Сполучені судини

Розділи: Фізика

Мета уроку: Ознайомлення з судинами, що повідомлюються, основними властивостями сполучених судин, застосуванням сполучених судин. Розвиток творчих здібностей які у рамках дослідницької роботи.

продовжити формування поняття тиску рідини на дно та стінки судини;
продовжити вивчення закону Паскаля на прикладі однорідних та різнорідних рідин у сполучених судинах,
дати поняття сполучених судин;
формувати інтелектуальні вміння аналізувати, порівнювати;
знаходити приклади сполучених судин у побуті, техніці, природі;
розвивати вміння робити висновки;
формувати переконаність у можливості пізнання природи, необхідності розумного використання досягнень науки та технологій для подальшого розвитку людського суспільства;
вчити аналізувати та переробляти отриману інформацію відповідно до встановлених завдань;

Обладнання: судини, що сполучаються, U-подібна трубка, комп'ютер, інтерактивна дошка, презентація “Сполучені судини”, чайник, лійка, кавник.

1. Організаційний момент. Емоційний настрій. Презентація

Добридень! Я рада всіх вас бачити і кожному бажаю гарного настрою, а воно починається з посмішки. (Звучить уривок із пісні “Посмішка”.)

Коли ми посміхаємося, ми самозцілюємося. І силою наповнюємося, Даруючий успіх.

Попрацюємо хлопці, сьогодні для розуму та душі.

2. Мотивація заняття.

Сьогодні на нашому занятті ми з вами доторкнемося до проблеми людства. Про яку проблему йтиметься, я думаю, ви зараз здогадаєтеся. Послухайте невеликий уривок вірша (на тлі шуму води).

Я бачила гнів стихії водяної. Себе почувши вільною, І широка, і глибока, Неслася шалено річка. Все нещадно руйнуючи, І все ламаючи на шляху - Живе, мертве змиваючи, Вона мчала, не втомлюючись - Хто від неї нас міг врятувати?

3. Постановка проблеми.

Скажіть, будь ласка, про яке явище йдеться у вірші (Повені). Правильно. В Уланському районах Східного Казахстану в результаті багатого сходу талих вод виникла загроза руйнування дамб та підтоплення сіл Привільне та Тугил. “Водоєм укріплений дамбою, є придонне аварійне скидання та водовідвідний канал. Але в даному випадку пропускна здатність водоскиду виявилася меншою за необхідну, а канал забили брили льоду. Створилася загроза переповнення ставка та, відповідно, підтоплення села Привільне”, – розповіли у департаменті. Отже, жителі Східного Казахстану зіткнулися з проблемою – повені.Фізичний зміст:піднімається рівень води.

1. Спорудження водосховищ, що регулюють стік води 2. Розширення русла річки 3. Зміцнення набережних гранітними стінками.

Але є ще один спосіб вирішення цієї проблеми. Це технічне рішення-створення та правильне експлуатування водовідвідного каналу. Дія водовідвідного каналу заснована на принципі дії судин, що сполучені. Саме про них і йтиметься сьогодні на уроці.

3. Формулювання теми та мети уроку.

Запишіть у робочих аркушах тему уроку “Посудини”. Сьогодні на уроці ми з вами познайомимося з судинами, що повідомляються, з їх властивістю і застосуванням.

4. Повторення раніше вивченого матеріалу.

5. Засвоєння нового матеріалу.

Наукове відкриття властивості сполучених судин датується1586 (голландський вчений Стевін). Але він був відомий ще жерцям стародавньої Греції.Археологи виявили в Грузії водогін (XIII ст), що працює за принципом сполучених судин. Сполучені судини ми зустрічаємо щодня. Наведіть їхні приклади? Ці судини ми використовуємо для заварювання чаю, кип'ятіння води та поливу квітів на грядці. Хлопці ви здогадалися, про які судини йдеться(Лійка, чайник, кавник ....). Правильно. Молодці.

Вода, налита, наприклад, у чайник, стоїть завжди в резервуарі чайника та у бічній трубці на одному рівні. Бічна трубка та резервуар з'єднані між собою у нижній частині. Хлопці, як ви вважаєте, які судини ми назвемо сполученими.Сообщающимися судинами називають судини, з'єднані між собою в нижній частині.(Учні записують визначення в зошит.)Молодці.

Отже, ми з вами вели поняття судин, що сполучені, але, а тепер нам потрібно вивчити властивості сполучених судин. Для цього ми з вами проведемо низку експериментів. У проведення експерименту мені допоможе……….(запрошується один учень із класу).

З судинами, що повідомляються, можна зробити простий досвід. Візьмемо дві скляні трубки, з'єднані гумовою трубкою. Спочатку гумову трубку всередині затискають і в одну з трубок наллємо води. Що станеться, якщо відкрити затискач?

Учні. Рідина встановити в обох судинах на одному рівні.

Вчитель. Як поведеться рідина, якщо одну з трубок підняти?

Учні. Рідина встановити в обох судинах на одному рівні.

Вчитель. Як поведеться рідина, якщо одну з трубок опустити?

Учні. Рідина встановити в обох судинах на одному рівні.

Вчитель. Як поведеться рідина, якщо одну з трубок нахилити?

Учні. Рідина встановити в обох судинах на одному рівні.

Вчитель. Однорідна рідина у сполученихсудинах встановлюється однією рівні. ((Учні записують закон у зошиті.)Чи зміниться рівень рідини, якщо права судина буде ширша за ліву? вже ліву?якщо судини матимуть різну форму?

Учні. Ні, рідина встановити в обох судинах на одному рівні.

