Презентация "Давление. Атмосферное давление" 9-11 класс

Давление. Атмосферное давление Подготовка к ГИА Учитель: Попова И.А. МОУ СОШ № 30 г. Белово 2010 Цель:

• повторение основных понятий и формул, связанных с давлением, а также разбор основных задач по теме в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы

ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Точка приложения

• Действие силы на поверхность тела характеризуется давлением.
• Давление - величина, равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.
• где p – давление, Па (Паскаль)
• F – приложенная сила давления, Н
• S – площадь поверхности (площадь опоры тела), м2.
• Давление - величина скалярная, у давления нет направления.

Действие силы

Модуль

Направление

Единицы измерения давления

• 1 Па – это такое давление, которое оказывает сила 1Н на площадь поверхности 1м2.
• 1 кПа=1000 Па;
• 1МПа= 1000000 Па;
• 1 гПа=100Па;

Французский ученый

Блез Паскаль

(1623 – 1662)

От чего зависит давление?

• Чем больше площадь поверхности, на которую действует сила, тем меньше будет давление тела на опору.
• Большая по значению сила, действующая на ту же площадь будет оказывать большее давление.

Во всех рассмотренных случаях сила действовала перпендикулярно поверхности.

Обратите внимание!

• Любая поверхность выдерживает только определенное давление. Если это давление будет выше, то опора разрушается. Человеческая кожа выдерживает давление 3000000Па. Поэтому, в зависимости от того, какой результат хотят получить, давление можно увеличивать или уменьшать.

Способы изменения давления

• Результат действия силы на поверхность зависит не только от ее величины, направления, точки приложения, но и от площади опоры давящего тела.

Увеличение давления

(увеличение силы давления; уменьшение площади)

• Топор, нож,
• гвозди, кнопки, иголки,
• зубы, когти, клювы зверей,
• шипы, колючки растений,
• жало осы

Уменьшение давления

(уменьшение силы давления; увеличение площади)

• Фундамент здания,
• шасси самолета,
• широкие шины
• автомобилей,
• гусеницы вездеходов, тракторов,
• лыжи,
• шайбы под гайки,
• шпалы под рельсы

ПРЕДСТАВЬ СЕБЕ !

• ... давление гусеничного трактора массой 6,7 тонны на почву составляет 47000 Па
• ... втыкая пальцем иглу или булавку в ткань, мы создаем давление около 100 000 000 Па
• ... когда жалит оса, то она оказывает на кожу человека давление 30 000 000 000 Па
• ... очень высокие давления существуют в глубинах небесных тел!
• Давление в центре земного шара равно приблизительно 300 млрд Па, т.е. 300 000 000 000 Па.

Это интересно…

• Если вылить содержимое яйца, а для опыта оставить скорлупу, то можно попробовать проткнуть ее иголкой изнутри и снаружи. Изнутри - легче, снаружи - тяжелее. Результат при одинаковых усилиях будет зависеть от формы скорлупы: выпуклая или вогнутая.
• Поэтому маленький цыпленок легко разбивает скорлупу изнутри, а снаружи он защищен более надежно.
• Свойство выпуклых форм лучше выдерживать нагрузку позволяет архитекторам проектировать куполообразные крыши, мосты, потолки, т.к. они прочнее плоских!

ДАВЛЕНИЕ ГАЗА

• Давление газа на дно и стенки сосуда (и на помещенное в газ тело) создается ударами беспорядочно движущихся молекул газа.

От чего зависит давление газа?

• Если температура и масса газа неизменны, то при уменьшении объема газа его давление увеличивается, а при увеличении объема давление уменьшается.
• При повышении температуры газа его давление увеличивается
• А если масса газа (при неизменных температуре и объеме) изменилась?
• Если температура и объем неизменны, то при уменьшении массы газа его давление уменьшается, а при увеличении массы давление увеличивается.

Чем выше температура тела, тем больше скорость движения молекул.

Чем больше скорость движения молекул, тем больше число ударов молекул о стенки сосуда.

Воздушное огниво

• Здесь должен быть видеофрагмент «Воздушное огниво»

• Скачайте фильм по адресу: http://moemesto.ru/soljary/file/12034513/Воздушное%20огниво.avi/ и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Давление в жидкости или газе

• Внутри жидкости в любой ее точке существует давление, обусловленное весом верхних слоев жидкости на нижние - "весовое" или гидростатическое давление.
• На одном и том же уровне оно одинаково по всем направлениям (и вверх в том числе).
• С глубиной давление увеличивается.
• Давление в жидкости или газе зависит только от уровня жидкости

Давление в жидкости или газе.

