Урок физики в 7 классе по теме Гидравлический пресс

Тема: Гидравлический пресс.

РМО. Открытый урок физики в 7 классе.

Ход урока.

Цели урока:

Образовательные:

Познакомить с устройством и действием гидравлического пресса, его применением и использованием. Выяснить, на каком явлении основана работа пресса.

Развивающие:

Осуществление межпредметной связи.

Развитие навыков самостоятельной работы

Умение выделить главное в изученном, составить план своего рассказа

Воспитательные:

Привитие чувства гордости за развитие науки, техники в стране и области

Воспитание любознательности, привитие навыков самостоятельной работы.

Организационный момент.

- Здравствуйте мои любимые ученики.

- Давайте наш урок начнем с пожелания друг другу добра.

Я желаю тебе добра, ты желаешь мне добра, мы желаем друг другу добра. Если будет трудно - я тебе помогу, мы поможем друг другу.

- Я рада, что у нас отличное настроение. Уверена, что урок пройдет интересно и увлекательно.

- Мы хорошо поработали над предыдущими темами. Какими, давайте вспомним? (Давление, сообщающиеся сосуды, закон Паскаля, атмосферное давление. Барометр, манометры, действие жидкостного водяного насоса)

А сейчас вспомним некоторые моменты из прошлых уроков и проведем маленький опрос.

Фронтальный опрос.

Вопросы:

1. От чего зависит давление жидкости? (от высоты столба жидкости.)

2. По какой формуле рассчитывается давление жидкости на дно и стенки сосуда? (р=gh)

3. Как передается давление, производимое на жидкость или газ? (По всем направлениям одинаково.)

4. Кто доказал это утверждение? (Блез Паскаль.)

5. Какое явление используется в устройстве поршневого водяного насоса? (атмосферное давление)

6. Как устроен и действует водяной насос?

А теперь предлагаю выполнить следующее задание.

Задание. Если утверждение верно – напиши «да», если – неверно, то напиши «нет»

1. Вес тела измеряется в Н.

2. Масса 30 г=0,03 кг.

3. Вес тела находим по формуле Р=mg.

4. Формула давления - p = 

5. Давление производимое на жидкость или газ, передается в любую точку неодинаково во всех направлениях.

6. Однородная жидкость в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне.

7. Единица измерения площади – м2 .

8. Единица измерения давления- кг/м3 .

9. Прибор для измерения атмосферного давления – барометр?

10. Автомобиль и человек создают равную силу давления. Автомобиль и человек оказывают  равное давление?

Выполним самопроверку.

(да, да, да, да, нет, да, да, нет, да, нет, ?) Правильные ответы!

Для самопроверки.

Затруднения? В чем?

Анализ ответа на вопрос 10.

Создание проблемной ситуации.

Очень часто в нашей повседневной жизни мы сталкиваемся с необходимостью перемещать различные предметы. Скажите, вы можете поднять груз массой 5 кг, а груз массой 10 кг? А если он будет 200 кг? Уже сложно.

Как показывает практика человеческие возможности не безграничны и вот тогда очень часто нам приходится использовать маленькие хитрости, чтобы увеличить силу человеческого воздействия. С одним из таких устройств, мы познакомимся на сегодняшнем уроке.

- Посмотрите примеры других устройств. (Слайд с картинками гидравлических машин)

- Сделайте предположение,  какое задание предстоит выполнить?

 - Что объединяет все эти устройства? Для чего они служат? (помогают нам увеличить силу воздействия человека)

- Поняв, по какому признаку подобраны рисунки, вы сможете определить тему нашего урока

На чем основано их действие? (От греч. «гидравликос» - водяной – это машины действие которых основано на законах движения и равновесия жидкостей.)

- Итак, сделайте выводы. ( Тема нашего урока «Гидравлический пресс»)

Гидравлический пресс – это механизм.

По какому плану целесообразно изучать механизм?

Прими участие в проектировании урока.

Ожидаемый ответ:

1) Назначение механизма

2) Устройство механизма.

3) Принцип работы.

4). Примеры применения на практике.

Изложение темы. Вступительное слово учителя:

Итак, тема сегодняшнего урока «ГП». Он помогает нам увеличить силу воздействия человека.

Почему именно гидравлический?

«Гидравликос» - в переводе с греческого языка водяной. Следовательно, это машина, работающая на законах, присущих воде. Вода. Кажется, так много знаем о ней. Мы узнаем её в виде жидкости и твердом теле, мы любуемся её парами, протекающими над нами в виде облаков. Вода является одним из самых сильных растворителей, т. е. разрушает горные породы, граниты. Существует очень много загадок воды, которые ещё нужно разгадать.

Учитель: А объяснить действие гидравлического пресса поможет нам закон Паскаля, работа которого основана на законах движения и равновесия жидкости.

ГП помогает нам получить большой выигрыш в силе, если мы прикладываем незначительное усилие. Основой любого ГП является сообщающийся сосуд сложной формы. Он состоит из двух цилиндров разного диаметра, снабженными поршнями и соединенные трубкой. Цилиндры заполнены жидкостью (водой, маслом или другой жидкостью). Как вы видите площадь малого поршня во много раз меньше площади большого поршня.

