Изучение темы Давление твердых тел в 7-м классе с использованием дискретного подхода получения знаний: выделение доминирующих элементов знания

Изучение темы "Давление твердых тел" в 7-м классе с использованием дискретного подхода получения знаний: выделение доминирующих элементов знания
Урок 1 – урок изучения нового материала.
Цели урока:
Ввести понятие новой физической величины – давления, познакомиться с единицами давления.
Выяснить зависимость давления от силы давления и площади опоры и, как следствие, способов увеличения и уменьшения давления.
Ход урока
1 этап – постановка задачи урока
2 этап – изучение нового материала: самостоятельная работа учащихся с учебником (п. 33, 34) по выделению доминирующих (новых) элементов знаний (ДЭЗ)
Учащиеся составляют вопросы по ДЭЗ.
3 этап - проверка усвоения нового материала: коллективное обсуждение вопросов ДЭЗ и ответов к ним. Вопросы учащиеся записывают в тетради. Ответы проговариваем устно, чтобы дома записать их в тетрадь.
При этом демонстрируется опыт, описанный в учебнике (дощечка с гвоздями и гирей).
4 этап - подведение итогов урока. Запись домашнего задания. Домашнее задание: ответить на поставленные вопросы в тетради.
Изученный материал по выделению ДЭЗ по данной теме может быть представлен учащимся в следующем виде
Задание или вопрос
Страница
Ответ

1. Примеры, подтверждающие, что действие силы зависит от площади поверхности на которую действуют силы
77
Человек на лыжах и без них, острая и тупая кнопки

2. От чего зависит результат действия силы на опору?
77
Результат действия силы на опору зависит не только от модуля, направления и точки приложения, но и от площади той поверхности, перпендикулярно которой она действует.

3. Как должны быть направлены силы, действующие на поверхность?
78
Силы, действующие на поверхность, должны быть направлены перпендикулярно поверхности.

4. Что такое “давление”?
78
Давление – это величина, равная отношению силы,
действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности.

5. Что надо знать, чтобы определить давление?
78
Надо знать силу и площадь

6. Как определить давление?
78
Давление = сила/ площадь

7. Как обозначается давление?
78
Р

8. Формула для вычисления давления
79
Р= F/S

9.Физический смысл давления
78
Давление численно равно силе, действующей на единицу площади.

10. Что принимается за единицу давления?
79
За единицу давления принимается такое давление, которое производит сила в 1 Н, действующая на поверхность площади в 1 м2 , перпендикулярно этой поверхности.

11. Единица давления в СИ
79
[P] = 1 H/м2

12. Наименование единицы давления в СИ
79
[ Р ] = 1 Па

13. Какие еще единицы давления используются и связь их с основной единицей.
79
1кПа = 1000 Па
1 г Па = 100 Па
1 Па = 0,001 кПа
1 Па = 0,01 гПа

14. Формулы для вычисления силы давления и площади опоры
 
 
F = p*S
S= F/P

15. Способы увеличения и уменьшения давления
80
81
P увеличивается при увеличении F или уменьшения S
P уменьшается при уменьшении F или увеличении S

