Вивчення теми – Тиск твердих тіл – у 7-му класі з використанням дискретного підходу отримання
Урок 1 – урок вивчення нового матеріалу.
Ввести поняття нової фізичної величини – тиску, познайомитись із одиницями тиску.
З'ясувати залежність тиску від сили тиску та площі опори і, як наслідок, способів збільшення та зменшення тиску.
Хід уроку
1 етап – постановка завдання уроку
2 етап – вивчення нового матеріалу: самостійна робота учнів із підручником (п. 33, 34) щодо виділення домінуючих (нових) елементів знань (ДЕЗ)
Учні складають питання щодо ДЕЗ.
3 етап – перевірка засвоєння нового матеріалу: колективне обговорення питань ДЕЗ та відповідей до них. Запитання учні записують у зошити. Відповіді промовляємо усно, щоб вдома записати їх у зошит.
При цьому демонструється досвід, описаний у підручнику (дощечка із цвяхами та гирею).
4 етап – підбиття підсумків уроку. Запис домашнього завдання. Домашнє завдання: відповісти на поставлені запитання у зошиті.
Вивчений матеріал з виділення ДЕЗ на цю тему може бути представлений учням у такому вигляді
| Завдання чи питання | Сторінка | Відповідь |
| 1.Приклади, що підтверджують, що дія сили залежить від площі поверхні, на яку діють сили | 77 | Людина на лижах і без них, гостра та тупа кнопки |
| 2.Від чого залежить результат дії сили на опору? | 77 | Результат дії сили на опору залежить не тільки від модуля, напряму та точки докладання, а й від площі тієї поверхні, перпендикулярно до якої вона діє. |
| 3.Як мають бути спрямовані сили, що діють на поверхню? | 78 | Сили, що діють на поверхню, повинні бути спрямовані перпендикулярно до поверхні. |
| 4.Що таке “тиск”? | 78 | Тиск - це величина, що дорівнює відношенню сили, |
діючої перпендикулярно поверхні до площі цієї поверхні.
1 Па = 0,01 гПа
S = F/P
81
P зменшується при зменшенні F або збільшенні S
Урок 2. Розв'язання задач на тему “Тиск”
Мета уроку: Перевірити засвоєння матеріалу. Вироблення умінь та навичок вирішення завдань.
1 етап - Постановка завдань уроку.
2 етап - робота з питаннями ДЕЗ. Це може бути робота учнів у групах чи фронтальне опитування.
3 етап – вирішення завдань.
4 етап – підбиття підсумків уроку. Аналіз та оцінка успішності досягнення мети, перспективи подальшої роботи.
Приклади завдань закріплення.
№1. Дано 2 цеглини. Як слід їх розташувати, щоб тиск, що чиниться ними на підлогу, був максимальним? мінімальним?
№2. Чи можна слідом на контрольній прикордонній смузі визначити, чи пройшла людина без вантажу, чи вона несла якийсь важкий вантаж?
№3. Сумки, призначені для перенесення значних важких речей, забезпечують широким ременем і навіть широкою прокладкою на плече. Навіщо це роблять?
№4. Чому важко чи навіть неможливо йти у взутті, якщо до нього потрапив невеликий камінчик?
№5. Навіщо тваринам потрібні пазурі, зуби, бивні, роги? Чому вони мають гострі кінці?
№6. Який фізичний зміст закладено в українському прислів'ї “шила в мішку не приховаєш”?
№7. Що означає вислів “Тиск на стіл дорівнює 25 Па”? Чи означає це, що у кожній точці столу тиск 25 Па?
№8. На столі лежить тіло, що чинить тиск тиск 200 Па. Площа поверхні столу 1м2, а площа опори тіла 10 см2. Чи у всіх точках столу тиск дорівнює 200 Па?
№9. Сила тиску, яку чинить хлопчик на підлогу, дорівнює 500 Н. Яку масу він має?
№10. Хлопчик має масу 40 кг. Чому дорівнює сила тиску, яку він чинить на підлогу?
№11. Якимчином людина, що стоїть на підлозі, може швидко подвоїти тиск на підлогу?
№12. Два тіла мають однакову масу. Площа опори одного з них у 3 рази більша, ніж у іншого. Як відрізняються величини тиску цих тіл на стіл?
№13. Два тіла мають маси, що відрізняються один від одного в 5 разів. Чи можуть ці тіла чинити однаковий тиск на стіл? В якому випадку?
№14. Маса одного тіла в 5 разів більша, ніж маса іншого. Площа опори цього тіла вдвічі менша. Яке тіло чинить більший тиск і скільки разів?
Далі учням пропонуютьсярізнорівневіписьмові завдання. Учні самостійно обирають групу завдань залежно від підготовки і здібностей. Робота з цими завданнями продовжується і вдома.
Завдання рівня"А"
А.1. Розрахуйте тиск, який чинить вагон вагою 200 кН на рейки, якщо площа зіткнення всіх коліс вагона з рейками дорівнює 0,002 м 2 . Відповідь: 100 МПа.
А.2. Лижник чинить на сніг тиск рівний 1875 Па. Визначте силу тиску лижника на сніг, якщо довжина кожної лижі 2 м, а ширина 12 см. Відповідь: 900 н.
