна «80 тысяч лье под водой», интерактивная доска, фильм «Необыкновенные
способности животных».
1. Организационный момент.
Учитель физики: - Во времена Эванджелиста Торричелли, Блез Паскаля, Отто Терике и
Ньютона не было отдельных наук биологии, физики, географии, а была - натуральная
философия (сейчас можно назвать - естествознание).
Давайте и мы повторим одну из тем «Давление», (а точнее «Гидростатическое и
атмосферное давление»), используя знания из областей сразу трех наук: биологии, физики и
географии.
Первое, что мы сделаем, это выясним, что мы уже знаем о давлении, и как эти знания
мы можем применить на других предметах и в своей жизни.
Итак, что вы знаете о давлении из области физики? (устройство приборов, которые
используют для измерения давления – барометра и манометра, формулы для вычисления
высоты);
Что вы знаете из области биологии о давлении? (Как давление влияет на организмы и их
жизнедеятельность и как они могут приспосабливаться к различному давлению);
Как можно использовать знания о давлении на географии? (отработать навыки работы с
картами для нахождения географических объектов на высоте и под водой).
Вы готовы стать натурфилософами? Тогда наш урок будет называться геобиофизика. А
тему урока вы увидите на доске.
Записываем тему урока в тетрадях по физике.
Учитель биологии: Звучит фрагмент оперы Э. Грига «Пер Гюнт» «В пещере Горного
короля».
- Ребята, вы узнали это произведение? Как оно называется? Интересно было бы побывать в
этой пещере? А как вы думаете, где она находится? Наверное, пещера горного короля может
быть в любой горе. Давайте мы отправимся в путешествие в горы. Но мы за урок можем
подняться только на одну гору. Что это за гора и точный маршрут путешествия нам помогут
определить ваши познания в географии.
2
Учитель географии: Ну, что, пойдем искать пещеру? Ко мне попал старинный свиток,
который потеряли тролли- подданные Горного короля. В нем нет названия горы, нет координат
пещеры, но там есть подсказки:
1 Горная система лежит в области новой складчатости.
2 Находится как в тропическом, так и в субтропическом климате.
3 У подножия гор обитают хищники – гепарды.
4 У подножия горы атмосферное давление нормальное, а на вершине – 55138 Па
Чтобы воспользоваться этими подсказками, давайте подумаем, какие карты атласа могут нам
помочь - карта строения земной коры;
-карта климатических поясов;
-карта материков
- Эта пещера находится на вершине горы и чтобы ее найти, какие приборы мы можем
использовать? (барометр, компас …) Но нам надо взять только самое необходимое. Так как
тема урока посвящена давлению, какой прибор мы возьмем в обязательном порядке?
(барометр) А вы знаете, как он устроен и как им пользоваться?
И я знаю, прочитала об этом у американского писателя Марка Твена.
«… Наконец-то у меня явилась возможность обратить внимание на научную сторону
экспедиции. Прежде всего, я хотел посредством приборов определить высоту места, где мы
находились, но, к сожалению, не получил никаких результатов. Из моих научных чтений я
знал, что не то термометр, не то барометр следует кипятить для получения показаний.
Который именно из двух, - не знал. Наверное, поэтому решил прокипятить оба.
И все- маки я не получил результатов. Осмотрев оба инструмента, я увидел, что они вконец
испорчены: у барометра была только медная стрелка, а в шарике термометра болтался комок
ртути».
-А как правильно пользоваться барометром, и как он устроен? ( Из нескольких приборов,
предложенных учащимся, они выбирают барометр и рассказывают о его устройстве и принципе
работы).
А теперь с помощью подсказок определите, что это за гора и какова ее высота.
Задача: У основания горы барометр показывает 101300 Па (нормальное атмосферное
давление), а на вершине горы- 55138 Па. Определить высоту горы (принять изменение давления
на 133 Па через каждые 12 метров) Ответ: 4165м.
(Дано1 =101300Па Решение:
Р2 =55138Па Н=(Р1-Р2)12м/133Па =4164,99м..
Найти: Н-? Ответ: 4165м.)
Учитель биологии: Да, высоко мы забрались. Ребята, а как вы себя чувствуете на такой
высоте? (кружится голова, трудно дышать, сильная усталость) А почему?
- При восхождении на высокие горы люди страдают от недостаточной насыщенности крови
кислородом. Такое состояние называется аноксией или гипоксией. Возникает оно из-за низкого
давления воздуха. Кровь приносит к клеткам меньше кислорода, а значит, в клетках образуется
мало энергии.
Если бы у нас была возможность остаться здесь на несколько дней, то мы бы стали
чувствовать себя гораздо лучше. А за счет чего наш организм мог бы адаптироваться к низкому
давлению? (красный костный мозг стал бы больше вырабатывать эритроцитов)
У некоторых животных имеются специальные приспособления для дыхания на большой
высоте.
