Як розрахувати тиск на опору

Урок ” Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску. Розв’язування задач”

Урок вивчення нового матеріалу з теми ” Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску”. В розробці використані різні форми роботи і різні типи задач,в тому числі ,прикладного характеру.

Тема : Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску. Розв’язування задач.

  • ознайомитись з тиском як з фізичною величиною, що описує взаємодію тіл;
  • з’ясувати залежність тиску від сили тиску й площі опори;
  • формувати вміння та навички розв’язувати задачі на розрахунок тиску і зв’язаних з ним величин;
  • виховувати допитливість, формувати вміння робити аналіз,порівняння спостережуваних явищ та висновки з них;
  • показати необхідність врахування тиску у різноманітних галузях сучасної техніки, в побуті, на виробництві та будівництві.

Учні повинні знати

  • поняття сили тиску та тиску як показника залежності дії сили від площі, до якої вона прикладена;
  • формулу тиску та одиницю вимірювання тиску;
  • застосування знань про тиск в природі і техніці.

Учні повинні вміти

  • розрізняти поняття тиску та сили тиску;
  • з’ясувати залежність тиску від сили тиску й площі опори;
  • встановлювати залежність між p, F та S;
  • розв’язувати якісні та кількісні задачі для знаходження тиску .

Тип уроку : урок засвоєння нових знань

Обладнання: мультимедійний проектор, презентація, прозора посудина з піском, дерев’яна дошка із вбитими на краях металевими цвяхами, дерев’яні бруски, кнопки, ніж, цвях, смайлики на картках, паспорт фізичної величини на аркушах, картки з самостійною роботою.

План уроку
I. Організаційний момент.
II. Актуалізація опорних знань учнів.
ІІІ. Мотивація навчально – пізнавальної діяльності учнів.
ІV. Сприймання й усвідомлення нового матеріалу.

  1. Бесіда з учнями та обговорення спостережень, що показують залежність результату дії сили на поверхню від площі цієї поверхні.
  2. Проведення дослідів, що підтверджують попередній висновок.
  3. Сила тиску.
  4. Означення фізичної величини – тиску, формула тиску та одиниці її вимірювання.
  5. Історична довідка.
  6. Способи збільшення і зменшення тиску

VI. Закріплення вивченого матеріалу.

  1. Розв’язування якісної та кількісної задач.
  2. Контрольні запитання.
  3. Поміркуй і відповідай.
  4. Висновки з уроку.

VII. Домашнє завдання.

Хід уроку

Розум полягає не лише в знаннях,

а й умінні застосовувати знання на практиці.

I. Організаційний момент.

II. Актуалізація опорних знань учнів .
Скажіть, будь ласка, яку фізичну величину ми з вами вивчали протягом останніх кількох уроків?
Фронтальне опитування.

4. Які сили ми з вами вивчити?

5. Як позначають силу у фізиці?

6.Що називається силою тяжіння ?

7. Що називається вагою тіла?

8. Від чого залежить результат дії сили на тіло?

9. Як позначають площу поверхні тіла?

10. У яких одиницях вимірюється площа?

ІІІ. Мотивація навчально – пізнавальної діяльності учнів.
Ви правильно зазначили, що результат дії сили залежить від значення прикладеної сили, від точки прикладання сили і від напряму сили.

2.За допомогою лінійки і ножа розрізати шматок хліба
Сьогодні на уроці ми з’ясуємо в ході спостережень та дослідів, що результат дії сили залежить ще від однієї величини і введемо в розгляд нову фізичну величину – тиск.
Запис у зошит: дата, тема уроку. Обговорення мети уроку.

ІV. Сприймання й усвідомлення нового матеріалу.

Евристична бесіда з використанням мультимедіа.

Яка приємна зимова прогулянка на лижах! Проте варто вийти на сніг без них, як ноги глибоко провалюватимуться при кожному кроці, йти буде важко і задоволення буде зіпсовано. Чому?

На цьому рисунку вага лижника приблизно дорівнює вазі «пішохода». Тому сили, з якими хлопчики тиснуть на сніг, вважаємо рівними. Але ці сили діють не на одну точку, а розподіляються по різних площах. У лижника – по площі торкання снігу й лиж, а в «пішохода» – снігу й підошв. Зрозуміло, що площа лиж більше площі підошв. Тому й результат дії лижника на сніг проявляється меншою мірою.

