Методическая разработка по физике на тему Атмосферное давление

Дата: _______________ Урок: ________________ Класс: _______________
Атмосферное давление.
Цели урока:
1. Обобщение и расширение знаний, полученных на уроках географии о строении атмосферы; формирование представлений об атмосферном давлении, роли атмосферного давления в жизни человека и животных.
2. Развитие аналитического мышления и творческой самостоятельности учащихся.
3. Формирование навыка самостоятельной работы, видеть практическую пользу знаний; привитие интереса к физике.
ХОД УРОКА:
I.Рассказ учителя об атмосферном давлении (с элементами беседы).
 1.Атмосфера Земли.
Мы живем на дне сказочно красивого океана. Он велик и безбрежен. Эти слова принадлежат известному ученому итальянцу Эванжелисто Торричелли.
Вопрос учащимся: «О каком океане идет речь?»
Запишем тему урока
Атмосфера оживляет Землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные, человек - все живет в атмосфере и благодаря ей. Земля плавает в воздушном океане; его волны омывают как вершины гор, так и их подножья, а мы на дне этого океана, со всех сторон им охваченные. "Ни кто иной, как она покрывает зеленью наши поля и луга, питает и нежный цветок, которым мы любуемся, и грандиозное многовековое дерево, запасающее работу солнечного луча для того, чтобы отдать нам ее впоследствии". Так поэтично писал об атмосфере французский астроном 19 века Камил Фламмарион.
Древние греки думали, что окружающий нас воздух – это испарившаяся вода и назвали оболочку, окружающую планету – АТМОСФЕРОЙ. ( от греческих слов «атмос» –пар и «сфера» – шар)
2.Состав атмосферы.
Вопрос учащимся: «Что вы знаете об атмосфере? Каков ее состав?»
 Атмосфера Земли состоит из смеси газов: 78,09% азота, 20,095% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа. Количество остальных газов в воздухе ничтожно мало. К этим газам относятся водород, неон, гелий, криптон, радон, и другие. А также переменные составные части атмосферы, такие как оксиды азота, серы, угарный газ, аммиак, сера, сероводород, вода и пыль.
3.Строение атмосферы.
На уроках географии вы уже знакомились с атмосферой.
Вопрос учащимся: «Одинакова ли атмосфера на разных высотах? Или она меняется с высотой?»
Доклады учащихся о слоях атмосферы:
1) Ближайший к поверхности слой воздуха − тропосфера − наиболее хорошо изучен. Высота его над полярными областями 12 км, над умеренными широтами 15 км и экваториальными 20 км. В этом слое сосредоточено 80 % всей массы воздуха и основная масса влаги; слой хорошо пропускает солнечные лучи, поэтому воздух в нем нагрет от поверхности Земли. Температура воздуха с высотой непрерывно понижается. Это понижение примерно составляет 6 градусов на каждый километр. В верхних слоях тропосферы температура воздуха достигает −55 оС. Цвет неба в этом слое голубой.В тропосфере протекают почти все явления, определяющие погоду; именно  здесь образуются грозы ветры, облака, туманы, именно здесь идут процессы, приводящие к выпадению осадков в виде снега и дождя.
2) Следующий слой − стратосфера − простирается примерно до высоты 50 км. В нем мало воздуха примерно 19 % от всей массы воздуха, почти нет влаги. В стратосфере часто возникают сильнейшие ветры, изредка здесь возникают перламутровые облака, состоящие из кристалликов льда. Привычные для нас явления погоды здесь не наблюдается. Цвет неба в стратосфере − темно-фиолетовый, почти черный. 3) На высоте от 50 до 80 км расположена мезосфера. Воздух здесь еще более разрежен (тут сосредоточено примерно 0,003 всей его массы). Этот слой хорошо поглощает ультрафиолетовые лучи. В мезосфере сгорают влетающие в земную атмосферу метеориты, здесь же образуются серебристые облака. 4) Над мезосферой, примерно до высоты 800 км, находится - термосфера (от гр. «термос» - теплый). Она характеризуется еще меньшей плотностью воздуха (здесь сосредоточено всего 0,05% его массы), способностью хорошо проводить электричество и отражать радиоволны. Здесь невиданная жара: 1000- 20000С. В термосфере образуются полярные сияния.. Она  характеризуется еще меньшей плотностью воздуха (здесь сосредоточено всего 0,0005 его массы), способностью хорошо проводить электричество и отражать радиоволны. В термосфере образуются полярные сияния. 5) Последний слой атмосферы − экзосфера − отличается постоянством температуры. Высота слоя 500-600км. Его называют слоем рассеяния.