• Расчетная формула для определения давления жидкости в любой ее точке, а также на дно и стенки сосуда:
• ρ (кг/м3) – плотность жидкости (газа) на дно и стенки сосуда;
• g (м/с2) – ускорение свободного падения;
• h (м) – высота столба жидкости.
• Вода, как и все жидкости мало поддается сжатию. Поэтому с глубиной плотность воды изменяется незначительно.
• В самом глубоком месте плотность воды увеличивается лишь на 5 %.

p = ρ·g·h

h

p

Давление в жидкости или газе.

• На глубинах более 1,5 м разность между давлением воды, сжимающим грудную клетку, и давлением воздуха внутри нее возрастает настолько, что у человека уже не хватает сил увеличивать объем грудной клетки при вдохе и наполнять свежим воздухом легкие.
• Поэтому при погружении более чем на 1,5м можно дышать только таким воздухом, который сжат до давления, равного давлению воды на этой глубине.

Это интересно!

• Искатели жемчуга погружаются на глубину 30 м;
• рекордное погружение человека без специального оснащения - 105 м;
• погружение с аквалангом - 143 м; в мягком скафандре - 180 м; в жестком скафандре - 250 м; в батискафе - 10 919 м.
• Если порожнюю закупоренную бутылку опустить на значительную глубину, затем извлечь вновь, то обнаружится что давление воды вогнало пробку внутрь бутылки и вся посудина полна воды.

Сообщающиеся сосуды

• Сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости называются сообщающимися.

• В сосудах любой формы и ширины однородная жидкость устанавливается на одном уровне.

Условие равновесия жидкости: p1 = p2 = p3 = …= pn Разнородная жидкость

• Высоты столбов разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах обратно пропорциональны их плотностям.

Вывод:

р1 = р2

ρ1 ∙ g ∙ h1 = ρ2 ∙ g ∙ h2

ρ1 ∙ h1= ρ2 ∙ h2

Как изменится уровень воды в левом сосуде? (5 баллов)

• Высота воды в левом колене сообщающихся сосудов, разделенных краном, равна 49 см, в правом 12 см. На сколько сантиметров изменится уровень воды в левом сосуде, если открыть кран? Левое колено сосуда имеет площадь поперечного сечения 12 см2, правое 19 см2.
• Ответ вводить с точностью до десятых.

49

12

12 см2

19 см2

После открытия крана уровень воды – h – станет одинаковый

Пример решения задачи

Применение сообщающихся сосудов

Водомерное стекло

Шлюзы

Чайники, кофейники

Водонапорная башня

Фонтаны

Атмосферное давление

• Земля окружена атмосферой - воздушной оболочкой, состоящей из смеси различных газов.
• Молекулы этих газов, находясь в поле тяготения Земли, притягиваются к ней. Вследствие этого слои воздуха, расположенные выше, давят на нижние слои и в конечном итоге создают давление на поверхность Земли и находящиеся на ней тела. Это давление называют атмосферным.

Атмосферное давление

• Здесь должен быть видеофрагмент «Атмосферное давление»

• Скачайте фильм по адресу: http://26.dl17sf-narod.yandex.ru/disk/255519001/h7ebb4e45f11bf3676e7cadd376f74762/%D0%92%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D0%BE%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D0%B2%D0%BE.avi/ и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

Вес воздуха

Вес 1 м3 воздуха

• Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 0С, называется нормальным атмосферным давлением.
• Нормальное атмосферное давление равно 101 300 Па = 1013 гПа

Фонтан в пустоте Атмосферное давление на различных высотах При подъеме на каждые 12 метров столбик ртути опускается на 1 мм. Кипение при пониженном давлении

• Здесь должен быть видеофрагмент
• «Кипение при пониженном давлении»

• Скачайте фильм по адресу: http://moemesto.ru/soljary/file/12034639/Кипение%20при%20пониженном%20давлении.avi и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь экран»

По своему строению атмосфера Земли напоминает многоэтажный дом.

Первый "этаж" - тропосфера: км над уровнем моря, содержит 4/5 массы всего воздуха, температура падает с высотой, здесь зарождаются облака.

Второй "этаж" - стратосфера: до 55 км над уровнем моря, содержит 1/5 всего воздуха, царство стужи с температурой около - 40 0С, здесь расположен озоновый слой.

Третий "этаж" - мезосфера: до 200 км над уровнем моря, воздух сильно разрежен, давление составляет 1/25000 от нормального атмосферного давления

Четвертый "этаж" - термосфера: невиданная жара около 1000 - 2000 0С, плотность воздуха исключительно мала, здесь возгораются падающие метеоры.