Можна досить сильно (з силою 30 Н) натиснути пальцем (площа близько 1 см 2 ) на поверхню дерев’яної дошки, але ніякої видимої деформації поверхні ми не побачимо. Однак, при дії тієї ж по величині сили гострий кінець кнопки (площею близько 0,01 мм 2 ) досить легко увійде в поверхню дерева.

б) Питання до учнів. Наведіть приклади, які показують, що дія сили залежить від площі опори, на яку діє ця сила.

Спостереження 1 . Величезний вантажний авто стоїть на снігу майже не прогрузаючи, а водій провалився майже до поясу. Чому?

Спостереження 2 . На уроках праці ви користуєтеся для вишивання однією голкою, з тупим кінцем, а для шиття – голкою з гострим кінцем. Чому?

  • Людина діє на кожну з двох голок з однаковою силою. Проте голка, що має гостріший кінець, легше входить в тканину.

Робимо висновок: результат дії сили на поверхню залежить не тільки від її значення, а й від площі тієї поверхні, перпендикулярно до якої вона діє.

Дослід 1. Цвяхи, забиті в дошку,вставляють в посудину з піском вістрям угору. На дошку кладуть гирю. Спостерігаємо, що при збільшенні навантаження головки цвяхів більше вгрузають в пісок

Дослід 2. Перевертаємо дошку і ставимо цвяхи на вістря. У цьому разі площа опори менша і під дією тієї самої сили цвяхи значно більше заглиблюються в пісок.

Робимо висновок з дослідів: від того, яка сила діє на кожну одиницю площі поверхні, залежить результат дії цієї сили.

У розглянутих прикладах сили діяли перпендикулярно до поверхні стола. Таку силу називають силою тиску.

Фізична величина, яка дорівнює відношенню сили, що діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні, називають тиском.

;
За основну одиницю тиску прийнято 1 Па(Паскаль).
За одиницю тиску беруть такий тиск, який створює сила 1 Н, яка діє на поверхню площею 1 перпендикулярно до цією поверхні.

Використовують також інші одиниці тиску:

гектопаскаль 1 гПа = 100 Па
кілопаскаль 1 кПа = 1 000 Па
Мегапаскаль 1 Мпа = 1 000 000 Па
Іншими одиницями вимірювання тиску є торр, мм.рт.ст. (міліметр ртутного стовпа), атмосфера, бар, п′єза.

Талановитий французький вчений Блез Паскаль, фізик і філософ, видатний винахідник і математик (1623- 1662рр.) – у 4 роки навчився писати і читати, у 6 – вивчав іноземну мову, у 12 років – написав наукову працю «Трактат про звуки», опанував геометрію Евкліда без допомоги старших. . У 16 років він довів “теорему Паскаля”, у 18 років – винайшов рахувальну машину, за допомогою якої навіть необізнана з правилами арифметики людина могла б виконувати 4 арифметичні дії. Він виготовив 50 моделей, з яких кожна наступна була кращою за попередню. Його вважали найвидатнішим математиком свого часу.
Пізніше здійснив низку фізичних відкриттів, винайшов гідравлічний прес і шприц, застосував ртутний термометр для передбачення погоди. Вдячні співвітчизники викарбували його портрет на грошових купюрах.

Крім одиниці тиску в СІ на честь Блеза Паскаля названо

  • кратер на Місяці;
  • мову програмування Pascal.;
  • один із двохуніверситетів у Клермон-Феррані;
  • щорічну французькунаукову премію;
  • астероїд 4500Паскаль;
  • гімназію міста Гомеля (Білорусь)

Сподіваюся, знання про життя та досягнення Б.Паскаля стануть для вас стимулом у навчанні .

Завдання для учнів: заповнити паспорт фізичної величини

  1. Тиск – це фізична величина, що чисельно дорівнює відношенню … ( сили тиску до площі)
  2. Сила тиску – це сила взаємодії, що діє …(перпендикулярно до поверхні тіл)
  3. Формула тиску – …( р=F|S)
  4. Формула сили тиску – … (F=p*S)/
  5. Якщо відомі числові значення тиску і сили тиску, то площу можна обчислити за формулою – … (S=F|p)
  6. Одиниця вимірювання …(Па)
  7. Кратні одиниці:

6. Способи збільшення і зменшення тиску.