Важное значение имеет слой озона, расположенный в стратосфере.
Озон образуется на высоте 20-30 км над Землей, защищая все живое от пагубных ультрафиолетовых лучей Солнца. Молекулы озона образуют тонкий слой толщиной всего 3-6 мм. Поэтому тонкий слой обязательно должен быть сплошным и непрерывным. Количество и равномерность распределения озона изучается учеными, которые могут разглядеть прозрачные дыры в озоновом слое и понять причины их возникновения. Очень разрушают озоновый слой пары фреона, содержащийся в холодильниках и аэрозолях.
Первый летчик космонавт Юрий Гагарин, облетевший вокруг Земли на  космическом корабле «Восток», рассказывал, что с высоты полета корабля атмосфера нашей планеты окутывает поверхность Земли бледно-голубым ореолом, который постепенно темнеет, становясь бирюзовым, синим, фиолетовым и затем переходит в черный цвет. Это различие в цвете обусловлено тем, что воздушная оболочка в слоях различается по плотности, составу и температуре.
4.Почему существует атмосфера?
Вопрос учащимся: «Почему у Земли есть атмосфера? А Луна, по мнению ученых, имела атмосферу, но потеряла ее?» Ответ: На воздух действует сила тяжести.
Вопрос учащимся: «Почему тогда молекулы газов, входящих в состав атмосферы, не падают на Землю?» Ответ: Молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении. Чтобы выйти за пределы притяжения Земли, необходимо развить очень большую скорость – 11,2 км/с. Скорость большинства молекул в воздухе значительно меньше.
Итак, два фактора – беспорядочное движение и действие силы тяжести, приводят к тому, что молекулы располагаются вокруг Земли, образуя атмосферу.
3.Атмосферное давление.
  Давление, оказываемое атмосферой Земли на все находящиеся в ней предметы, называется атмосферным давлением Вопрос учащимся: « Имеет ли атмосфера массу?»  
О том, что все газы имеют массу, мы часто склонны забывать. Плотность воздуха при t =0 оС. составляет 1,29 кг/м3.Что это значит? Факт, что воздух действительно имеет массу до XVII в. был неизвестен даже ученым того времени. Что воздух имеет массу было доказано Галилеем.
УЧИТЕЛЬ: Давайте попробуем рассчитать массу воздуха, находящегося в классе.
                    Что нам для этого нужно знать? (Размеры класса и плотность воздуха).
(РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ)
  Вопрос учащимся: «Как создается атмосферное давление?»
Над нами – огромная толща воздуха. Десятки, сотни километров. А воздух, как мы выяснили, всё же имеет вес. И он давит на всё, что находится внизу. На каждый квадратный сантиметр поверхности воздух оказывает такое же давление, как тело массой один килограмм. И, хотя мы не ощущаем давление атмосферы на себе, давление это не такое уж маленькое. Сегодня на уроке вы в этом убедитесь. Проведем опыты, доказывающие существование атмосферного давления.
 II. Демонстрация опытов, иллюстрирующих действие атмосферного давления.
Опыт № 2
На дно блюдца кладётся монета, наливается немного воды. Вопрос: Как вытащить монету из воды, не намочив пальцы?
В стакан наливается горячая вода (или опускается горящая бумага). Затем, вылив воду, переворачиваем стакан на блюдце (не закрывая монету). Вода из блюдца постепенно, под атмосферным давлением, поднимается в стакан. (Кто хочет попробовать повторить этот опыт?)
Опыт №3
Можно ли носить воду в решете? Вода наливается в пластиковую бутылку с проколами на дне и вода вытекает из них. Затем бутылка закрывается крышкой и вода перестает течь.
Опыт №4
Налить воду в стакан, закрыть листом бумаги, перевернуть. Почему вода не выливается? (Кто хочет попробовать повторить этот опыт?)
III. Действия атмосферного давления.
Вы наблюдали интересные явления, которые вызваны действием атмосферного давления. А как живые организмы приспосабливаются к атмосферному давлению? 
