Проблемные вопросы, задачи, эксперименты в 7 классе к главе 3: Давление твердых тел, жидкостей и газов

Проблемные вопросы, задачи и проблемный эксперимент в 7 классе к главе 3: «Давление твердых тел, жидкостей и газов»
Урок по теме: «Давление»
Проблемный вопрос:
1.Мне ответ серьезный дайте,
Кто сейчас сказать готов,
Почему следы в асфальте
Лишь от женских каблуков?
Отвечайте же скорее:
Что, девчата тяжелее?
2. Когда давление человека на дорогу больше и во сколько раз: когда он стоит на одном месте или когда идет?
Проблемная задача: Как изменится давление, если вес человека увеличится в 2 раза, а площадь опоры уменьшится в 2 раза?
Проблемный эксперимент: Возьмем небольшую иглу и вставим её в корковую пробку так, чтобы острый конец иглы был на уровне нижнего края пробки. Если второй конец будет выступать над пробкой, то его следует обломить плоскогубцами. Поставим пробку на латунную пластинку толщиной 2мм (пятикопеечную монету), а последнюю положим на деревянный брусок, расположенный на устойчивой опоре. Ударим резко молотком по пробке. При этом пластинка (монета) пробивается иглой. Объясните это явление.
Урок по теме: «Способы увеличения и уменьшения давления»
Проблемный эксперимент: 1. Зависимость P (F) : разрезание 2-х кусков пластилина проволоками одинаковой толщины, закрепленными в лапках штатива. Подвесим на один кусок 2 груза по 100 г., а на другой кусок – один груз массой 100г. Объяснить результаты эксперимента.
2. Зависимость P(S): Разрезание 2-х кусков пластилина проволоками, разной толщины. Объяснить результаты эксперимента.
Урок по теме: «Давление газа. Решение задач»
Проблемные задачи: 1. Вес прославленного танка Т-34 составляет 314 000Н, длина той части гусеницы, которая соприкасается с полотном дороги 3,5 м, её ширина 50см. Вычислите давление танка на грунт, сравните его с тем, которое производите вы при ходьбе. (Ответ: 8970 Па, давление семиклассника при ходьбе равно приблизительно 36 000 Па, что примерно в 4 раза больше производимого танком Т-34).
2. Согласно воинским правилам солдат в полном снаряжении должен производить давление на почву не более 60 000 Па. Какую наибольшую массу вместе со снаряжением он может иметь, если площадь опоры сапога 200 см2 ? (Ответ:120кг).
Проблемный эксперимент: 1. Склянку с плотно вставленной в горлышко резиновой пробкой поставим под колокол воздушного насоса. Почему при откачивании воздуха из- под колокола пробка вылетает из склянки? 2.Возьмем небольшую колбу или пузырек, затянем горлышко резиновой пленкой от медицинских перчаток и поставим под колокол воздушного насоса. Откачаем воздух. Почему наблюдается раздувание резиновой пленки? Продолжаем откачивать воздух еще 3-4 мин. Затем впускаем воздух под колокол. Почему резиновая пленка прогибается внутрь?
Урок по теме: «Закон Паскаля»
Проблемный вопрос: Если выстрелить из ружья в круто сваренное яйцо, то пуля пробьет в яйце только сквозное отверстие, а остальная часть останется целой. Но если выстрелить в сырое яйцо, то яйцо разбивается вдребезги. Такое же явление наблюдается при простреливании стеклянной банки: если банка пустая, то пуля только пробивает отверстие только в стенках, когда же банка наполнена водой – она разбивается на мелкие куски. Необходимо дать пояснение происходящему.
(Ответ: В сыром яйце и стеклянной банке с водой давление, создаваемое пулей, передается во все стороны; твердое же тело передает давление только в направлении действующей силы).Урок по теме: «Давление в жидкости и в газе. Расчет давления на дно и стенки сосуда»
Проблемный вопрос: Будет ли работать в состоянии невесомости гидравлический пресс? (Ответ: Давление, обусловленное весом жидкости, не имеет значения для гидравлической машины. Машина работает в результате передачи жидкостью внешнего давления, оказываемого на поршень).Проблемный эксперимент: Наденьте на руку новый полиэтиленовый мешочек и опустите её в ведро с водой, придерживая мешочек другой рукой. Выясните: 1. Оказывает ли вода давление на погруженную в нее часть руки? 2. Меняется ли с глубиной погружения давление на руку? 3. Открытый полиэтиленовый пакет, в который предварительно налита подкрашенная вода, погружают в аквариум с водой, чтобы уровни обеих жидкостей совпали. (Пакет удерживается лапкой штатива). Если нажать на стенку пакета в каком либо месте, то вмятина сохранится. Почему? ( Объясняется это равенством давлений во всех точках внутри жидкости) .Урок по теме: «Сообщающиеся сосуды»
Проблемный вопрос: Уровень воды в Черном море немного выше, чем в Мраморном. Вода же в Мраморном море более соленая, чем в Черном. Какие последствия этого должны наблюдаться в проливе Босфор, соединяющем оба моря?
