Урок по теме : Гидравлический пресс

Урок по теме : Гидравлический пресс

Тип урока: изучение нового материала.

Цель урока: изучить устройство, принцип работы и применение гидравлического пресса.

Задачи:

образовательная:

• познакомить учащихся с принципом работы гидравлического пресса;

• сформировать у учащихся представление о практическом применении гидравлического пресса.

развивающая:

• развивать логическое мышление учащихся;

• развивать у учащихся мыслительные операции: анализ, сравнение, обучение;

• Развить представления об использовании пресса в различных областях жизни человека

воспитательная:

• побуждать интерес к изучаемому материалу;

• воспитывать нравственные качества;

• способствовать воспитанию умений и навыков рационального использования своего времени, планирования своей деятельности.

Оборудование: Интерактивная доска , модель гидравлического пресса, шприц, пипетка, присоски

Ход урока:

I. Организационный момент

Приветствие. Выдача домашнего задания

II. Актуализация

Беседа с учащимися:

1)Друзья, на прошлом уроке вы изучали поршневой жидкостный насос. Так вот , французский писатель-гуманист Франсуа Рабле в своем романе «Гаргантюа» (1535) пишет (ч. 1, гл. 5) о средневековых физиках, которые были уверены, что «природа боится пустоты», и этим объясняли, например, подъем воды в насосах . Выражение принадлежит древнегреческому философу Аристотелю (384—322 до н. э.).

А вы как можете мне объяснить работу этого устройства?

2) Еще одна проблема. В 16 веке мастера, сооружавшие фонтаны в Италии, столкнулись со странной трудностью: никаким поршнем нельзя было поднять воду в трубе выше 10 метров 30 сантиметров. А дальше, как ни тянули вверх поршень, вода за ним не следовала. Сначала решили, что виноваты рабочие – не умеют обращаться с инструментами. Потом стали ругать мастеров – взялись за дело, с которым не могут справиться. На место этих мастеров взяли других, которые хвастали, что поднимут воду хоть на 30 метров. Но очень скоро хвастуны замолкали и начинали чесать в затылке: непослушная вода останавливалась на 10 метрах, хоть плачь. О неудачливых строителях фонтанов стали судачить по всей Европе.

Один итальянец, не веря рассказам, поставил опыт прямо у себя во дворе. К стене своего дома он вертикально приделал свинцовую трубу длиной в 11 м. Нижний ее конец, на котором был кран, опустили в бочку, до половины заполненную водой, и стали заливать воду в трубу.

Вы что-нибудь слышали об этой проблеме?

Блез Паскаль взялся за решение этого вопроса .

Сначала он проверил, будет ли зависеть высота водяного столба от формы трубки. Для этого он заказал трубки прямые, извилистые, с баллонами наверху и без них. Во всех вода останавливалась на тех же 10 м 30 см. Паскаль сделал вывод о том, что давление воды на дно не зависит от количества жидкости или формы сосуда, а только от уровня жидкости.

Он догадался, что воздух во многом имеет те же свойства, что и вода: вес, плотность, объем. А значит, закономерности, действующие в жидкостях, применимы и к газам.

Обобщив все наблюдения, за несколько следующих лет Паскаль написал «Трактат о равновесии жидкостей». В нем он понятным языком, доступным обычному человеку, рассказал о том, как жидкость давит на находящиеся в ней предметы – не только сверху, но и сбоку, и даже снизу, причем со всех сторон одинаково. Этот принцип лег в основу новой науки – гидростатики, и был назван «законом Паскаля».

Также ученый проводил опыты с ртутью, которыми доказал , что давление жидкости также зависит от ее плотности . И , поскольку, ртуть -тяжелая, плотная жидкость, то она под действием давления воздуха поднимается только 76см.

III. Изучение нового материала.

Устройство гидравлического пресса, домкрата

А теперь, попробуйте мне объяснить принцип работы удивительного устройства- гидравлической машины.

Устроена она следующим образом. Два цилиндра с поршнями соединены между собой перемычкой. Что это( сообщающиеся сосуды). И если двигать поршень в одном сосуде с силой, например, 10Н, то можно поднять гирю, находящуюся на широком сосуде весом, например, в 100кг. Да, что там гирю, машину можно поднять!

Давайте разберемся, как такое возможно?

Высказывания учащихся.

Объяснение:

Великий Паскаль нам доказал, что давление передается в жидкостях по всем направлениям одинаково, поэтому давление, производимое поршнем в левой части будет равно давлению в правой части.

Р1=Р2 . Но давление вычисляется по формуле Р= , значит, , отсюда следует, что . Значит, если поршень 2 шире поршня 1 в 100раз, то и силу действия он будет иметь в 100раз больше.

Таким образом, с помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить большую силу, т. е. получить выигрыш в силе.

Принцип действия гидравлического пресса. 

В гидравлической машине сила F2 во столько раз больше силы F1, во сколько раз площадь большего поршня S2 больше малого поршня S1.

IV. Закрепление

Реши задачу . Мы хотим использовать домкрат для того, чтобы поднять автомобиль массой 1200кг и заменить колесо. Какую площадь должен иметь широкий поршень, если узкий имеет площадь 1см² и усилие человека на него равно 20Н ?

Решение:

S1=1см² ; S2= = =200см²

F1=60H

F2=12000Н

S2- ?

Область применения гидравлического пресса. 

1)Гидравлические прессы применяются там, где требуется большая сила. 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.

2) Гидравлический домкрат

Устройство домкрата:

Широкий цилиндр, большой поршень, клапан

Узкий цилиндр, малый поршень, клапан

резервуар

Первичная проверка понимания учащимися нового материала.

V. Итог урока.

1. Фронтальный опрос.

Вопросы:

1. Какой закон используется в устройстве гидравлических машин? Ответ. Закон Паскаля.

2. Что является основной частью гидравлической машины? Ответ. Два цилиндра различного диаметра, соединенные трубкой.

3. От чего зависит выигрыш в силе гидравлической машины? Ответ. От отношения площадей большого и малого поршня.

4. Для чего используют гидравлический пресс? Ответ. Применяют в промышленности, сельском хозяйстве, в виде гидравлических приборов и тормозов.

VI. Рефлексия

VII. Домашнее задание.

1. Параграф 49.

2. Упр. 25 (1, 3).

3. Создать модель гидравлической машины, используя шприцы разного диаметра и соломинку для коктейля.