Водопровод. Поршневой жидкостный насос.

Тема урока физики в 7 классе: Водопровод. Поршневой жидкостный насос.
Гидравлический пресс.
Цель урока: Изучение устройства и назначение водопровода и поршневого жидкостного насосаи
гидравлического пресса.
(На доске) Сформировать знания о системе водоснабжения и работе гидравлических устройств,
устройство и принцип действия гидравлического пресса, чем определяется выигрыш в силе,
знать формулу гидропресса.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Повторение изученного. Проверка домашнего задания.
1. тестовый опрос;
2. фронтальный опрос с помощь презентации.
III. Новый материал - лекция учителя.
А) Водопровод - устройство, при помощи которого вода подается потребителям.
Первые системы простейших водопроводов были известны более двух тысяч лет назад.
Современные системы водопроводов появились в XIX веке. Простая схема водопровода, которая
предполагает наличие водонапорной башни, показана на рисунке 125 учебника(слайд).
За счет естественного гидравлического давления вода может по трубам подниматься на высоту
примерно равную высоте, на которой находится бак с водой. Вода в бак попадает при помощи
насосов, которые работают от энергии электрического двигателя.
Рассмотрим наиболее простую конструкцию насоса.
Б) Это - поршневой жидкостный насос.
Далее с помощью слайда, рассказать устройство и работу этой модели насоса (рисунок 126
учебника).
Самое главное - принцип работы насоса.
Ученики должны хорошо понимать, почему при движении поршня вниз закрывается клапан 1 и
открывается клапан 2 (клапан 1 закрывается большим давлением воды снизу, а клапан 2 открывается
силой давления воды).
При подъеме поршня клапан 2 закрывается из-за перепада давления (снизу давления больше,
чем сверху), а клапан 1 открывается.
Такая циклическая работа позволяет подавать порциями воду вверх.
Возникающие при объяснении вопросы, можно рассматривать по ходу изложения материала.
В) Гидровлический пресс.
Друзья, в своей жизни человек часто сталкивается с задачами, в которых требуется
использовании силы. Но, к сожалению, возможности человека не безграничны. Поэтому приходится
идти на хитрость и использовать для достижении цели особые устройства, которые позволяют
увеличить
силы
человека.
С одним из таких устройств мы познакомимся на этом уроке.
Ребята, в тетради записываем определение: гидравлический пресс – это устройство,
позволяющее получить большой выигрыш в силе, прилагая незначительные усилия.
А теперь познакомимся поближе с устройством гидравлического пресса. (рассказывает об
устройстве, указкой показывая основные элементы конструкции) Основой любого гидравлического
пресса является сообщающийся сосуд особой формы. Этот сосуд состоит из двух цилиндров разного
диаметра, сообщающихся между собой трубкой. Этот сосуд наполняется жидкостью: водой, маслом
и др. Жидкость на греческом языке звучит как “Гидор” - отсюда и название пресса
“гидравлический”. В цилиндры помещаются плотно прилегающие поршни, соответственно площади
у поршней не одинаковые. Тот поршень, который находится в цилиндре с меньшей площадью
сечения, называют малым, тот, который в цилиндре с большей площадью сечения – большим.
Откуда же все-таки берется выигрыш в силе? Работа гидравлического пресса основана на законе
Паскаля. Давайте вспомним его…
Ученики проговаривают – давление производимое на жидкость или газ передается одинаково и по
всем направлениям.
(учитель на доске выводит формулы с разъяснением, учащиеся записывают в тетрадь) Если на
поршень с площадью S1 малого цилиндра надавить с силой F1, то давление под поршнем будет равно
.
На том же уровне в большем цилиндре давление тоже будет равно p1, поскольку оно передастся по
жидкости из одного сосуда в другой. Однако если площадь большего поршня будет равна S2, то сила
действия жидкости на этот поршень будет равна
Таким образом, если больший поршень по площади в 10 раз больше малого поршня, то, воздействуя
с силой 1 Н на левый поршень, мы сможем создать усилие на правый поршень в 10 раз больше, то
есть поднять груз, прикладывая усилие в 10 раз меньше его веса.
Чтобы проверить, действительно ли верна выведенная нами формула предлагаю сейчас решить
задачу. Площадь меньшего поршня гидравлического пресса – 10 см2. На него действует сила 200 Н.
Площадь большего поршня – 200 см2. Какая сила действует на больший поршень?
Теперь давайте рассмотрим как работает настоящий гидравлический пресс.
III. Решение задач.(по вариантам)
Какую силу нужно приложить к меньшему
поршню площадью 0,1 м2 , чтобы поднять
тело массой 200 кг,
кг, находящееся на
поршне площадью 10 м2?
Решение
Дано
S1=0,1м2
m2=20 кг
S2=10м2
F1=?
F=
1
F1
S1
=
F2
S2
F=m·g
Решение
F2· S1
S2
F2=200 кг · 9,8 Н/кг=1960Н
F1=
1960 Н · 0,1 м2
10м2
= 19,6 Н
Ответ: 19,6 Н
Какую силу нужно приложить к меньшему
поршню площадью 0,1 м2, чтобы поднять
тело весом 500 Н, находящийся на поршне
площадью 5м2?
Решение
Дано
S1=0,1м2
F1=500H
S2=5м2
F2=?
F1 =
F2
S1
S2
F2=
F1· S2
S1
500 Н · 5 м2
= 25000 Н
0,1м2
Ответ: 25000 Н
F2 =
Информация о домашнем задании
- § 44, 45, № 4, с. 115.
- Изготовить действующий макет гидравлического пресса
(два шприца разных объемов, соломинку для коктейля)
Подведение итогов урока
Ребята, с какими новыми устройствами мы сегодня с вами познакомились.