Якщо порівняти тиск танка на поверхню дороги і тиск жала бджоли, то виявиться, що тиск жала більший у тисячу разів! Як можна змінити тиск? Збільшити чи зменшити силу тиску не завжди можливо, тому змінюють площу поверхні.
При збільшенні площі тиск зменшується, а при зменшенні — збільшується.

У техніці, будівництві, на транспорті дуже часто використовують різні способи, щоб зменшити або збільшити тиск. Наприклад, фундамент висотного будинку чинить тиск у 4 ∙ 10 5 Па. Тому при зведенні будинку його фундамент роблять більше широким, ніж сам будинок, для зменшення тиску на ґрунт.

Шини вантажних автомобілів роблять набагато ширше, ніж у легкових автомобілів. Широкі гусениці дозволяють зменшити тиск трактора на ґрунт і роблять його більш прохідним на ґрунтовій дорозі.

З іншого боку, тиск можна збільшувати завдяки зменшенню площі поверхні. Це використовується в техніці при виготовленні інструментів (зубило, свердло, різець, ножиці й т. ін.).

Далі з учнями обговорюємо питання: у яких випадках тиск необхідно збільшувати і як це роблять? Коли тиск слід зменшувати і як у цьому випадку треба чинити?

Тиск потрібно зменшити

Тиск потрібно збільшити

  • Щоб ґрунт міг витримати тиск споруди, збільшують площу нижньої частини фундаменту
  • Шини та гусениці машин, призначені для руху по м’якому ґрунту, є ширшими, ніж у тих що пересуваються по твердому ґрунту
  • Для руху по пухкому снігу використовують лижі, що значно збільшують площу опори людини
  • Усі різальні інструменти – ножі, ножиці, різці – мають різальну частину з дуже малою площею для створення значного тиску
  • Різальні та колючі пристосування в живій природі: зуби, пазурі, дзьоби, жала, ікла, шипи тощо
  • Лопати, металообробні інструменти(свердла, зубила, терпуги тощо)

Вправа «Доповни речення »

Способи зміни тиску шляхом зміни площі поверхні

  1. Площа фундаменту будинку більша за … (основу)
  2. Площа гусені танку велика ..(щоб не провалився у болото)
  3. Ножі, ножиці, голки наточують , …(щоб збільшити тиск, зменшуючи площу)
  4. У тварин гострі зуби, у рослин є шипи – …(для захисту від хижаків)
  5. Для руху по свіжому снігу використовують… (лижі)
  6. На тонкому льоду людина може… (повзти).
  7. Лопати, металообробні інструменти(свердла, зубила, пилки тощо)наточують для того, щоб …(зменшити площу, а відтак і силу, яку потрібно прикладати до цих інструментів під час роботи з ними)

V. Закріплення вивченого матеріалу.

Задача 1. (колективна форма роботи)

Чемпіонка України по фігурному катанню 2015 року, 14-річна київлянка Анастасія Гожва, має масу 42 кг. Розрахуйте який тиск чинять на лід її ковзани, якщо ширина леза ковзана 4мм, а довжина 30см.

m = 42 кг
а = 4 мм
b= 30 см
g = 9,8 Н/кг

Урок “Тиск твердих тіл на поверхню. Сила тиску”

Навчальна. Познайомити учнів з тиском як фізичною величиною; з’ясувати залежність тиску від сили тиску й площі опори; навчити розрізняти поняття «тиск» і «сила тиску».

Розвивальна. Розвивати творчі здібності та логічне мислення учнів, увагу, пам’ять, продовжувати формувати вміння робити висновки, аналізувати; показати учням практичну значущість набутих знань.

Виховна. Виховувати пізнавальний інтерес, такі якості як самостійність, працелюбність, почуття колективізму, культуру оформлення задач.

Формування ключових компетентностей:

– основні компетентності у природничих науках і технологіях.

– уміння вчитися впродовж життя

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, ємність з піском, дерев’яний брусок, картки для самостійної роботи, картки для роботи в групах.

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Інтерактивна вправа гра «Життя – театр» ( театр пантоміми). Інсценування термінів, понять процесів: сила, площа, довжина, сила тертя, сила тяжіння, маса. Ці слова записані на картках, яку учні витягують по черзі та інсценують, а решта учнів мають відгадати, що показує товариш.

Які сили в природі ви знаєте?

Як називається сила, з якою Земля діє на тіло?

В яких одиницях вимірюється сила?

Як називається сила, з якою тіло, в наслідок його притягання до Землі діє на горизонтальну опору, або на вертикальний підвіс?

