Гидравлические машины

Физика

7 класс

Тема: Насосы. Гидравлический пресс.

Ход урока.

I.Организационный момент.

Цель: сообщить тему урока, сформулировать цели урока, настроить учащихся на работу.

1. Опорное повторение.

Вопросы:

1. Слайды 1,2. Устные ответы на вопросы, приведенные на слайдах.

1. Мотивация и сообщение темы урока.

Слово учителя: Человек, поселяясь там, где нет источников воды, вынужден организовать ее доставку к месту жилища, ее очистку. Вода нужна человеку не только для питья, но и для полива сельскохозяйственных угодий, гигиенических процедур, тушения пожаров и т.д. Ясно, что даже в городе на берегу реки необходимо иметь устройства, позволяющие поднимать воду наверх. Первыми такими устройствами был простейшие подъемники. Именно с их помощью, в основном, и доставали воду из колодцев и водоемов до XVIII века.

Однако еще в 1 в. н. э. древнегреческим учёным Героном из Александрии описана пожарная помпа, изобретенная древнегреческим механиком Ктесибием  (Слайд3) Такая помпа использует два поршня  и четыре клапана, с помощью которых вода постепенно заполняет центральный цилиндр помпы под давлением. Когда уровень воды в центральном цилиндре достигает отверстия, то вода по трубке, надеваемой на патрубок, отходящий от отверстия, вырывается наружу и направляется на очаг огня. Такая помпа использовалась пожарными вплоть до середины XX века.

(Слайд 4) Ручные поршневые насосы, в которых поршень создает разрежение, а атмосферное давление подает под него воду, в настоящее время еще сохранились на садовых участках. В них только один поршень и два клапана. В остальном их принцип действия такой же, как в древней пожарной помпе. Рассказ об устройстве диафрагменного насоса по слайду. Своего расцвета поршневые насосы достигли в XIX веке, когда стали использовать стальные поршни, приводимые в движение паровыми машинами

4). Развитие в XX веке электроэнергетики, появление разнообразных двигателей, от дизельных до электрических, необходимость добывать нефть из глубоких скважин – все это способствовало изобретению новых типов насосов, позволяющих использовать вращение вала двигателя.

Широкое распространение получили, например, шестеренчатые,  центробежные, диафрагменные насосы. Они позволяют поднимать жидкости на высоту больше, чем 10 м. Например, в США для насосной станции Гранд-Кули был создан вертикальный одноступенчатый центробежный насос, способный подавать 138 000 м³/ч на высоту 95 м. Отличительная черта всех этих насосов – ускорение поступающей жидкости до большой скорости.

Рассказ об устройстве диафрагменного насоса по слайду (Слайд 5)

1. Стадия осмысления.

Цель: объяснить принцип работы гидравлических машин.

Другие замечательные машины,  принцип действия которых основан на законе Паскаля –позволяют, прилагая малые усилия, добиваться воздействия огромных сил на нужные объекты.

Устройство их просто: два сообщающихся сосуда с разными площадями оснований, в которых сжатая жидкость передает усилие одного поршня другому.

1. Если на поршень с площадью S₁ надавить с силой F₁, то давление под поршнем (слайд 6) будет равно

.

На том же уровне в правом сосуде давление тоже будет равно p₁,. Однако если площадь правого поршня будет равна S₂, то сила действия жидкости на правый поршень будет равна

Таким образом, если правый поршень по площади в 10 раз больше левого поршня, то, воздействуя с силой 1 Н на левый поршень, мы сможем создать усилие на правый поршень в 10 раз больше

2. Сколько жидкости убудет из левой половины сосуда, столько же ее прибудет в правую половину. Поэтому если мы сдвинем левый поршень на 10 см, правый поднимется лишь на 1 см Чтобы поднимать тела, используют систему клапанов и повторяют процедуру опускания и подъема левого поршня несколько раз. Та кработает гидравлический домкрат

Попробуйте по слайду сами рассказать, как работает гидравлический домкрат.

3. Если над поршнем справа поставить неподвижную перекладину, то груз упрется в нее, и мы будем сдавливать его с большим усилием. Такое устройство называется гидравлическим прессом.

В серьезных технических устройствах нагнетание масла происходит не вручную, а с помощью специального двигателя.

1. Стадия рефлексии.

Цель: применение полученных знаний при решении задач и при ответах на вопросы.

Необходимо сформулировать ответы на вопросы, приведенные на слайдах 6,7.

.

Домашнее задание – слайд 8

1. Подведение итогов, выставление оценок.