Áp suất chất lỏng - Bình thông nhau (Giáo án tích hợp liên môn)

 Ngày soạn 20 tháng 12 năm 2014
Chủ đề: ¸P SUÊT CHÊT LáNg – b×nh th«ng nhau
I. Mục tiêu:
 1. Kiến thức:
-Mô tả được thí nghiệm chứng tỏ sự tồn tại của áp suất trong lòng chất lỏng.
- Viết được công thức tính áp suất chất lỏng, nêu được tên, đơn vị các đại lượng trong công thức.
-Nêu được nguyên tắc bình thông nhau và dùng nó để giải thích một số hiện tượng thường gặp trong cuộc sống.
-Nắm được cấu tạo máy nén thủy lực, nêu được nguyên tắc hoạt động của máy, từ đó thấy được áp dụng rộng rãi của máy trong thực tiễn.
- Vận dụng được công thức tính áp suất để giải được bài tập, viết được phương trình phản ứng xảy ra giữa vôi sống với nước để xử lí ô nhiễm môi trường.
 2. Kỉ năng: 
 -Quan sát hiện tượng thí nghiệm, rút ra nhận xét.
 - Kỉ năng xử lí và phân tích thông tin.
 - Phát triển kỉ năng giao tiếp, khả năng làm việc theo nhóm.
 3. Thái độ: 
 -Nghiêm túc trong giờ học, trung thực, biết liên hệ kiến thức với cuộc sống, biết đấu tranh với hành động sai trái của kẻ xấu phá hoại môi trường; từ đó vận dụng kiến thức đã được học trong môn vật lí, hóa học, sinh học và giáo dục công dân. Để chung tay cùng mọi người bảo vệ môi trường xanh sạch đẹp của chúng ta.
II/ ChuÈn bÞ:
* Mỗi nhóm học sinh:
- 1 bình trụ có đáy C và các lỗ A, B ở thành bịt bằng màng cao su mỏng.
- 1 bình trụ thủy tinh có đĩa D tách rời dùng làm đáy.
- 1 bình thông nhau(có 2 nhánh)
- 1 cốc nước có pha màu
* Giáo viên: Nghiên cứu:
* Môn sinh học lớp 9:
+ Tiết 42 bài 41: Môi trường và các nhân tố sinh thái
+ Tiết 62 bài 60: Bảo vệ đa dạng các hệ sinh thái
* Môn hóa học lớp 8:
+ Tiết 39 bài: Sự ô xi hóa- phản ứng hóa hợp- ứng dụng của ô xi
+ Tiết 53,54 bài: Nước 
* Môn GDCD lớp 7: 
+ Tiết 23,24 bài: Bảo vệ tài nguyên và môi trường tự nhiên 
* Môn vật lí 8:
+Tiết 10,11 bài 8: áp suất chất lỏng – Bình thông nhau 
* Các thiết bị dạy học:
- 2 bình nước (ấm đựng nước) có thể tích như nhau:1 ấm vòi cao, 1 ấm vòi thấp. 
 - Máy chiếu về : 
+ Mô hình hệ thống dẫn nước sinh hoạt ở thành phố
 	 	+ Mô hình máy nén thủy lực 
 	+ Một số hình ảnh của ngư dân dùng mìn đánh cá
 	+ Hình ảnh cá chết hàng loạt do mìn nổ gây ô nhiễm môi trường
 + Hình ảnh san hô bị rạn do nổ mìn. 
III/ Tổ chức giờ học:
Hoạt động của học sinh
Trợ giúp của giáo viên
Hoạt động1: Kiểm tra bài cũ, tổ chức tình huống học tập
- Hoạt động cá nhân trả lời các câu hỏi GV nêu trong phần kiểm tra bài củ
- HS khác nhận xét bổ sung
- HS lắng nghe tình huống và ghi đầu bài học
1.Kiểm tra bài củ:
? áp suất là gì, biểu thức tính áp suất, nêu đơn vị, các đại lượng có trong công thức . Chữa bài tập 7.1 và 7.2 
? Chữa bài tập 7.5.Nói một người tác dụng lên mặt sàn một áp suất 1,7.104 N/m2, em hiểu điều đó như
thế nào? 