В яких одиниці вимірюється площа?

Скільки секунд у одній годині?

Які види сил тертя ви знаєте?

ІІІ. Мотивація вивчення нового матеріалу

Розгляньте уважно малюнок. Що ви бачите? По пухкому снігу людині йти важко, (рис. а) вона глибоко провалюється при кожному кроці. Але надівши лижі, можна йти по снігу, майже не провалюючись у нього (рис. б). Чому? Адже вага людини не змінюється?

Дійсно, на лижах, або без них людина діє на сніг з тією самою силою, що дорівнює її вазі. Проте дія цієї сили в обох випадках неоднакова. Чому?

Чому мешканці Півночі здавна для пересування по снігу використовують лижі?

Чому нам жорстко сидіти на табуреті і досить комфортно лежати в гамаку?

Чому цвях вістрям уперед входить у дошку легко, а головкою вперед — ні?

Чому леза ножів час від часу нагострюють?

На всі ці й інші питання ми одержимо відповіді в ході сьогоднішнього уроку.

ІV. Оголошення теми, мети та завдань уроку.

V. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Ви вже знаєте, що взаємодія тіл характеризується «силою».

У результаті взаємодії тіл або змінюється швидкість їх руху, або тіло деформується, тобто змінюється його форма і розміри.

Одним із наслідків дії сили є деформація тіл: чим більша сила діє на тіло, тим більшою буде деформація.

Деформація залежить і від інших чинників, зокрема від площі поверхні, по якій розподіляється сила.

У більшості випадків діє правило: чим більшою є площа поверхні, на яку діє певна сила, тим меншою буде деформація.

Перевіримо правило на дослідах (обладнання: ємність з піском, дерев’яний брусок):

Дослід 1. Поставимо на пісок дерев’яний брусок спочатку на одну грань, а потім на іншу, більшої площі. У першому випадку пісок деформується сильніше (брусок більше провалиться в пісок), хоча в обох випадках сила, що діє на пісок з боку бруска (тобто вага бруска), є однаковою.

Дослід 2. Натиснемо з однаковою невеликою силою на поверхню піску спочатку розкритою долонею, а потім пальцем. У другому випадку глибина сліду є більшою

Можна досить сильно (з силою 30 Н) натиснути пальцем (площа близько 1 см2) на поверхню дерев’яної дошки, але ніякої видимої деформації поверхні ми не побачимо. Однак, при дії тієї ж по величині сили гострий кінець кнопки (площею близько 0,01 мм2) досить легко увійде в поверхню дерева.

Для характеристики залежності результату дії сили від площі поверхні, на яку ця сила діє, використовують поняття тиску.

Тиск р — це фізична величина, яка характеризує результат дії сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні.

Одиницею тиску в СІ є паскаль (на честь французького вченого Блеза Паскаля)

1 Па — це тиск, який створює сила в 1 Н, що діє перпендикулярно до поверхні площею 1 м2:

4. Вправа «Знайка »( доповідь учня)

Історична довідка про Блеза Паскаля

Блез Паскаль (1623 – 1662) – французький математик, фізик і філософ. Фізичні дослідження стосуються в основному гідростатики. Йому належить відкриття закону передачі тиску рідиною (закон Паскаля), він розробив принцип дії гідравлічної машини, застосував ртутний барометр для передбачення погоди, створив лічильну машину.

5. Робота з підручником стр.92

Дайте відповідь на запитання:

– Які кратні одиниці тиску існують?

Тиск в 1 Па дуже малий. На практиці використовують кратні одиниці: 1гектопаскаль=100Па=1гПа

– Як розрахувати силу тиску?

Знаючи тиск можна визначити й силу тиску:

6. Створення проблемної ситуації.

– Цікаво, а що створює більший тиск? Гусеничний трактор на ґрунт або укус комара?Діти висловлюють свою думку, далі показую таблицю на слайді (або в підручнику). Робимо висновки.

За допомогою надзвичайно тонкого інструмента – жала – оса створює тиск, сумірний з тиском під час вибуху (33 000 000 000 Па)

6. Ознайомлення учнів з практичною значущістю набутих знань, необхідністю врахування тиску у різноманітних галузях сучасної техніки, в побуті, на виробництві та будівництві

Шини важких вантажних автомобілів і шасі літаків роблять дуже широкими у порівнянні з легковими.

Для збільшення прохідності луно– і марсоходів збільшується кількість і площа поверхні їх коліс.