Так как два цилиндра – сообщающиеся сосуды, то при отсутствии нагрузки на поршни, жидкость устанавливается в цилиндрах на одном уровне.

Если на один из поршней положить груз, то жидкость начнет перемещаться, пока снова не установится равновесие.

Рассмотрим схему гидравлической машины. ( у Учащиеся схема на листках).

F₁  и F₂ – силы, действующие на поршни, S₁ и S₂ – площади поршней.

Учитель.

На основе закона Паскаля, что мы можем сказать о давлении р₁ и р₂?

Ученик.

Эти давления равны.

Чему равно давление под малым поршнем?

Ученик.

p₁=;

Учитель.

Чему равно давление под большим поршнем?

Ученик.

р₂=;

Учитель.

Следовательно,  =, откуда, при помощи математических преобразований, получаем, что =. Вывод: сила F₂ во столько раз больше силы F₁, во сколько раз площадь большего поршня больше площади малого. (Все что на слайде учащиеся записывают в тетрадь). Тогда делаем вывод: При работе гидравлического пресса создается выигрыш в силе равной отношению площади большого поршня к площади малого поршня.

Таким образом, с помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить большую силу. Значит Гидравлический пресс увеличивает производительность труда.

Например, если площадь большого поршня 500 см², а малого 5 см² и на малый поршень действует сила 100 Н, то на больший поршень будет действовать сила, в 100 раз большая, т. е. 10 000 Н.

Отношение  показывает выигрыш в силе. Например, в приведенном примере выигрыш в силе равен 100.

А теперь сможете ответить на вопрос поставленный в начале урока. Поднять груз массой 200 кг? И еще ответить на вопрос: «Почему водитель легко меняет колесо?»

Ответ. Получается выигрыш в силе.

Принцип действия ГП.

А теперь рассмотрим принцип действия ГП. (ФИЛЬМ)

Прессуемое тело кладут на платформу, соединенную с большим поршнем. При помощи малого поршня создается большое давление на жидкость. Это давление без изменения передается в каждую точку жидкости, заполняющей цилиндры. Поэтому такое же давление действует и на больший поршень. Но так как его площадь больше, то и сила , действующая на него будет больше силы, действующей на малый поршень. Под действием этой силы больший поршень будет подниматься. При подъеме этого поршня тело упирается в неподвижную верхнюю платформу и сжимается. Манометр, при помощи которого измеряют давление жидкости, - предохранительный клапан, автоматически открывающийся, когда давление превышает допустимое значение.

Из малого цилиндра в большой жидкость перекачивается повторными движениями малого поршня.

Применение.

Гидравлические прессы применяются там, где требуется большая сила. Рассмотрим примеры применения ГМ.

Например, для выжимания масла из семян на маслобойных заводах, для прессования фанеры, картона, сена. На металлургических заводах гидравлические прессы используют при изготовлении стальных валов машин, железнодорожных колес и многих других изделий. Современные гидравлические прессы могут развивать силу в сотни миллионов ньютон.

Миллионы автомобилей оборудованы гидравлическими тормозами. Десятки и сотни тысяч экскаваторов, бульдозеров, кранов, погрузчиков, подъемников оборудованы гидравлическим приводом.

В огромных количествах используются гидравлические домкраты и гидропрессы в самых различных целях – от напрессовки на вагонные колесные пары бандажей до подъема ферм разводных мостов для пропуска судов на реках.

Закрепление. Решение задач.

А теперь решим задачу.

1. Какую силу необходимо приложить для того, чтобы поднять груз массой 200 кг с помощью ГП. Площадь малого поршня 0,1м², а площадь большого поршня 10 м².

Итак, нам необходимо рассчитать силу F₁. Для этого воспользуемся формулой.

Задача 2. В гидравлическом прессе площадь малого поршня 2 см², большого– 200 см².Сила малого поршня 400Н, большого 36кН. Каков выигрыш в силе?

Решение:

Ответ: выигрыш в силе равен 90.

Тренинг. Слайд из КФ.

Повторение:

1. Что изучали на уроке?

2. На каком явлении основана работа гидравлического пресса?

3. Что является основной деталью в устройстве гидравлического пресса?

4. Где применяется гидравлический пресс?

Итог урока.

Рефлексия. Сегодня на уроке меня больше всего поразило…

Меня на уроке удивило…

Мне больше всего запомнилось…

Для себя я сделал следующее открытие…

Если ум, старанья прилагаются,

То задачи быстро разрешаются.

Как видите, - класс все решил,

А кое-кто «пятерки» получил.

Старанья, знания я требую от вас,

Мой удивительный, трудолюбивый класс.

Домашнее задание:

§ 47, вопросы к параграфу, упр. 23 (1).

Заключение. Блез Паскаль сформулировал закон о передаче давления жидкостями и газами в 17 веке. А мы, люди 21столетия, используя практическое воплощение этого закона, порой даже и не знаем, кому сказать спасибо. Думаю, что теперь вы сможете подсказать своим взрослым родственникам или знакомым, на чьём принципе основано действие гидравлического домкрата, лежащего в гараже, или гидравлического пресса на заводе, показанного по телевизору. О других приборах и устройствах, связанных с давлением в жидкостях и газах вам ещё предстоит узнать на последующих уроках. Урок окончен. До новых встреч!