2Tổ chức tình huống học tập
- Đặt vấn đề như sgk 
GV chiếu lên màn hình cho hs xem hình ảnh khi lặn sâu dưới nước, người thợ lặn phải mặc bộ áo lặn chịu áp áp lớn.
( gv nói thêm )? Vì sao nếu người thợ lặn không mặc quần áo lặn dó thì khó thở?
Hoạt động 2: Tìm hiểu sự tồn tại áp suất chất lỏng
- HS: làm thí nghiệm 1,quan sát hiện tượng, trả lời C1,C2 
-Nhóm trưởng phân công các tổ viên làm T/N 2 .
-Đại diện các nhóm trả lời, cả lớp thảo luận để thống nhất kết quả
-Cá nhân hs trả lời C3
-HS cả lớp hoàn tất C4:
Kết luận:chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên đáy bình mà lên cả thành bình và các vật ở trong lòng chất lỏng 
- giáo viên cho cho các nhóm làm T/N và trả lời C1,C2.
- ?Các vật nặng đặt trong chất lỏng có chịu áp suất chất lỏng gây ra không? Để trả lời câu hỏi đó, chúng ta làm T/N2
- Đĩa D chịu tác dụng của những lực nào? Rút ra nhận xét.
-Yêu cầu hs trả lời C3.
- ? Qua 2 T/N trên em có kết luận gì ( hs hoàn tất C4)
?Tìm từ thích hợp cho chỗ trống trong kết luận :Chất lỏng không chỉ gây ra áp suất lên ...bình, mà lên cả... bình và các vật ở ... chất lỏng 
Hoạt động 3: Xây dựng công thức tính áp suất chất lỏng 
- Hs lắng nghe và trả lời các câu hỏi của giáo viên
-Hs chứng minh được công thức tính áp suất chất lỏng
-Yêu cầu: Từ công thức : p= F/S mà F= P = 10.m = 10.D.V= 10.D.S.h= d.S.h suy ra P= d.S.h/S= d.h .vậy P = d.h ( đpcm)
 -Giải thích các đại lượng có trong công thức:
 P = h.d 
Trong đó : p là áp suất ở đáy cột chất lỏng
 d là trọng lượng riêng của chất lỏng
 h là chiều cao của cột chất lỏng
p tính bằng Pa:(paxcan), d tính bằng N/m2,
 h tính bằng m 
- Yêu cầu hs so sánh được: PA nhỏ hơn PB, PB nhỏ hơn PC vì áp suất phụ thuộc vào độ sâu h
- Yêu cầu hs lập luận để tính áp suất chất lỏng, từ công thức tính áp suất đã học 
 - Gv gợi ý cho hs chứng minh công thức tính áp suất chất lỏng: 
Từ công thức tính áp suất đã học: P = F/S , trong đó F là áp lực được tính bằng trọng lượng của khối chất lỏng hình trụ có diện tích đáy S,chiều cao là h...ta chứng minh được công thức P = h.d
? giải thích các đại lượng trong công thức
- Gv khắc sâu cho hs: công thức này cũng áp dụng cho 1 điểm bất kì trong chất lỏng, chiều cao của cột chất lỏng cũng là độ sâu của điểm đó so với mặt thoáng.
- Suy ra: trong 1 chất lỏng đứng yên, áp suất tại những điểm trên cùng một mặt phẳng nằm ngang (có cùng độ sâu ) có độ lớn như nhau. Đây là một đặc điểm quan trọng của áp suất chất lỏng được ứng dụng trong khoa học và đời sống
 A .
 . B
 C .
