Урок-практикум по теме: Равенство работ при использовании простых механизмов. «Золотое правило механики»
Вставьте пропущенные слова:
Пути, пройденные точками приложения сил на рычаге, обратно пропорциональны ______________.
Действуя на длинное плечо рычага, мы выигрываем в ____________, но при этом во столько же раз проигрываем в _______________.
При использовании рычага выигрыша в ___________________________ не получают. Не дает выигрыша в __________________ и неподвижный блок. Подвижный блок не дает выигрыша в _____________.
Многовековая практика показала, что __________________________________________.
Ответьте на вопросы:
- Для чего применяют простые механизмы, если они не дают выигрыша в работе?
- Во сколько раз проигрывают в пути, используя для поднятия грузов подвижный блок?
Решим задачу:
- С помощью рычага подняли груз массой 200 кг. На какую высоту был поднят груз, если сила, действующая на длинное плечо рычага, совершила работу 400 Дж.
- При помощи рычага приподняли немного дверь весом 0,84 кН, действуя на длинное плечо силой 30Н. При этом была совершена механическая работа 26Дж. На какую высоту была приподнята дверь, и как велико расстояние, на которое переместился конец длинного плеча рычага?
Сделаем пояснительный рисунок:
С помощью подвижного блока груз подняли на 3 м. На сколько пришлось вытянуть свободный конец веревки?
Здесь F 1 – сила тяжести груза;
F 2 – сила, которую прикладывают к веревке, чтобы поднять груз.
h 1 – высота, на которую нужно поднять груз (т.е. путь, который пройдет груз при его поднятии);
h 2 – высота, на которую пришлось вытянуть веревку (т.е. путь, который «пройдет» веревка).
F 2
h 2
Замечание: то есть, индексом 1 обозначаем величины, связанные с грузом, а индексом 2 – с веревкой.
F 1
h 1
- Дано: Си: Решение:
- h 1 = 3м 1) Воспользуемся «золотым правилом» механики: А 1 = А 2
- h 2 = ? 2) Работу определим по формулам А 1 = F 1 ·h 1 ; А 2 = F 2 ·h 2
- Так как левые части этих уравнений равны, то должны равняться и правые части,
- следовательно, F 1 ·h 1 = F 2 ·h 2
- 3) Учитывая, что блок подвижный, вспомним, что он дает выигрыш в силе в 2 раза.
- Значит , т.е. F 2 = 2F 1
- 3) F 1 ·h 1 = 2F 1 ·h 2 ;
- h 1 = 2·h 2 , поэтому h 2 = h 1 / 2 = 3м/2 = 1,5 м
- Ответ: h 1 = 1,5 м.
По образцу решите задачу:
- На какую высоту с помощью подвижного блока можно поднять груз, если при поднятии пришлось вытянуть 5м свободного конца веревки?
- Придумайте задачу на изучаемую тему и решите ее.
Домашнее задание:
- § 62, упражнение 31 (стр. 181 учебника), письменно.