Видеофрагмент №1 о горных гусях (фильм «Необыкновенные способности животных»)
Вопрос классу: Почему на высоте 10 000 м летчик в маске, а гуси – нет?
- Летчику на такой высоте без баллона с кислородом не обойтись. А как перед полетом он
может убедиться, что баллон полный? (с помощью манометра)
-Какие виды манометров вы знаете? (металлический и жидкостный)
3
- А как устроен и как работает металлический манометр? Желающие отвечают подробно на
вопрос.
- Кто еще может использовать кислородные баллоны с манометром? (водолазы с
аквалангами)
Акваланг (лат.)- подводные легкие – индивидуальный ранцевый аппарат для дыхания
человека под водой, был изобретен в 1943 году французами Ж.И. Кусто и Э. Ганьяном.
Давление на морских глубинах очень велико, поэтому человек не может находиться на
глубине без спец. аппаратов. При помощи акваланга человек может спуститься на глубину
около 100 м.
Учитель географии: Ну, раз мы заговорили об акваланге, а значит и о воде, то продолжим
наше путешествие в подводный мир с героем Жюль Верна капитаном Немо и его подводной
лодкой «Наутилус» ( Зачитывается отрывок из книги Ж.Верна )
-Сейчас мы попробуем найти эту глубоководную впадину, где останавливался «Наутилус» и
как всегда будут подсказки (на интерактивной доске):
1. Это глубоководная впадина, находится на границе литосферных плит Индо-
Австралийской и Тихоокеанской;
2. Рядом, с севера-запада на юго-восток тянется цепь островов вулканического
происхождения;
3. Среднегодовая температура на поверхности + 25
о
С, средняя соленость воды 34-35
о
/
оо
;
4. Глубина впадины 7729 метров.
Какими картами атласа вы воспользуетесь? (строения земной коры; физическая карта
мира; карта океанов)
-А вы можете узнать какое давление испытывала подводная лодка капитана Немо?
Определите давление на глубине впадины 7729м. Ответ: 796 атм.
( Дано: Решение: р принять одинаковой на всей глубине и равной 1030кг/м3
Н=7729м. Р=рН10н/кг; Р=1030кг/м3 10н/кг 7729м=79608700н/м2=796 00000Па.
g=10н/кг
Найти:Р-? Сравним с нормальным атмосферным давление 10
5
Па или 1атм
Р=79608700Па=796 атм.) Ответ: Р.=796 атм.
Сравним с таблицей глубины погружения.
Аквалангист может погрузиться на глубину-100м.
Водолаз в мягком скафандре -150м.
Водолаз в жестком скафандре -250м.
Подводная лодка -250-300м.
Батисфера (глубинный шар) -1400м.
Батискаф (глубинное судно) -10919м.
Современные глубоководные аппараты -6000м и более
Подводное судно выдерживает 25атмосфер
Вывод: Писатель в своём произведении («80 тысяч лье под водой» было написано в 1896
году) был неточен:
1. Современные суда имеют скорость в два раза меньше – 24 узла против 50 (1 узел=
1,8 км/ч)
2. Глубина погружения «Наутилуса»3-10км, а однажды – 16 000 метров.
Такое давление трудно выдержать даже современному подводному аппарату (это более
16 000 атмосфер)
Первый глубоководный аппарат был создан бельгийским ученым Огюстом Пикаром
в 1959 году и был назван батискафом.
Учитель биологии: На самых больших глубинах встречаются живые организмы.
Видеофрагмент №2
4
Вопрос классу: - Какие организмы обитают на больших глубинах? Как они адаптируются к
таким условиям?
При глубоком погружении с аквалангом человек должен предохранить себя от кессонной
болезни. Она возникает, если аквалангист быстро поднимается с глубины на поверхность.
Давление воды резко уменьшается и растворенный в крови воздух расширяется. Образующиеся
при этом пузырьки закупоривают кровеносные сосуды, мешая движению крови, и человек
может погибнуть. Поэтому аквалангисты всплывают медленно, чтобы кровь успевала уносить
образующиеся пузырьки воздуха в легкие.
- А есть ли приборы, позволяющие определить давление внутри жидкости? (манометр
жидкостный)
3. Наше путешествие заканчивается. Что же пригодилось нам в этом путешествии?
1. знания приборов по физике;
2. умение решать задачи;
3. умение работать с географическими картами;
4. понимание жизненно значимых процессов в биологии.
Жаль, что не нашли мы пещеру Горного короля, но ведь гор так много! Может ее видели
те ребята, которые летом ходили в горы? Может она в нашем Горном Алтае? Ведь о
нашем Крае знаем не только мы, но и многие жители России (проецируется изображения
Горного Алтая) И когда туристы приезжают к нам, они, наверное, ищут эту пещеру.
Слово предоставляется каждому учителю (физику, биологу, географу), который
оценивает ответы и работу учащихся на уроке.