(Ответ: В Босфоре должны быть 2 противоположных течения: поверхностное из Черного моря в Мраморное, возникающее вследствие разности уровней воды, и глубинное у дна пролива из Мраморного моря в Черное, обусловленное гидростатическим давлением в Мраморном море из-за большой плотности воды в нем. Впервые этот факт был подтвержден русским флотоводцем и ученым, адмиралом С.О.Макаровым. Во время первой мировой войны командование русским Черноморским флотом использовало открытие С.О.Макарова при разработке планов минирования Босфора).Урок по теме: «Вес воздуха. Атмосферное давление»
Проблемный вопрос: Жарко, водитель остановил машину, решил утолить жажду и передохнуть. Он открыл бутылку с водой и стал выливать содержимое в стакан. Вода из опрокинутой бутылки вырывалась рывками, с бульканьем. Почему? (Ответ: Когда вода вытекает из бутылки, имеющийся в ней воздух расширяется, давление его падает и становится меньше атмосферного. Вследствие этого, наружный воздух под действием атмосферного давления «прорывается» сквозь жидкость в бутылку – слышится «бульканье».
Проблемные занимательные задачи: 1. На тело человека, площадь поверхности которого при массе 60 кг и росте 160 см примерно равна 1,6 м2, действует сила 160 000 Н, обусловленная атмосферным давлением. Каким же образом выдерживает организм такие огромные нагрузки? (Ответ: Давление жидкостей, заполняющих сосуды тела, уравновешивает внешнее давление).2. «Природа пустоты боится»,-
Какой ученый некогда сказал?
А кто решился в этом усомниться и пустоту на опыте создал?
Кто современникам на удивление измерил атмосферное давление?
Сумел кто вскоре догадаться,
Что, если на гору подняться давленье будет уменьшаться?
Кто сделал первый в самом деле известный опыт Торричели?
Чей опыт изумил людей, потребовав шестнадцать лошадей?
Когда и где он сделан был, и в чем людей он убедил?
Проблемный эксперимент: Подобрать 2 одинаковых небольших стаканчика. Краями они должны хорошо подходить один к другому. В нижний стаканчик поставить огарок свечи, зажечь её и накрыть другим стаканчиком. Между стаканчиками для герметичности их соединения положить кольцо из нескольких слоев газетной бумаги, слегка смоченной водой или вырезанное резиновое кольцо, диаметр которого соответствует диаметру стакана. Через некоторое время свеча в стаканчиках потухнет от недостатка кислорода. Газ в них остынет и давление внутри стаканчиков понизится. Давление наружного воздуха прижмет один стакан к другому так, что их можно поднять кверху, держа только за верхний стаканчик, и разнять стаканчики будет не совсем легко.
Урок по теме: «Действие жидкости и газа на погруженное в них тело»
Проблемный эксперимент: В стеклянный сосуд (аквариум) опускаем деревянный брусок с привязанным на нити грузом таким образом, чтобы брусок находился внутри жидкости, не касаясь дна. По рисунку на доске рассматриваем силы, с которыми действует жидкость на погруженное в нее тело и обращаемся к классу с вопросами: 1.Чему равна сила, действующая со стороны жидкости на верхнюю грань тела? 2.Куда направлена сила, действующая со стороны жидкости на нижнюю грань тела? 3. Какая из этих 2-х сил больше и почему? 4. Жидкость производит на тело давление не только снизу и сверху, но и с боков. Почему же тело не перемещается вправо или влево? (Силы давления на боковые поверхности взаимно уравновешиваются и поэтому не могут переместить тело). После этого ножницами перерезаем нить, к которой был привязан груз и наблюдаем, как вода выталкивает брусок. Делаем вывод.
Урок по теме: «Архимедова сила»
Проблемный вопрос: 1. Почему рыбы имеют более слабый скелет, чем животные, обитающие на суше? (Плотность живых организмов, насе6ляющих водную среду, очень мало отличаются от плотности воды, поэтому их вес почти полностью уравновешивается архимедовой силой. Благодаря этому, водные животные не нуждаются в столь массивных скелетах, как наземные). 2. Почему утка мало погружается в воду при плавании?
3. В Вологодской области есть на первый взгляд странное озеро. С незапамятных времен люди считали, что на дне его живет колдун, который никому не позволяет входить в его владения. Пытался крестьянин купать свою лошадь в озере, а она не успела войти в него, как теряла равновесие и падала. Предметы, брошенные в воду не тонули, а придерживались непонятной для людей силой. Как объяснить это явление?
Проблемная задача: Какую силу и как надо приложить, чтобы удержать в воде кусок гранита объемом 40 дм3 и сухое березовое полено таких же размеров?
Домашний проблемный эксперимент: Взять стеклянный сосуд с водой и опустить в него пиалу (например, форфоровую) так, чтобы она плавала. Отметить уровень воды в сосуде. Утопить пиалу. Вновь отметить уровень воды в сосуде. Уровни воды – разные. Почему?
Урок по теме: «Плавание тел»
Проблемный вопрос: 1.
Шарик есть у нас стальной, без пустот, совсем сплошной.
Если в жидкость кто уронит,
Шар утонет? Не утонет?
2. Необходимо переправить тяжелую чугунную трубу с одного берега реки – на другой. Если трубу поместить в лодку, то лодка погрузится в воду до краев и нельзя будет сесть гребцу. Предложите способы переправки трубы лодкой и без нее.
( Возможные способы: 1.Концы трубы плотно закрыть или забить деревянными пробками. Если труба не будет тонуть, то сесть на нее верхом, вооружившись веслом, переправиться на другой берег. 2. Если закрытая с обеих сторон труба будет тонуть, то привязать ее к бревнам, чтобы получился плот, который не трудно переправить. 3. Закрытую «тонущую» трубу укрепить над лодкой, гребцу сесть в лодку и переплыть на ней реку).