При зведенні будинку його фундамент роблять ширшим, ніж сам будинок.

Приклади збільшення тиску

Для збільшення тиску площу слід зменшувати (саме тому нагострюють інструменти — ножиці, шила, ножі).

7. Створення проблемної ситуації.

Далі з учнями обговорюємо питання: у яких випадках тиск необхідно збільшувати і як це роблять? Коли тиск слід зменшувати і як у цьому випадку треба чинити?

8. Формулювання висновків, використовуючи формулу.

З означення тиску (p=F/S) випливає, що тиск твердих тіл можна змінити в два способи:

Перший спосіб: змінити силу, яка діє на поверхню певної площі. Зі збільшенням сили тиск збільшиться; зі зменшенням сили тиск зменшиться.

Другий спосіб: змінити площу поверхні, на яку діє певна сила тиску. Для збільшення тиску площу слід зменшити (саме тому нагострюють інструменти – ножиці, ножі, шило тощо).

сила тиску збільшилась в 3 рази?

площа збільшилась в 2,5 рази?

сила тиску зменшилась в 5 разів?

площа зменшилась в 4 рази?

В Арктиці й Антарктиці на наукових станціях користуються такими транспортними засобами, як снігоходи «Пінгвін» і «Харків’янка». Снігохід «Харків’янка» має дизельний двигун потужністю 736 кВт і запас пального на 1500 км. При масі 35 т він має гусениці завширшки 1 м, що дає йому змогу долати снігову цілину, льодові тороси, круті схили. Снігохід має утеплену кабіну площею 25 м2 з потужною опалювальною системою, спеціальною герметичною обшивкою, тому працювати в ньому можна навіть при морозах нижче від -70 °С. У кабіні є спальні місця, радіорубка, робоча кімната, кухня, сушарка, гардероб, санвузол. Розміри снігохода такі: довжина – 8,5 м, ширина – 3,5 м, висота -4,2 м. Максимальна швидкість його руху дорівнює 30 км/год. У задній частині снігохода розміщено лебідку для самовитягування і трос завдовжки 100 м. Снігохід може тягнути за собою причіп масою 70 т. Провалюючись в ополонку, снігохід не тоне, він сам за допомогою гусениць може вийти на лід.

Для Землі критична висота гір – 30 км.

Якби земні гори були вищими, той тиск біля підніжжя гори був б настільки великим, що породи плавилися б, а висота гори в такий спосіб зменшувалася б до критичного значення. У реальності ж висота гір на Землі ніде не досягає критичного значення через вплив навколишнього середовища – вивітрювання, вологості тощо. А для Місяця гори, подібні до Евересту, – звичайна справа.

VІ. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

1. Вправа «Розшифруй висновок»:

1 300 000 Па в мегапаскалі .

Цеглину перевернули з широкої грані на вузьку. Чи змінився тиск цеглини на грунт? (Так. Збільшився)

Цеглину перевернули з широкої грані на вузьку. Чи змінилася сила тиску цеглини на грунт?(Ні)

Ви збираєтесь в похід. Який рюкзак ви оберете: з вузькими чи широкими лямками? (З широкими)

Чому рейки залізничного полотна не кладуть прямо на насип, а під них підкладають шпали? (Для зменшення тиску на грунт)

Дано три однакові цеглини. Як їх розмістити, щоб тиск, який створюється ними на поверхню підлоги був найбільший? (Другий випадок)

Як людина, що стоїть на підлозі, може дуже швидко подвоїти тиск на підлогу, не навантажуючи себе ніякими додатковими вантажами? (Підняти одну ногу)

Коли людина чинить більший тиск на підлогу: коли стоїть чи коли біжить?(Коли біжить)

Чому так твердо сидіти на табуретці, і так комфортно лежати в гамаку?

Чому гуси та качки проходять болотом легко, тоді як курям зробити це набагато важче?

У відомому цирковому трюку артист лягає на дошку із цвяхами. У якому випадку він відчуває менший біль: коли цвяхів більше чи менше?

4. Розв’язування практичних задач (письмово)

1. Знайдіть тиск, який ви чините на підлогу, стоячи на одній нозі. (Проведіть необхідні вимірювання).

Учні вимірюють довжину і ширину стопи своєї, знаходять її площу за даними.

p= (650 Н)/(0,0207 м^2 )=31401 Па=314 кПа

2. Знайдіть тиск, який чинить на арену цирковий слон, що стоїть на одній нозі. Маса слона 3,9 т, площа підошви ноги 750 см2.

