Формування основних понять

Формування поняття тиску починають з розгляду прикладів життя (ходіння по снігу, мокрому піску, приколювання кнопки і ін.). Підводять учнів до висновку, що результат дії одного тіла на інше (деформація) залежить від значення сили і площі поверхні, перпендикулярно до якої діє ця сила.

Цей висновок доповнюють демонстрацією: на вологий пісок ставлять столик і навантажують його гирею. Ніжки столика помітно грузнуть у піску. Після цього перевертають столик кришкою вниз і знову ставлять на нього ту ж гирю – столик зовсім незначно втискується у пісок.

Для обґрунтування необхідності введення нової фізичної величини ставлять такі запитання:

- Учень стоїть на лижах, а потім без лиж на снігу. В якому випадку деформація більша?

- Два учні по черзі стали на лижі (11-го та 1-го класу). В якому випадку деформація снігу буде більша?

- На лижі стали ці два учні. У учня 11-го класу довжина лиж 210 см, а у учня третього класу – довжиною 70 см. Під ким деформація буде більша?

Отже виникає необхідність зрівняти умови порівняння, тобто, розглянути силу, що діє на одиницю площі. Цю нову величину називають тиском і позначають буквою р і записують спосіб її вимірювання у вигляді математичного виразу: , де F – модуль сили, S – площа, на яку вона діє. Вказують одиницю тиску , яка називається «паскаль».

Знайомлять учнів із різними тисками, які зустрічаються в техніці, природі і побуті (гусеничний трактор на дорогу – 4-6 , колесо вагона на колії – 3000 , людина при ходьбі – 30-40).

Пропонують виконати фронтальний експеримент: визначити тиск, який чинить гумка, яку кладуть на стіл різними гранями.

Потім розглядають питання як можна збільшити тиск, зменшити. Де і як використовують це в техніці.

Наступне питання це сила тиску. Показують, що сила тиску дорівнює: і вона завжди перпендикулярна до тієї поверхні, на яку діє. Сила тиску не завжди дорівнює вазі тіла.

Вивчення тиску рідин і газів розпочинають з нагадування про деякі властивості, притаманні лише рідинам і газам. Відмінність у властивостях твердих тіл і рідин зумовлена особливостями їх молекулярної будови і характером руху молекул, на що треба звернути увагу учнів.

Основна задача теми – показати спочатку причину існування тиску в газах.

Молекули газу перебувають у безперервному безладному русі. Якби не було стінок посудини і сили притягання до Землі, то всі молекули газу розлетілися б у різні боки. Стискуваний з усіх боків стінами посудини газ, у свою чергу, сам чинить тиск на ці стінки і на будь-яке тіло, що міститься у ньому. Оскільки молекули рухаються безладно, а кількість їх у посудині величезна, тиск у газі скрізь однаковий.

Підтверджують проведені міркування експериментом: у дитячій кульці залишають невелику кількість повітря і зав’язують її ниткою. Кульку кладуть під ковпак повітряного насоса. З-під ковпака відкачують повітря і спостерігають поступове роздування кульки:

Пропонують учням пояснити побачене.

Пригадуючи молекулярну будову речовини пропонують учням передбачити, як залежить тиск газу від об’єму і температури. Висунуті гіпотези перевіряють експериментом.

Потім розглядають властивості рідин. Пригадують, що рідини зберігають свій об’єм і набувають форми посудини, в яку вони налиті. Це обумовлено великою рухливістю молекул і їх взаємодією. Внаслідок цього у будь-якій точці стисненої рідини у разі відсутності сили тяжіння, тиск як і в газі, однаковий.

Закон Паскаля вводять на основі мисленого експерименту. Він являється теоретичною основою для вивчення усіх питань, пов’язаних з тиском у рідинах і газах.

Розглядають питання про розподіл молекул при зміні об’єму посудини.

Роблять висновок: частинки розподіляються рівномірно, але щільно, отже, тиск на стінки зросте.

Рідина веде себе аналогічно: між молекулами виникають сили відштовхування і рідина, подібно до стисненої пружини, тисне на стінки посудини. Завдяки рухливості молекул, тиск в рідині по всім напрямкам передається однаково.

Висновок закріплюють дослідом з кулею Паскаля, звертаючи увагу на те, що зовнішня дія відбувалась в одному напрямку, а вода чи струмені газу витікали по всім напрямкам:

Формулюють означення закону Паскаля:

Тиск, створюваний на поверхню нерухомої рідини, або газу, передається рідиною або газом однаково в усіх напрямках.

Ваговий тиск рідин. Наливши у склянку води, запитують у учнів: чи однаковий в усіх точках всередині рідини тиск? Для кращого розуміння цього питання учням можна показати стовпчик складений з кількох однакових металевих або дерев’яних циліндрів і порівняти його зі стовпчиком рідини в посудині.

Багато сил і терпіння вимагається від вчителя, щоб довести до розуміння учнів залежність тиску рідини на дно та стінки посудини від висоти стовпчика рідини і її густини. Тому пояснення матеріалу про розрахунок тиску рідини на дно та стінки посудини починають з повторення таких питань: яку фізичну величину називають тиском? Як його розрахувати?

Потім переходять до розв’язування задачі на розрахунок тиску рідини на дно посудини.

Залежність сили тиску на дно посудини від висоти стовпа налитої рідини демонструють на досліді:

Дата добавления: 2014-01-13