Урок 2. Решение задач по теме “Давление”
Цель урока: Проверить усвоение материала. Выработка умений и навыков решения задач.
1 этап - Постановка задач урока.
2 этап – работа с вопросами ДЭЗ. Это может быть работа учащихся в группах или фронтальный опрос.
3 этап – решение задач.
4 этап - подведение итогов урока. Анализ и оценка успешности достижения цели, перспективы последующей работы.
Примеры задач для закрепления.
Качественные задачи.
№1. Дано 2 кирпича. Как следует их расположить, чтобы давление, оказываемое ими на пол, было максимальным? минимальным?
№2. Можно ли по следу на контрольной пограничной полосе определить, прошел ли человек без груза или он нес какой-то тяжелый груз?
№3. Сумки, предназначенные для переноски значительных тяжестей, снабжают широким ремнем и даже широкой прокладкой на плечо. Для чего это делают?
№4. Почему трудно или даже невозможно идти в обуви, если в нее попал небольшой камешек?
№5. Для чего животным нужны когти, зубы, бивни, рога? Почему они имеют острые концы?
№6. Какой физический смысл заложен в русской пословице “шила в мешке не утаишь”?
№7. Что означает высказывание “Давление на стол равно 25 Па”? Означает ли это, что в каждой точке стола давление 25 Па?
№8. На столе лежит тело, оказывающее на стол давление 200 Па. Площадь поверхности стола 1м2, а площадь опоры тела 10 см2. Во всех ли точках стола давление равно 200 Па?
№9. Сила давления, которую оказывает мальчик на пол, равна 500 Н. Какую массу он имеет?
№10. Мальчик имеет массу 40 кг. Чему равна сила давления, которую он оказывает на пол?
№11. Каким образом человек, стоящий на полу, может быстро удвоить свое давление на пол?
№12. Два тела имеют одинаковую массу. Площадь опоры одного из них в 3 раза больше, чем у другого. Как отличаются величины давлений этих тел на стол?
№13. Два тела имеют массы, отличающиеся друг от друга в 5 раз. Могут ли эти тела оказывать одинаковые давления на стол? В каком случае?
№14. Масса одного тела в 5 раз больше, чем масса другого. Площадь опоры этого тела в 2 раза меньше. Какое тело оказывает большее давление и во сколько раз?
Далее учащимся предлагаются разноуровневые письменные задания. Учащиеся самостоятельно выбирают группу заданий в зависимости от собственной подготовки и способностей. Работа с этими заданиями продолжается и дома.
Задания уровня “А”
А.1. Рассчитайте давление, которое производит вагон весом 200 кН на рельсы, если площадь соприкосновения всех колес вагона с рельсами равна 0,002 м2. Ответ: 100 МПа.
А.2. Лыжник оказывает на снег давление равное 1875 Па. Определите силу давления лыжника на снег, если длина каждой лыжи 2 м, а ширина 12 см. Ответ: 900 Н.
А.3. Определите давление, оказываемое на почву катком весом 45 кН, если его площадь опоры равна 1500 кПа. Ответ: 300 кПа.
А.4. Автомобиль, имея площадь соприкосновения каждой шины с дорогой 116 см2, оказывает давление на дорогу 500 кПа. Определите силу давления автомобиля на дорогу. Ответ: 23,2 кН.
А.5. Какое давление производит на пол мальчик массой 35 кг, если общая площадь подошв его ботинок, соприкасающихся с полом, равна 200 см2? Ответ: 17,15 кПа.
Задания уровня “В”
В.1. Александровская колонна в Петербурге имеет массу 600 т и площадь опоры 10 м2. Определите давление колонны на опору. Ответ: 588 кПа.
В.2. Опорная площадь гусениц трактора 1,2 м2. Какова масса трактора, если его давление на почву равно 35 кПа? Ответ: 4286 кг.
В.3. Чему равно давление четырехосного прицепа с грузом на дорогу, если площадь соприкосновения каждого колеса с дорогой равна 130 см2? Масса прицепа с грузом составляет 2т. Ответ: 188 460 Па.
В.4. Предел прочности при сжатии для некоторых разновидностей гранита (давление, при котором разрушается гранит) достигает 250 МПа. Можно ли плоскую плиту из такого гранита использовать в качестве основания для сооружения, масса которого 78,3 т, а площадь основания – 1,8 м2? Ответ: можно.
В.5. Ширина лезвия коньков равна 5 мм, а длина той части лезвия, которая опирается на лед, составляет 27 см. Вычислите давление, производимое коньками на лед, если масса стоящего на коньках мальчика вместе с коньками и костюмом равна 43,5 кг. Ответ: 158 кПа.
В.6. Определите массу катка, работающего на укатке шоссе. Площадь опоры катка 0,15 м2, а давление, оказываемое им, равно 350 кПа. Ответ: 5,36 т.
В.7. Какую наибольшую массу может иметь двухосный груженый вагон, если допустимое давление на железнодорожные рельсы равно 10000 Н/см2, а площадь соприкосновения одного колеса с рельсом равна 5 см2? Ответ: 20,4 т.
В.8. По льду на реке движется танкетка массой 1 т. Ширина ее гусениц равна 140 мм, длина – 90 см. Провалится ли танкетка под лед, если он выдерживает давление не более 5 Н/см2? Ответ: провалится.
В.9. Ураганный ветер силой 10 баллов создает давление на преграду 1 кПа. Какова средняя сила давления ветра на стену дома высотой 15 м и длиной 20 м, если ветер дует перпендикулярно поверхности дома? Ответ: 150 кН.
В.10. Длина стола 1,2 м, ширина 75 см. Стол имеет 4 ножки с площадью основания 9 см2 каждая. Масса стола 18 кг. Какое давление на пол производит стол? Чем у будет равно давление, если перевернуть стол ножками вверх? Ответ: 49 кПа; 196 Па.
Задания уровня “С”
С.1. Какой максимальный груз может взять с собой охотник массой 80 кг, если допустимое значение давления на снег (чтобы охотник не провалится) составляет 4 кПа? Охотник использует снегоступы (широкие и короткие плетеные пластинки), имеющие следующие размеры: длина 60 см, ширина 22 см. Ответ: 28 кг.
С.2. Мраморная колонна объемом 8 м3, имеет площадь основания 1,6 м2. Какое давление она оказывает на грунт? Ответ: 6468 Па.
С.4. Высота медного цилиндра равна 5 см. Чему равна высота алюминиевого цилиндра, оказывающего на стол такое же давление, если его диаметр равен диаметру медного цилиндра? Ответ: 16,5 см.
С.5. Масса первого тела в 2 раза больше, чем масса второго. Площадь опоры этого тела в 5 раз меньше. Какое тело оказывает большее давление на опору и во сколько раз? Ответ: первое в 10 раз больше.
С.6. Определите давление, производимое чугунной болванкой на пол. Высота болванки 50 см. Ответ: 34,3 кПа.
С.7. Определите давление бетонной сваи высотой 4 м на грунт. Ответ: 86240 Па.
С.8. Рассчитайте высоту гранитной колонны, оказывающей на грунт давление, равное 218400 Па. Ответ: 8,6 м.
С.9. На столе лежит железный куб, объем которого равен 1 дм3. Определите давление, производимое кубом на стол.Ответ:7644 Па.
С.10. Какое давление оказывает на дорогу автомобиль массой 800 кг, если в нем находятся 4 человека общей массой 320 кг? Сцепление с дорогой каждого колеса шириной 25 см составляет 12 см. Ответ: 91,5 кПа.

Заголовок 115