1. Коли вітер частіше ламає дерева – влітку чи взимку?

2. У відомому цирковому трюку артист лягає на дошку із цвяхами. У якому випадку він відчуває менший біль: коли цвяхів більше чи менше?

3. З якою метою під залізничні рейки підкладають шпали та металеві підкладки?

1. Чому гуси та качки проходять болотом легко, тоді як курям зробити це

2. Чому плечові ремені рюкзака роблять досить широкими?

3. Чому буря, що валить живі дерева, часто не може звалити сухе дерево без листя?

VІІ. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

1. Фізична величина, яка характеризує результат дії сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні. (Тиск)

2. Тиск позначається буквою. (р).

3. Тиск вимірюється у . (паскалях)

4. Щоб обчислити тиск, треба знати. (силу тиску і площу поверхні)

5. Щоб збільшити тиск. треба.

6. Щоб зменшити тиск, необхідно.

1. Не зовсім сумлінна учениця, бажаючи визначити свій тиск на стілець, ділила площу поверхні стільця на свою вагу. Твоя порада:

а) продовжуй далі; б) діли вагу на площу; в) не знущайся зі стільця.

2. Порадь своїм однокласникам, у яких одиницях вони мають вимірювати

а) У ньютонах; б) у Паскаля; в) у кілограмах.

3. Порадь, як можна змінювати тиск.

а) Змащувати поверхню мастилом;

б) змінювати силу й площу поверхні тіла;

4. Учениця першого класу хотіла залишити ще глибший слід на вогкому

а) Надіти лижі; б) взути туфлі на підборах; в) не займатися дурницями.

5. Дай пораду рятівникам, які намагаються витягти з ополонки

потопельника, а навкруги — тонка крига.

В мене виникли труднощі у …

Я б хотів більше дізнатися про…

2. Вправа № 22 (1,2 – для учнів початкового і середнього рівнів навчальних досягнень, 3-4- достатній, високий)

3. Підготувати повідомлення

«Тиск у природі»,«Тиск у побуті»,«Тиск у техніці».

Навчальна. Познайомити учнів з тиском як фізичною величиною; з’ясувати залежність тиску від сили тиску й площі опори; навчити розрізняти поняття «тиск» і «сила тиску».

Розвивальна. Розвивати творчі здібності та логічне мислення учнів, увагу, пам’ять, продовжувати формувати вміння робити висновки, аналізувати; показати учням практичну значущість набутих знань.

Виховна. Виховувати пізнавальний інтерес, такі якості як самостійність, працелюбність, почуття колективізму, культуру оформлення задач.

Формування ключових компетентностей:

– основні компетентності у природничих науках і технологіях.

– уміння вчитися впродовж життя

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, ємність з піском, дерев’яний брусок, картки для самостійної роботи, картки для роботи в групах.

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

  1. Інтерактивна вправа гра «Життя – театр» ( театр пантоміми). Інсценування термінів, понять процесів: сила, площа, довжина, сила тертя, сила тяжіння, маса. Ці слова записані на картках, яку учні витягують по черзі та інсценують, а решта учнів мають відгадати, що показує товариш.

2. “Фізичний футбол”

  1. Які сили в природі ви знаєте?
  2. Як називається сила, з якою Земля діє на тіло?
  3. В яких одиницях вимірюється сила?
  4. Як називається сила, з якою тіло, в наслідок його притягання до Землі діє на горизонтальну опору, або на вертикальний підвіс?
  5. В яких одиниці вимірюється площа?
  6. Коли виникає тертя?
  7. Від чого залежить тертя?
  8. Одиниці вимірювання маси?
  9. Скільки секунд у одній годині?
  10. Які види сил тертя ви знаєте?
  11. Яка з них найбільша?
  12. Як збільшити силу тертя?
  13. Як зменшити силу тертя?

ІІІ. Мотивація вивчення нового матеріалу

1. Робота з малюнком

Розгляньте уважно малюнок. Що ви бачите? По пухкому снігу людині йти важко, (рис. а) вона глибоко провалюється при кожному кроці. Але надівши лижі, можна йти по снігу, майже не провалюючись у нього (рис. б). Чому? Адже вага людини не змінюється?