В результате атмосферного давления на каждый квадратный сантиметр нашего тела и любого предмета действует сила равная 10Н, но тело не разрушается под действием такого давления. Вопрос учащимся: Почему?
Ответ: Это объясняется тем, что оно внутри наполнено воздухом, давление которого равен давлению наружного воздуха.
Вопрос учащимся: Задумывались ли вы над тем, как мы дышим?
Ответ: Механизм дыхания заключается в следующем: мышечным усилием мы увеличиваем объем грудной клетки, при этом давление воздуха внутри легких уменьшается и атмосферное давление, вталкивает туда порцию воздуха.
При выдыхании происходят обратное явление. Наш дыхательный аппарат действует то как разрежающий насос, то как нагнетательный.
Вопрос учащимся: Как мы пьем?
Ответ: Приставив стакан к губам, начинаем тянуть жидкость в себя. Втягивание жидкости вызывает расширение грудной клетки, воздух в легких и полости рта разряжается и атмосферное давление «загоняет» туда очередную порцию жидкости. Так организм приспосабливается к атмосферному давлению и использует его.
  Вопрос учащимся: Что происходит с организмом человека при подъеме в горы?
Ответ: Тело человека приспособлено к атмосферному давлению и плохо переносит его понижение. При подъеме на высокие горы, (примерно с 4000 м, а иногда и ниже) многие люди чувствуют себя плохо, появляются приступы «горной болезни»: становится трудно дышать, как-бы не хватает воздуха, из ушей и носа нередко идет кровь, можно даже потерять сознание.
И все же люди приспосабливаются и к таким непростым условиям, например, в мире несколько стран (Боливия, Мексика, Перу, Эфиопия, Афганистан), в которых большинство населения проживают на высоте свыше 1000 м над уровнем моря. В Тибете граница обитания человека превышает 5000 м над уровнем моря. Потоси, город, который ещё во времена Инков являлся крупнейшим месторождением серебра в Южной Америке, построен он на высоте 4090 метров и имеет население около 160 тысяч человек. Это самый высокий город на земном шаре.
IV. Закрепление:
Для закрепления нового материала вы сейчас отгадаете кроссворд и выясните каким прибором измеряется атмосферное давление. О том как работает этот прибор мы узнаем на следующих уроках.
Кроссворд
1. Атмосфера – воздушная … Земли.
2. Единица измерения давления.
3. Нижний слой атмосферы.
4. Основной газ, входящий в состав воздуха.
5. С увеличением высоты над Землей плотность воздуха… .6.Существование атмосферного давление обусловлено тем, что воздух имеет …
7. Молекулы воздуха «привязаны» к Земле силой … .8. Инструмент для взятия проб различных жидкостей.

V. Заключение:
Вы хорошо поработали на уроке. Цель достигнута. Мы вспомнили, что такое атмосфера, выяснили что такое атмосферное давление, роль атмосферы в жизни Земли; на опыте доказали, что атмосфера оказывает давление. Знаем, что природу надо любить и охранять. И в заключении я хочу прочитать стихотворение Галины Маршановой:
Береги свою планету!
Есть одна планета-сад
В этом космосе холодном.
Только здесь леса шумят,
Птиц скликая перелетных.
И стрекозы только тут
В речку смотрят удивленно.
Здесь в траве живет беспечно
Стрекотун-певун кузнечик,
Юный ветер, хулиган,
Щекочет старый океан,
Грациозные дельфины
Вальс танцуют и поют,
В общем, счастливо живут.
Здесь лишь утро золотое,
Воздух нежно-голубой,
Дышится легко и вволю.
Забываем мы порой:
Воздух дан в аренду нам,
Он один на всех землян.
Чтобы жизнь торжествовала,
Охранять нам воздух надо.
Береги свою планету,
Ведь другой на свете нету!
(Галина Маршанова)
V. Домашнее задание: параграф ___________
I вариант: Подготовить сообщение по теме: «ЧТО ПРОИЗОШЛО БЫ НА ЗЕМЛЕ, если бы воздушная атмосфера вдруг исчезла?»II вариант: Подготовить сообщение по теме: «ЧТО ПРОИЗОЙДЕТ С ЧЕЛОВЕКОМ, если его поместить без скафандра в открытый космос?»
Итог урок