Пятый "этаж" - экзосфера: внешняя оболочка атмосферы, высотой до 600 км, самое сильное разрежение воздуха, еще выше признаки частиц воздуха прослеживаются до высоты более 1000 км

Измерение давления

• Для измерения атмосферного давления используют барометры
• ртутный: барометр Торричелли;
• металлический: барометр-анероид

Выводы:

р

F

S

p = ρ·g·h

Рассмотрим задачи: Подборка заданий по кинематике (из заданий ГИА 2008-2010 гг.) ГИА-2011-5. В каком колене U-образной трубки находится менее плотная жидкость ?   Варианты ответов:

• Такое положение жидкостей невозможно.
•  В правом.
•  В левом.
•  Ответ зависит от площади сечения трубки.
•  Плотности одинаковы.

ГИА-2008-5. В открытом сосуде 1 и закрытом сосуде 2 находится вода. Если открыть кран К, то

• вода обязательно будет перетекать из сосуда 2 в сосуд
• вода обязательно будет перетекать из сосуда 1 в сосуд 2
• вода перетекать не будет ни при каких обстоятельствах
• перемещение жидкостей будет зависеть от давления в воздушном зазоре сосуда 2

ГИА-2008-5. Брусок в форме прямоугольного параллелепипеда положили на стол сначала узкой гранью (1), а затем – широкой (2). Сравните силы давления (F1 и F2) и давления, производимые бруском на стол в этих случаях (р1 и р2).

• F1 < F2; p1 < p2
• F1 = F2; p1 < p2
• F1 = F2; p1 > p2
• F1 = F2; p1 = p2

ГИА-2010-5. Кубик из некоторого материала плавает в жидкости, не касаясь дна. На какую из граней кубика жидкость оказывает наибольшее давление?

• На нижнюю
• На верхнюю
• На боковую
• На все грани одинаково

ГИА-2010-5. Давление тела на поверхность зависит от

1) модуля силы и от площади поверхности, перпендикулярно которой действует сила

2) модуля силы и не зависит от площади поверхности, на которую действует сила

3) площади поверхности, перпендикулярно которой действует сил

4) не зависит ни от силы, ни от площади

ГИА-2010-5. Паскаль создал водяной барометр, аналогичный ртутному барометру. Какова примерно высота столба воды в этом барометре?

• 76 см
• 1 м
• 10 м
• Столб воды мог быть любым

ГИА-2010-15. Резиновый шарик, надутый воздухом, летом опускают в озеро на глубину 1 м. Через некоторое время обнаруживают, что диаметр шара уменьшился на 50 %. Какие из гипотез для объяснения этого явления требуется проверять экспериментально? A. Температура воды ниже температуры воздуха. Б. Давление на стенки шара возросло. B. Оболочка шара стала менее растяжимой.

1) только А

2) только Б

3) только В

4) только А и Б

2007 г. А5 (ДЕМО). В широкую U-образную трубку с вертикальными прямыми коленами налиты неизвестная жидкость плотностью 1 и вода плотностью 2 = 1,0103 кг/м3 (см. рисунок). На рисунке b = 10 см, h = 24 см, H = 30 см. Плотность жидкости 1 равна Литература

• Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник, А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 302 с.
• ДАВЛЕНИЕ В ЖИДКОСТИ И ГАЗЕ. Класс!ная физика для любознательных //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/7_davlsh.htm
• ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ. Класс!ная физика для любознательных //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/7_davl.htm
• Давление твердых тел. Сайт учителя физики МОУ «Гимназия № 24» Савченко Натальи Вячеславовны //[Электронный ресурс]// http://nv-magadan.narod.ru/davlenie_7klass.html
• Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме).
• Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с;
• МЕХАНИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ. ФИЗИКА. Образовательный портал Курганской области //[Электронный ресурс]// http://www.hde.kurganobl.ru/dist/disk/Shcool/Book/Sprav_material/Mech/p1.htm
• Основные понятия кинематики //[Электронный ресурс]// http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/f3591263-ecae-d464-caf0-9105f5d9cda5/00119626139675510.htm
• ПЕРЕДАЧА ДАВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЯМИ И ГАЗАМИ. Класс!ная физика для любознательных //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/7_paskal.htm
• Перышкин, А. В., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 198 с.
• Перышкин, А. В., Физика. 8 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 196 с.
• Способы уменьшения и увеличения давления. Открытый класс. Сетевые образовательные сообщества //[Электронный ресурс]// http://www.openclass.ru/lessons/27476
• Урок 5/17. Материальная точка. Траектория движения. Координаты точки. Перемещение и путь (§§ 2.6, 2.7). Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс]// http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/ffb3b711-8f44-408c-aea4-a29842431067/110204/
• Урок физики в 7-м классе "Давление твердых тел. Способы увеличения и уменьшения давления". Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» //[Электронный ресурс]// http://festival.1september.ru/articles/580951/
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. / /[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010//[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/