Дійсно, на лижах, або без них людина діє на сніг з тією самою силою, що дорівнює її вазі. Проте дія цієї сили в обох випадках неоднакова. Чому?

2. “Коло ідей”

Чому мешканці Півночі здавна для пересування по снігу використовують лижі?

Чому нам жорстко сидіти на табуреті і досить комфортно лежати в гамаку?

Чому цвях вістрям уперед входить у дошку легко, а головкою вперед — ні?

Чому леза ножів час від часу нагострюють?

На всі ці й інші питання ми одержимо відповіді в ході сьогоднішнього уроку.

ІV. Оголошення теми, мети та завдань уроку.

V. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Наслідки дії сили

Ви вже знаєте, що взаємодія тіл характеризується «силою».

У результаті взаємодії тіл або змінюється швидкість їх руху, або тіло деформується, тобто змінюється його форма і розміри.

Одним із наслідків дії сили є деформація тіл: чим більша сила діє на тіло, тим більшою буде деформація.

Деформація залежить і від інших чинників, зокрема від площі поверхні, по якій розподіляється сила.

У більшості випадків діє правило : чим більшою є площа поверхні, на яку діє певна сила, тим меншою буде деформація.

2. Проведення дослідів.

Перевіримо правило на дослідах (обладнання: ємність з піском, дерев’яний брусок):

Дослід 1 . Поставимо на пісок дерев’яний брусок спочатку на одну грань, а потім на іншу, більшої площі. У першому випадку пісок деформується сильніше (брусок більше провалиться в пісок), хоча в обох випадках сила, що діє на пісок з боку бруска (тобто вага бруска), є однаковою.

Дослід 2. Натиснемо з однаковою невеликою силою на поверхню піску спочатку розкритою долонею, а потім пальцем. У другому випадку глибина сліду є більшою

Можна досить сильно (з силою 30 Н) натиснути пальцем (площа близько 1 см 2 ) на поверхню дерев’яної дошки, але ніякої видимої деформації поверхні ми не побачимо. Однак, при дії тієї ж по величині сили гострий кінець кнопки (площею близько 0,01 мм 2 ) досить легко увійде в поверхню дерева.

3. Введення поняття “тиск”

Для характеристики залежності результату дії сили від площі поверхні, на яку ця сила діє, використовують поняття тиску.

Тиск р — це фізична величина, яка характеризує результат дії сили і дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні.

F – сила тиску

S – площа поверхні

Одиницею тиску в СІ є паскаль (на честь французького вченого Блеза Паскаля)

[ р ] = Па

1 Па — це тиск, який створює сила в 1 Н , що діє перпендикулярно до поверхні площею 1 м 2 :

4. Вправа «Знайка »( доповідь учня)

Історична довідка про Блеза Паскаля

Блез Паскаль (1623 – 1662) – французький математик, фізик і філософ. Фізичні дослідження стосуються в основному гідростатики. Йому належить відкриття закону передачі тиску рідиною (закон Паскаля), він розробив принцип дії гідравлічної машини, застосував ртутний барометр для передбачення погоди, створив лічильну машину.

5. Робота з підручником стр.92

Дайте відповідь на запитання:

– Які кратні одиниці тиску існують?

Тиск в 1 Па дуже малий. На практиці використовують кратні одиниці: 1гектопаскаль=100Па=1гПа

– Як розрахувати силу тиску?

Знаючи тиск можна визначити й силу тиску:

6. Створення проблемної ситуації.

Питання дітям:
– Цікаво, а що створює більший тиск? Гусеничний трактор на ґрунт або укус комара?Діти висловлюють свою думку, далі показую таблицю на слайді (або в підручнику). Робимо висновки.

За допомогою надзвичайно тонкого інструмента – жала – оса створює тиск, сумірний з тиском під час вибуху (33 000 000 000 Па)

6. Ознайомлення учнів з практичною значущістю набутих знань, необхідністю врахування тиску у різноманітних галузях сучасної техніки, в побуті, на виробництві та будівництві
Приклади зменшення тиску:

  • Шини важких вантажних автомобілів і шасі літаків роблять дуже широкими у порівнянні з легковими.
  • Для збільшення прохідності луно– і марсоходів збільшується кількість і площа поверхні їх коліс.
  • При зведенні будинку його фундамент роблять ширшим, ніж сам будинок.
  • Приклади збільшення тиску
  • Для збільшення тиску площу слід зменшувати (саме тому нагострюють інструменти — ножиці, шила, ножі).