? Hãy so sánh PA, PB, PC trong bình chứa đầy chất lỏng
- Hs hoạt động cá nhân và trả lời câu hỏi đầu bài về áo của người thợ lặn.
- Hs trả lời câu hỏi củng cố của gv nêu.
Yêu cầu hs nêu được công thức tính áp suất của chất rắn tác dụng lên diện tích bị ép:
 P =F/ S
-Hs so sánh sự khác nhau giữa áp suất chất lỏng với áp suất chất rắn:
 + Chất lỏng gây ra áp suất theo mọi phương.
 + Chất rắn gây ra áp suất theo một phương
-Hs quan sát các hình ảnh trên màn chiếu. 
-Yêu cầu hs viết được phương trình phản ứng: CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q
Ø HS lắng nghe và thảo luận: 
- Cã biÖn ph¸p ng¨n chÆn hµnh vi ®¸nh b¾t c¸ này; cũng như hành vi mua bán, vận chuyển, tàng trữ chất nổ.
- HS ghi nhớ và làm theo sự hướng dẫn của 
GV
- Yêu cầu hs nêu được :Học tập và kí cam kết NĐ 36/CP 
- ? Vì sao khi lặn sâu dưới nước người thợ lặn phải mặc áo chịu được áp suất lớn.
- Gv thông báo: h càng lớn thì áp suất càng lớn
*Củng cố ( phần áp suất )
-? Có phải chất lỏng chỉ tác dụng áp suất lên bình theo một phương như chất rắn không ? Nêu công thức tính áp suất của chất rắn lên diện tích S bị ép
Ø GV: Nêu nội dung tích hợp giáo dục BVMT. (Kết hợp giữa 4 môn học: vật lí, sinh vật , hóa học và giáo dục công dân)
 - GV cho hs quan sát một số hình ảnh trên máy chiếu: Ngư dân dùng mìn đánh cá; Cá chết hàng loạt; San hô bị vỡ rạn ra.
- Sử dụng khí nổ: mìn để đánh cá gây ra áp suất rất lớn, áp suất được chất lỏng truyền nguyên vẹn theo mọi phương gây ra sự tác động của áp rất lớn tới mọi sinh vật khác sống trong đó. Dưới sự tác động của áp suất này, hầu hết các sinh vật bị chết.Việc đánh bắt cá bằng chất nổ gây ra tác dụng hủy diệt :cá to,cá nhỏ chết hàng loạt.(Trong khi đó người đánh cá chỉ vớt được1 ít cá to). Bên cạnh đó trong nước có vô số sinh vật khác bị chết theo như:tôm,cua, rùa biển, san 
 hô bị vỡ rạn ra...
-GV cho hs xem 1 số hình ảnh gây ô nhiễm môi trường sinh thái.Cụ thể: các chất hữu cơ trong xác chết sẽ phân hủy tạo thành chất khí có mùi hôi thối, nó ứ đọng trong cơ thể của tôm,cá...sau đó bị vỡ ra.
 Thu hút những sinh vật gây bệnh (ruồi,muỗi,nhặng...) đến ăn xác chết, chúng sẽ đẻ trứng sinh sôi nảy nở, gây bệnh cho người và động vật; Đối với người thì bị bệnh tả, lị, sốt rét...
- Biện pháp khắc phục gây ô nhiễm:
? Em hãy nêu phương trình phản ứng giữa vôi và nước.
- Gv nhấn mạnh Q là nhiệt lượng tỏa ra rất lớn, nên có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn ; Nên ta có biện pháp:
 + Nếu cá bị chết trôi dạt vào bờ biển thì ta thu gom lại chôn vào hố sâu có rắc vôi sống thành nhiều lớp với cá. 
+Nếu cá và sinh vật bị sát hại ở ao hồ đầm ... thì ta rắc vôi sống xuống ao hồ, đầm... thì phản ứng giữa vôi sống và nước sẽ tỏa nhiệt làm cho ấu trùng và trứng của những sinh vật gây bệnh sẽ chết,không cho chúng sinh sôi nảy nở và gây bệnh.
