Измерение атмосферного давления - ДАВЛЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

ЦЕЛЬ

Учащиеся должны усвоить, что:

♦ для измерения атмосферного давления используют барометры: ртутный и анероид;

♦ значение нормального атмосферного давления;

♦ используется единица давления — 1 мм рт.ст.; 1 мм рт.ст. — это давление столба ртути высотой 1 мм;

♦ нормальное атмосферное давление — это среднее за многолетние наблюдения значение атмосферного давления в местностях, лежащих на уровне моря, равное 760 мм рт.ст. или 101 300 Па.

Учащиеся должны:

♦ знать принцип действия барометров;

♦ находить разницу между значениями атмосферного давления и нормального атмосферного.

ВИД ДОСКИ

Измерение атмосферного давления

Ртутный барометр	Барометр-анероид
Принцип действия
Конструкция
Опыт Торричелли ρa = h (мм рт.ст.) 1 мм рт.ст. = 133,3 Па	рис. 121 учебника

Нормальное атмосферное давление

ρ₀ = 760 мм рт.ст. = 101300 Па

Д/з. § 41, 42. Повторить все об атмосферном давлении

СЦЕНАРИЙ

Этап актуализации знаний

П. Что это за прибор? Что он показывает? (Демонстрирует динамометр, на котором подвешено какое-то тело, тело прикрыто листком бумаги.)

У. Это динамометр, он показывает 2,5 Н. Это означает, что сила упругости пружины динамометра равна 2,5 Н.

П. (Убирает листок.) Что можете добавить?

У. Сейчас динамометр измеряет силу тяжести ... (называет подвешенное тело), оно находится в равновесии под действием Земли и пружины динамометра, значит, сила тяжести равна силе упругости пружины и составляет 2,5 Н.

П. Рассчитайте давление жидкости в трубке. (Демонстрирует экспериментальную установку с трубкой, расположенной вертикально отверстием вниз, в которой находится столб подкрашенной воды высотой ~ 30 см. — см. «Вид доски».)

У. По формуле р = ρgh, в этом случае р = 10 000 · 0,3 = 3000 Па.

П. Итак, напоминаю, что физические величины измеряют специальными приборами или вычисляют по формулам. В процессе измерений создают такие условия, корда показания прибора равны измеряемой величине (это важно!). Что мы знаем об атмосферном давлении?

У. Атмосфера вследствие притяжения к Земле оказывает давление на поверхность Земли и на все тела, находящиеся в атмосфере.

Мотивационный этап

П. Какие сведения сообщают ежедневно в сводке погоды?

У. Температуру, влажность воздуха, атмосферное давление.

П. Как же метеорологи узнают значение атмосферного давления?

У. Измеряют барометром.

П. Предлагаю подумать об устройстве такого прибора. Запишите «Измерение атмосферного давления».

Этап «создания» нового знания

П. Подумайте, как можно создать условия» когда атмосферное давление равно давлению столба жидкости. Запишите «Принцип действия» и предложите схему устройства для уравновешивания атмосферного давления давлением столба жидкости. У вас — 3 мин.

У. (Изображают схемы жидкостного барометра — см. «Вид доски».) Нужно, чтобы на какое-то тело с одной стороны действовала атмосфера, а с другой — жидкость. Если это тело может передвигаться, то оно будет перемещаться до тех пор, пока давления жидкости и атмосферы не станут равными. Например, в изогнутую трубку налить жидкость и на нее поместить подвижную пробку. При изменении атмосферного давления ρ_а пробка будет сдвигаться то влево, то вправо. Измерив высоту столба жидкости линейкой, можно рассчитать его давление и проградуировать шкалу в значениях давления. Показания такой шкалы будут равны атмосферному давлению,

П. Какую жидкость лучше взять, какой дайны должна быть трубка? У вас — 1 мин.