Вчитель. При зміні форми судин може змінюватися лише висота рівня води в судинах, відміряна від рівня столу (через зміну обсягу судин). Однак рівні води в судинах, що сполучаються, не залежать від форми судин і залишаться рівні.(Демонстрація досвіду з сполученими судинами різної форми.)

Таким чином, ми вивели з вами закон сполучених рідин. Однорідна рідина в сполучених судинах встановлюється на одному рівні. (Учні записують закон у зошиті.)

Доведемо цей закон: р1 = р2

h1 = h2, тобто. висоти стовпів рідини дорівнюють.

Що станеться, якщо в сполучені судини налити дві рідини, що не змішуються, різної щільності?

Учні. Висота стовпів рідин у судинах буде різною.

Вчитель. При рівності тисків висота стовпа рідини більшої густини менше, ніж висота стовпа рідини меншої густини.(Учні записують у зошити).

Спробуйте довести це, використовуючи закон Паскаля та визначення гідростатичного тиску. Перевіримо ваш результат.

За законом Паскаля p1 = p2, за визначенням гідростатичного тиску p1 = g1h1, p2 = g2h2, звідси g1h1 = g2h2, тобто h1: h2 = 2:1. Висоти стовпів різнорідних рідин сполучених судини обернено пропорційні їх щільностям.(Учні записують у зошити).

6. Застосування сполучених судин.

Виявляється всі моря та океани світу є також сполученими судинами. Адже всі вони з'єднані між собоюпротоками. Тому рівень моря у всьому світі однаковий. Тільки у внутрішніх морях, які не повідомляються з океаном, рівень може бути іншим. Наприклад, у Каспійському морі рівень води на десятки метрів нижче "рівня моря". Тому географи часто Каспійське та інші внутрішні моря називають не морями, а озерами. Вода намагається вирівняти рівні у двох судинах, ось чому в областях, розташованих нижче за рівень моря, дуже сиро. Мертве море є найнижчою ділянкою суші (392 м нижче за рівень світового океану).

Акведук - це водяний жолоб, що підтримується мостами. Вода біжить по акведуку над западинами горбами під впливом власної ваги - від гірських потоків до міст, що у долині. Акведуки використовувалися в давнину як наземні прообрази сучасних систем водопостачання.

Давньоримські інженери добре вирішували складні технічні завдання, а ось з основами фізики вони були знайомі мало добре. Римський водогін прокладався над землею, а чи не простіше це було зробити так, як зараз, проклавши труби під землею. Римські інженери того часу побоювалися, що у водоймах, з'єднаних дуже довгими трубами, вода не встановиться на одному рівні.

Якщо труби прокладені в землі, слідуючи схилам грунту, то в деяких ділянках вода повинна текти вгору, - і ось римляни боялися, що вода вгору не потече. Тому вони зазвичай надавали водопровідним трубам рівномірний ухил вниз на всьому їх шляху (а для цього потрібно часто або вести воду в обхід, або зводити високі арочні підпори). Одна з римських труб має в довжину 100 км, тим часом як пряма відстань між її кінцями вдвічі менша. Півсотні кілометрів кам'яної кладки довелося прокласти через елементарне незнання законів фізики.

Дія фонтану також заснована напринцип сполучених судин. Вода з резервуару тече по трубці і прагне піднятися до того ж рівня, що й у великій посудині. Але трубка закінчується і вода б'є фонтаном вгору. Навіть якщо розташувати шланг так, щоб його ухил піднімався вгору, вода не перестає бути з фонтану.

Практично такий самий фонтан ви спостерігаєте щодня, відкриваючи кран, тому що дія водопроводу заснована на тому самому принципі.

Тут схематично представлено влаштування водопроводу. Його принцип дії полягає в тому, що на високій вежі встановлюється бак для накопичення води. Від нього йдуть труби з відгалуженнями, кінці труб у квартирах будинків закриті кранами. Так як труби і бак - судини, що сполучаються, то при відкритті крана вода починає текти. Такий водопровід не може подавати воду на висоту більшу, ніж висота рівня води в баку.

Прикладом сполучених судин є артезіанська криниця. (демонструється flash-анімація “Артезіанська криниця”).

Чи може судно запливти на верхній рівень річки? А потім спуститися вниз? Може, якщо використовує такий гідротехнічний пристрій як шлюз. Шлюз використовується для переведення суден з одного рівня річки на інший. Пристрій шлюзу також заснований на принципі сполучених судин.

(Демонструється flash-анімація "Шлюз анімація".)

А зараз вам надається унікальна можливість самостійно провести корабель через шлюз.

(Демонструється flash-анімація "Шлюз інтерактивна модель".)

Закон сполучених судин люди використовують у різних технічних пристроях: водопроводах із водонапірною баштою; водомірне скло; гідравлічному пресі; фонтани; шлюзи; сифонах під раковиною, "водяних затворах" у системі каналізації.

Закон сполучених судин люди використовують у побуті(Чайник, кавник, лійка).

У водомірному склі парового котла, паровий котел (1) і водомірне скло (3) є судинами, що сполучаються. Коли крани (2) відкриті, рідина в паровому казані та водомірному склі встановлюється на одному рівні, оскільки тиски в них рівні.

7. Закріплення нового матеріалу.

8. Підсумок уроку. Сьогоднішню зустріч ми розпочали з розмови про повінь. Але є сила, яка може протистояти цьому стихійному лиху, а також іншим життєвим проблемам. Ця сила – кохання. Любов до істини, любов до науки, любов до ближнього. І мені хочеться, що ви завжди пам'ятали про це.

І на завершення нашого заняття, я хотіла б, щоб ви оцінили свою роботу на уроці. Дякую за урок!