-GV thông tin cho hs một số vi phạm pháp luật điều:188 của Bộ luật hình sự , hành vi này(cũng như hành vi vận chuyển, tàng trữ, mua bán) sẽ bị truy cứu trách nhiệm hình sự về tội hủy hoại nguồn lợi thủy sản.
? Ở trường học các em đã được học và kí cam kết nào về cấm mua bán , tàng trữ, vận chuyển, sử dụng chất nổ..... 
VD:Tỉnh Ninh Thuận (trong tháng 11/2014 công an vừa bắt và thu được 10kg thuốc nổ và 15 kíp mìn).
- GV thông qua bài giảng giáo dục cho hs lòng yêu thiên nhiên, ý thức được và lên án hành vi sai trái của những người dùng chất nổ đánh cá: đã hủy diệt hàng loạt các sinh vật sống dưới nước, gây ảnh hưởng tới môi trường sinh thái, gây ô nhiễm môi trường .
- Mỗi hs chúng ta là 1 tình nguyện viên tích cực tham gia tuyên truyền tới những người thân trong gia đình, trong thôn xóm và trong xã hội cùng chung tay bảo vệ nguồn nước, bảo vệ các sinh vật đang ngày càng bị cạn kiệt... 
Hoạt động 4: Tìm hiểu nguyên tắc bình thông nhau.
- Hs quan sát và đưa ra dự đoán
 -Các nhóm trưởng sắp xếp cho các tổ viên làm thí nghiệm .
 -Tham gia thảo luận chung C5
-Hs điền vào phần kết luận trong vở ghi sau đäc hoµn chØnh kÕt luËn.
-Hs nhắc lại kết luận:
 Trong bình thông nhau chứa cùng một chất lỏng đứng yên, các mực chất lỏng ở các nhánh luôn luôn ở cùng một ®é cao
 - Hs trả lời C8: ấm bên trái đựng được nhiều nước hơn vì vòi cao hơn thì mực nước trong bình cũng cao hơn do đó chứa được nhiều nước hơn.
- Hs quan s¸t c¸c h×nh ¶nh trªn mµn chiÕu và nhận ra được: 
 +Người ta lắp hệ thống dẫn nước từ bồn về nhà tắm, bếp, nhà vệ sinh...(bồn nước được lắp trên cao)
 +Ở nhà trường ta bồn nước được đặt trên mái nhà tầng 2, từ đó có hệ thống ống dẫn đưa về các phòng sinh vật, phòng hóa học và các nhà vệ sinh....
- Giới thiệu về bình thông nhau và cho học sinh quan sát trªn mµn h×nh
- Gv cho các nhóm nhận thiết bị: bình thông nhau
- Yêu cầu học sinh đọc câu C5 và dự đoán 
- Hướng dẫn hs làm thí nghiệm 
?Qua thí nghiệm em có kết luận gì về mực chất lỏng ở 2 nhánh của bình chứa cùng một chất lỏng
- Cho hs quan sát 2bình đựng nước
-Yêu cầu Hs trả lời C8:? ấm bên nào đựng được nhiều nước hơn. vì sao?
?Người ta áp dụng nguyên tắc bình thông nhau vào cuộc sống như thế nào
- Gv cho hs quan sát trên màn hình hệ thống dẫn nước trong thành phố bằng cách áp dụng nguyên tắc bình thông nhau
Hoạt động 5: Tìm hiểu máy dùng chất lỏng.
- Hs lắng nghe, theo dõi.
- Hs ghi nguyên lý Pascal vào vở.
“Chất lỏng chứa đầy một bình kín có khả năng truyền nguyên vẹn áp suất bên ngoài tác dụng lên nó.”