У. При заданном атмосферном давлении высота столба жидкости будет тем больше, чем меньше плотность жидкости. Надо действовать методом проб. Сначала подобрать жидкость с большой плотностью и взять самую длинную из имеющихся трубку. Посмотреть, как установится жидкость. Потом изменять длину трубки или плотность Жидкости.

П. Откройте учебник на с. 104, прочитайте § 41 (со слов «Как измерить» до «ртутный барометр» на с. 105). Выясните, кто и когда изобрел первый измеритель атмосферного давления, как выглядит этот прибор, его название. Какова единица атмосферного давления, измеряемого этим прибором. (Записывает на крыле доски «название, изобретатель, время, конструкцию, единицу ρ_а».) Выделите в тексте соответствующие фразы и обозначьте их цифрами. На работу — 10 мин. (Организует ответы учащихся и записи.) Пары ртути вредны, поэтому современные барометры имеют другую конструкцию. (Показывает школьный барометр.) В этом приборе нет жидкости. Подумайте, как использовать явление деформации тела под действием атмосферы для измерения атмосферного давления. Изобразите схему в тетради. У вас — 2 мин.

У. (Изображают схему.) Можно использовать тело, которое деформируется под действием атмосферы. Например, такое, как в наших опытах. К пленке, которая прогибается, прикрепить стрелку, а шкалу проградуировать по показаниям ртутного барометра.

П. Откройте с. 108 учебника. На рис. 121 показан внешний вид и конструкция безжидкостного барометра. Прочтите описание его конструкции и принципа действия (первые два абзаца § 42). У вас — 5 мин. (Организует ответы учащихся по рис. 121.)

Итак, мы изучили два прибора для измерения атмосферного давления.

Этап актуализации знании

П. От чего зависит атмосферное давление? Почему?

У. Атмосферное давление ρ_а зависит от высоты над уровнем моря, так как на каждый слой поверхности (вследствие притяжения к Земле) оказывает давление столб атмосферы, расположенный над этой поверхностью. При подъеме высота столба атмосферы и ее плотность уменьшаются.

Этап изучения нового материала

П. Мы не провели опыты, показывающие зависимость атмосферного давления от высоты над поверхностью Земли. Какие у вас предложения?

У. Можно измерить атмосферное давление ρ_а барометром, например, на первом и последнем этажах.

П. (Организует измерение атмосферного давления ρ_а на разных высотах; полученные результаты записывают в конспект.)¹ Откройте с. 109 учебника, прочтите конец § 42 (со слов «С увеличением высоты ...»). Выясните, что известно о зависимости атмосферного давления от высота над поверхностью Земли и как эти знания используют. (Записывает на крыле доски «Вид зависимости р_a(h), ее использование».) У вас — 2 мин. (Организует ответы учащихся и записи.) Вы уже прочли, что Э. Торричелли первым наблюдал колебания атмосферного давления с изменением погоды. Многолетние наблюдения показали, что изменения атмосферного давления происходят в определенных пределах, можно определить средние значения, характерные для данной местности. Так, для местностей, лежащих на уровне моря, среднее значение атмосферного давления составляет 760 мм рт.ст. Это значение атмосферного давления при температуре 0 °C называют нормальным. В Москве среднее значение атмосферного давления составляет 745 мм рт.ст. В зависимости от того, повышается или понижается атмосферное давление по сравнению с нормальным, предсказывают погоду, так как изменение погоды обусловлено приходом циклонов или антициклонов, а они различаются значением атмосферного давления в центре. Запишите значение нормального атмосферного давления. Выразите это значение в паскалях. (Организует проверку рассчитанного значения.)

Этап применения нового знания

П. (Организует выполнение задания 62 и контроль.)

ДИДАКТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

Демонстрации: 1) измерение силы тяжести и веса тела динамометром; 2) столб воды, уравновешенный в трубке (рис. 10); 3) барометр-анероид.

---

¹ Это можно сделать во время урока или во внеурочное время.