А.3. Визначте тиск, що чиниться на ґрунт котком вагою 45 кН, якщо його площа опори дорівнює 1500 кПа. Відповідь: 300 кПа.
А.4. Автомобіль, маючи площу зіткнення кожної шини з дорогою 116 см 2 , чинить тиск на дорогу 500 кПа. Визначте силу тиску автомобіля на дорогу. Відповідь: 23,2 кН.
А.5. Який тиск чинить на підлогу хлопчик масою 35 кг, якщо загальна площа підошв його черевиків, що торкаються підлоги, дорівнює 200 см 2 ? Відповідь: 17,15 кПа.
Завдання рівня"В"
В 1. Олександрівська колона в Петербурзі має масу 600 т і площу опори 10 м2. Визначте тиск колони на опору.Відповідь: 588 кПа.
В 2. Опорна площа гусениць трактора 1,2 м2. Яка маса трактора, якщо його тиск на ґрунт дорівнює 35 кПа?Відповідь: 4286 кг.
У 3. Чому дорівнює тиск чотиривісного причепа з вантажем на дорогу, якщо площа зіткнення кожного колеса з дорогою дорівнює 130 см 2 ? Маса причепа із вантажем становить 2т.Відповідь: 188460 Па.
В 4. Межа міцності при стиску для деяких різновидів граніту (тиск, при якому руйнується граніт) досягає 250 МПа. Чи можна плоску плиту з такого граніту використовувати як основу для споруди, маса якої 78,3 т, а площа основи – 1,8 м 2 ?Відповідь: можна.
В 5. Ширина леза ковзанів дорівнює 5 мм, а довжина тієї частини леза, яка спирається на лід, становить 27 см. Обчисліть тиск, що виробляється ковзанами на лід, якщо маса хлопчика, що стоїть на ковзанах, разом з ковзанами і костюмом дорівнює 43,5 кг.Відповідь: 158 кПа.
О 6. Визначте масу ковзанки, що працює на ковзанні шосе. Площа опори ковзанки 0,15 м 2 а тиск, що надається їм, дорівнює 350 кПа.Відповідь: 5,36 т.
О 7. Яку найбільшу масу може мати двовісний завантажений вагон,якщо допустимий тиск на залізничні рейки дорівнює 10000 Н/см 2 , а площа дотику одного колеса з рейкою дорівнює 5 см 2 ?Відповідь: 20,4 т.
В 8. По льоду річці рухається танкетка масою 1 т. Ширина її гусениць дорівнює 140 мм, довжина – 90 див. Чи провалиться танкетка під лід, якщо він витримує тиск трохи більше 5 Н/см 2 ?Відповідь: провалиться.
О 9. Ураганний вітер силою 10 балів утворює тиск на перешкоду 1 кПа. Яка середня сила тиску вітру на стіну будинку висотою 15 м і завдовжки 20 м, якщовітер дме перпендикулярно поверхні будинку?Відповідь: 150 кН.
В 10. Довжина столу 1,2 м, ширина 75 см. Стіл має 4 ніжки з площею основи 9 см 2 кожна. Маса столу 18 кг. Який тиск на підлогу робить стіл? Чим у дорівнює тиск, якщо перевернути стіл ніжками вгору?Відповідь: 49 кПа; 196 Па.
Завдання рівня "С"
З 1. Який максимальний вантаж може взяти з собою мисливець масою 80 кг, якщо допустиме значення тиску на сніг (щоб мисливець не провалиться) становить 4 кПа? Мисливець використовує снігоступи (широкі та короткі плетені пластинки), що мають такі розміри: довжина 60 см, ширина 22 см.Відповідь: 28 кг.
С.2. Мармурова колона об'ємом 8 м 3 має площу основи 1,6 м 2 . Який тиск вона чинить на ґрунт?Відповідь: 6468 Па.
С.4. Висота мідного циліндра дорівнює 5 см. Чому дорівнює висота алюмінієвого циліндра, що чинить на стіл такий самий тиск, якщо його діаметр дорівнює діаметру мідного циліндра?Відповідь: 16,5 см.
С.5. Маса першого тіла у 2 рази більша, ніж маса другого. Площа опори цього тіла у 5 разів менша. Яке тіло чинить більший тиск на опору та у скільки разів?Відповідь: перше в 10 разів більше.
С.6. Визначте тиск, чинний чавунною болванкою на підлогу. Висота болванки 50 см.Відповідь: 34,3 кПа.
С.7. Визначте тиск бетонної палі заввишки 4 м на ґрунт.Відповідь: 86240 Па.
С.8. Розрахуйте висоту гранітної колони, що чинить на ґрунт тиск, що дорівнює 218400 Па.Відповідь: 8,6 м.
С.9. На столі лежить залізний куб, об'єм якого дорівнює 1 дм3. Визначте тиск, що чиниться кубом на стіл.Відповідь:7644 Па.
С.10. Який тиск чинить на дорогу автомобіль масою 800 кг, якщо в ньому перебувають 4 особи загальною масою 320 кг? Зчеплення з дорогою кожного колеса шириною 25 см становить 12 см.Відповідь: 91,5 кПа.