- Diện tích pít tông S lớn hơn diện tích pít tông s 
 - Hs khắc sâu được công thức:
 Công thức: 
-Gv giới thiệu về nhà Vật lý học Pascal.
- Cho Hs quan sát hình ảnh mô hình máy nén dùng chất lỏng 
( trên màn hình)
- Gv nêu các bộ phận chính của náy nén thủy lực
- ? Em có nhận xét về độ lớn của pít tông S so với pít tông s
-Gv tiếp tục giới thiệu về nguyên lý Pascal như sau: “Chất lỏng chứa đầy một bình kín có khả năng truyền 
-Gv chỉ vào hình vẽ: Khi tác dụng một lực f lên pit tông nhỏ có diện tích s thì lực này gây áp suất p=f/s lên chất lỏng. áp suất này được chất lỏng truyền nguyên vẹn tới pit tông lớn có diện tích S và gây nên lực nâng F lên pit tông này: F=p.S=
Suy ra 
-Như vậy pit tông lớn có diện tích lớn hơn pit tông nhỏ bao nhiêu lần thì lực nâng F có độ lớn lớn hơn lực f bấy nhiêu lần.
Hoạt động 6 :Vận dụng
-C9:Do bình A và thiết bị B là một bình thông nhau nên nhìn vào thiết bị B ta có thể biết mực chất lỏng có trong bình A
-HS trả lời:Dựa vào nguyên tắc bình thông nhau nên nước có thể chảy đến mọi vị trí ta dùng nước trong nhà
-HS làm bài tập:
- C7/ HS ghi được dự kiện bài toán và biết vận dụng công thức p= d.h để giải
-Bài tập 2: Yêu cầu hs:
Dựa vào công thức mà S=100s hay 
vậy F = 100f hay 
Cần tác dụng lên pit tông nhỏ một lực bằng 200N
vậy F = 100f hay 
Cần tác dụng lên pit tông nhỏ một lực bằng 200N
-Gv cho HS làm câu C9
?Tại sao các bồn đựng nước (tẹc nước) thường được đặt ở trên cao?
GV gọi 1 hs đọc bài tập 1(C7): 
- C7:Một thùng cao 1,2m đựng đầy nước. Tính áp suất của nước lên đáy thùng và 1 điểm ở cách đáy thùng 0,4m . Biết dH2O = 10 000N/m3
- Cho hs làm:Bài 2:
 Cho biết: S=100s
 F=20000N
 f=?
Biết pit tông lớn có diện tích gấp 100 lần diện tích pit tông nhỏ. Muốn có lực nâng 20000N tác dụng lên pit tông lớn thì phải tác dụng lên pit tông nhỏ một lực bằng bao nhiêu? (Với hình vẽ trên)
VI/Củng cố:
	? Nêu những ứng dụng của bình thông nhau và máy dùng chất lỏng trong thực tế đời sống?
 ? Hãy đến tìm hiểu thêm máy dùng chất lỏng ở hiệu rửa xe ô tô con trên địa phương quê em .
	- GV hệ thống lại kiến thức trọng tâm của bài
V/Hướng dẫn về nhà:- Về nhà làm bài tập 8.2,8.11, 8.13 (Sbt).
 - GV hướng dẫn bài 8.13:
 Gọi diện tích tiết diện của ống nhỏ là S, thì diện tích tiết diện ống lớn là 2S, sau khi mở khóa T, cột nước ở 2 nhánh có cùng chiều cao là h. Do thể tích nước trong 2 bình thông nhau không đổi nên ta có: 2S.30 = S.h + 2S.h. Giải PT ta sẽ tìm được chiều cao của cột nước.
 - Đọc tìm hiểu thêm : Điều 188 Bộ luật hình sự 
 - Thực hiện và vận động mọi người xung quanh thực hiện tốt 
NĐ36/CP
	 - Đọc trước bài 9- Áp suất khí quyển
*Rút kinh nghiệm