6. Методика изучения атмосферного давления в курсе физики 7 класса.

С этим понятием учащиеся впервые знакомились при изучении природоведения и географии. Однако там атмосферное давление рассматривалось как факт, который следует учитывать, например, при анализе погоды. Физическая сущность атмосферного давления, его причины, способы измере­ния остались неизвестными. Поэтому изучение данного вопроса в курсе физики следует проводить так, чтобы семиклассники могли ответить на главные вопросы: давит ли воздушная оболочка Зем­ли на все тела, находящиеся внутри нее? Изменяется ли атмос­ферное давление с высотой? Как можно измерить атмосферное давление и др.

Ответить на первый вопрос учащимся непросто. Находясь внут­ри воздушной оболочки Земли и не ощущая ее действия на себе, они вряд ли интересовались, какова ее масса, притягивается ли Землей воздух, подобно твердым телам и жидкостям. Поэтому возникает необходимость убедить школьников, что массу воздуха можно определить подобно тому, как определяли массу твердых тел и жидкостей — взвешиванием. Если воздух, подобно твердым телам и жидкостям, притягивается Землей, то он должен оказы­вать давление на земную поверхность и тела, находящиеся на ней. Убедить в этом учащихся необходимо с помощью опытов. Идея всех опытов по обнаружению атмосферного давления состоит в создании таких условий, при которых некоторое свободное тело (подвижная перегородка и др.) одной стороной контактирует с воздухом, а другой — с разрежённым воздухом. В этом случае под действием избыточного давления это тело начнет перемещать­ся. Практическое воплощение этой идеи весьма разнообразно. Поэтому учитель может выбрать различные опыты, в том числе и такие, которые поразят воображение учащихся.

Интересно ознакомить учащихся с историей открытия атмос­ферного давления. Очень близко к понятию атмосферного давления подошел Г. Галилей, когда пытался решить задачу, почему насосы во Флоренции поднимали воду с глубин, не больших 10 м. Понятие атмосферного давления ввел в науку ученик Галилея Э. Торричелли. Для закрепления понятия атмосферного давления имеется много интересных качественных задач типа: «Объясните действие пипетки, поднятие воды за поршнем насоса» и т. д.

Знание элементов молекулярно-кинетической теории позволя­ет несколько углубить представление об атмосферном давлении. Молекулярное движение приводит к частичному рассеянию атмос­феры Земли. Чем слабее планета притягивает свою атмосферу, тем быстрее происходит это рассеяние. На Луне и Меркурии, где сила тяжести меньше, чем на Земле соответственно в 6 и 2,5 раза, атмосфера отсутствует.

Опыт Торричелли по измерению атмосферного давления принад­лежит к числу фундаментальных физических опытов. К сожале­нию, показать этот интересный опыт сейчас в школе нельзя. По­этому надо рассказать о нем учащимся, использовав для этого диапозитивы и таблицы.

Единицей измерения атмосферного давления издавна является 1 мм.рт. ст. Давление в 1 мм рт. ст. надо выразить в единицах СИ. Это сложная задача, и ее лучше решать в классе, воспользовав­шись формулой:p = ρgh.Эту формулу должны вспомнить сами учащиеся. Устанавливают, что давление 1 мм рт. ст. соответству­ет давлению 133,3 Па. В качестве задания на дом можно предло­жить школьникам выразить атмосферное давление, равное 760 мм рт. ст., в единицах СИ.

При изучении барометра-анероида семиклассникам показыва­ют прибор и объясняют его устройство с помощью таблицы, на которой барометр-анероид представлен достаточно наглядно.

Очень важен вопрос об атмосферном давлении на различных высотах. Для его изучения следует максимально активизировать внимание учащихся. Вернемся к вопросу о давлении в жидкости и спросим ребят: «Изменяется ли давление с глубиной? Как оно изменяется? Можно ли то же сказать об атмосферном давлении? Так ли оно изменяется, как давление в жидкости? Почему?» Уча­щиеся правильно ответят, что по мере поднятия вверх высота столба атмосферы уменьшается, поэтому уменьшается и давление воздуха. Но существует еще и другая причина, приводящая к бо­лее быстрому, чем в жидкости, уменьшению атмосферного давле­ния с высотой. Возможно, что некоторые школьники укажут на изменение плотности воздуха с высотой (она уменьшается). Этот вопрос обязательно должен быть разъяснен учителем.