7. Створення проблемної ситуації.

Далі з учнями обговорюємо питання: у яких випадках тиск необхідно збільшувати і як це роблять? Коли тиск слід зменшувати і як у цьому випадку треба чинити?

8. Формулювання висновків, використовуючи формулу .

З означення тиску ( ) випливає, що тиск твердих тіл можна змінити в два способи:

  • Перший спосіб: змінити силу, яка діє на поверхню певної площі. Зі збільшенням сили тиск збільшиться; зі зменшенням сили тиск зменшиться.
  • Другий спосіб: змінити площу поверхні, на яку діє певна сила тиску. Для збільшення тиску площу слід зменшити (саме тому нагострюють інструменти – ножиці, ножі, шило тощо).
  • сила тиску збільшилась в 3 рази?
  • площа збільшилась в 2,5 рази?
  • сила тиску зменшилась в 5 разів?
  • площа зменшилась в 4 рази?

9. Цікаві факти

В Арктиці й Антарктиці на наукових станціях користуються такими транспортними засобами, як снігоходи «Пінгвін» і «Харків’янка». Снігохід «Харків’янка» має дизельний двигун потужністю 736 кВт і запас пального на 1500 км. При масі 35 т він має гусениці завширшки 1 м, що дає йому змогу долати снігову цілину, льодові тороси, круті схили. Снігохід має утеплену кабіну площею 25 м2 з потужною опалювальною системою, спеціальною герметичною обшивкою, тому працювати в ньому можна навіть при морозах нижче від -70 °С. У кабіні є спальні місця, радіорубка, робоча кімната, кухня, сушарка, гардероб, санвузол. Розміри снігохода такі: довжина – 8,5 м, ширина – 3,5 м, висота -4,2 м. Максимальна швидкість його руху дорівнює 30 км/год. У задній частині снігохода розміщено лебідку для самовитягування і трос завдовжки 100 м. Снігохід може тягнути за собою причіп масою 70 т. Провалюючись в ополонку, снігохід не тоне, він сам за допомогою гусениць може вийти на лід.

Для Землі критична висота гір – 30 км.

Якби земні гори були вищими, той тиск біля підніжжя гори був б настільки великим, що породи плавилися б, а висота гори в такий спосіб зменшувалася б до критичного значення. У реальності ж висота гір на Землі ніде не досягає критичного значення через вплив навколишнього середовища – вивітрювання, вологості тощо. А для Місяця гори, подібні до Евересту, – звичайна справа.

VІ. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

1. Вправа «Розшифруй висновок»:

2. Переведіть:

  1. 7 кПа в паскалі;
  2. 12,5 гПа в паскалі;
  3. 32 500 Па в кілопаскалі;
  4. 1 300 000 Па в мегапаскалі .

3. Вправа «Мозковий штурм»

  1. Цеглину перевернули з широкої грані на вузьку. Чи змінився тиск цеглини на грунт? (Так. Збільшився)
  2. Цеглину перевернули з широкої грані на вузьку. Чи змінилася сила тиску цеглини на грунт?(Ні)
  3. Ви збираєтесь в похід. Який рюкзак ви оберете: з вузькими чи широкими лямками? (З широкими)
  4. Чому рейки залізничного полотна не кладуть прямо на насип, а під них підкладають шпали? (Для зменшення тиску на грунт)
  5. Дано три однакові цеглини. Як їх розмістити, щоб тиск, який створюється ними на поверхню підлоги був найбільший? (Другий випадок)
  6. Як людина, що стоїть на підлозі, може дуже швидко подвоїти тиск на підлогу, не навантажуючи себе ніякими додатковими вантажами? (Підняти одну ногу)
  7. Коли людина чинить більший тиск на підлогу: коли стоїть чи коли біжить?(Коли біжить)
  8. Чому так твердо сидіти на табуретці, і так комфортно лежати в гамаку?
  9. Чому гуси та качки проходять болотом легко, тоді як курям зробити це набагато важче?
  10. У відомому цирковому трюку артист лягає на дошку із цвяхами. У якому випадку він відчуває менший біль: коли цвяхів більше чи менше?

5. Розв’язування практичних задач (письмово)

1. Знайдіть тиск, який ви чините на підлогу, стоячи на одній нозі. (Проведіть необхідні вимірювання).

Учні вимірюють довжину і ширину стопи своєї, знаходять її площу за даними.

Розв’язання