Урок по теме: "Гидравлический пресс"
методическая разработка по физике (7 класс) по теме

                                  Открытый урок

                    7Б класс

Разработала и провела:

учитель физики Бугрова О.И.

Тема: Гидравлический пресс.

Урок №:

Тип урока: Урок изучения нового материала.

                      Цели и задачи урока:

Образовательная:

Знать:

-  физические основы устройства и работы гидравлической машины;

-  понятие гидравлической машины;

-  практическое применение гидравлического пресса;

Уметь:

- применять полученные знания при проведении виртуального

  эксперимента;

- владеть приемами письменной и устой речи;

  Развивающая:

 - научить исследованию, умению анализировать и обобщать результаты

   исследования с помощью компьютерных технологий;

 - продолжить формирование готовности учащихся к применению

   полученных знаний и умений в жизненных ситуациях;

 - способствовать обогащению словарного запаса;

 - продолжить работу над развитием интеллектуальных умений и навыков:

  выделение главного, анализа, умение делать выводы.

Воспитательная:

- создание благоприятной обстановки на уроке через учет

  психофизиологических особенностей учащихся;

- воспитывать аккуратность;

- способствовать воспитанию умений и навыков рационального

  использования своего времени, планирования своей деятельности.

Оборудование: средства ИКТ .

План урока.

Структурные элементы учебного занятия.

                                Ход урока.

1.Орг. момент.

Подготовка учащихся к работе на занятии.

2.Мотивация и постановка целей и задач урока.

   Объявляется тема урока. Ставятся цели и задачи урока. Разъясняется форма проведения урока.

Учитель.

Цели нашего урока следующие:

- изучить физические основы устройства и работы гидравлической машины;

- дать понятие гидравлического пресса и показать его практическое применение.

3.Проверка домашнего задания.

Проверка домашнего задания проводится в виде самостоятельной работы.

Учащимся раздаются листы с заданием, копирки.

Рис. 1                                                              

Задание 1.а) запишите название основных частей поршневого жидкостного насоса;

Ответ. 1.Поршень. 2. Клапаны. 3. Ручка.  4. Цилиндр.  5. Кран.  6. Вода.

б) выберите правильный ответ (открывается, закрывается) и запишите на месте пропусков.

При подъеме поршня нижний клапан  открывается из-за перепада давления, а верхний клапан  закрывается.

Задание 2. Какое из приведенных ниже физических явлений можно объяснить с помощью закона Паскаля:

а) газ оказывает давление на стенки сосуда, в котором он находится;

б) при нажатии на тюбик с зубной пастой ( в любом месте) из горлышка тюбика выходит паста;

в) мыльный пузырь, выдуваемый через трубочку, принимает форму шара?

Задание 3. Выполняется ли закон сообщающихся сосудов в невесомости?

Ответ. Нет.

Задание 4. Найдите ошибки в рисунке. ( см. рис. 2)

Рис.2.

Ответы сдаются учителю.

Учащиеся сравнивают свои ответы с правильными ответами, приведенными на слайде, выставляют себе оценки и сдают учителю.

4. Актуализация базовых ЗУН.

Мотивация изучения данной темы: «Гидравлический пресс

Учитель.

Вы , наверняка, наблюдали ситуацию: пробито колесо, водитель при помощи устройства легко поднимает автомобиль и меняет испорченное колесо, несмотря на то, что масса автомобиля порядка 1,5 тонны.

Видеоролик: «Гидравлическая машина».

Учитель.

На видеоролике вы видите, как человечек усилием рук поднимает достаточно тяжелую машину. Давайте вместе ответим на вопрос, почему это возможно? Для этого ответим на несколько вопросов, который помогут вам при изучении новой темы.

Фронтальный опрос.

              Вопросы ученикам.

1.Что называют давлением?

2.Как определяют давление?

3.В каких единицах измеряется давление?

4.Каким прибором измеряется давление?

5.Как располагаются поверхности однородной жидкости в сообщающихся сосудах?

6.Приведите примеры сообщающихся сосудов.

7.Сформулируйте закон Паскаля.

5.Основной материал.

А сейчас рассмотрим устройство и принцип действия гидравлической машины.

Гидравлическая (от греческого гидравликос- водяной) машина состоит из двух цилиндров разного диаметра, внутри которого могут перемещаться поршни. Пространство заполнено минеральным маслом.

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.

На слайде мы видим, что заяц, сидящий на одном поршне гидравлической машины уравновешивает двух зайцев, сидящих на другом поршне. Почему? Давайте ответим на этот вопрос. Нарисуем схему гидравлической машины.( Учащиеся рисуют схему в тетради).

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).

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.

Таким образом, с помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить большую силу.

Поэтому один заяц уравновешивает двух зайцев.

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

Итак, мы можем ответить на вопрос: «Почему водитель легко меняет колесо?»

Ответ. Получается выигрыш в силе.

Гидравлическую машину, служащую для прессования (сдавливания), называют гидравлическим прессом.

Далее учитель на примере модели гидравлического пресса рассказывает принцип действия.

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.

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.

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.

6.Первичная проверка понимания учащимися нового материала

1.Проводится на основе лаборатории: «Живая физика», при помощи которой подтверждается справедливость соотношения =.

Изменяя площадь поршней, проверяется справедливость соотношения

 =.

2.Решить задачу (если времени недостаточно, то учитель сам объясняет решение задачи, учащиеся записывают в тетрадь).

Какую силу надо приложить к меньшему поршню площадью 1 м2, чтобы поднять тело весом 500 Н, находящееся на поршне площадью 5 м2?

7. Закрепление полученных знаний.

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.

2.Решить задачу (если времени недостаточно, то учитель сам объясняет решение задачи, учащиеся записывают в тетрадь).

Какую силу надо приложить к меньшему поршню площадью 1 м2, чтобы поднять тело весом 500 Н, находящееся на поршне площадью 5 м2?

Если остается время, можно коллективно разобрать решение нескольких качественных задач, например:

1.Будет ли действовать гидравлический насос на космической орбитальной станции?

2.Будет ли гидравлический пресс работать на Луне? Будет ли какая-нибудь разница в его работе на Луне, по сравнению с работой на Земле?

3.Изменится ли давление, производимое при помощи гидравлического пресса, если вместо масла налить воду?

4. Почему в гидравлических машинах применяют масло, а не воду?

8. Итог урока. Выставление оценок.

1.Итоговое слово учителя.        

2.Выставление оценок.

9.Домашнее задание.

Параграф 47. Упр. 23.Создать модель гидравлической машины , используя шприцы разного диаметра и соломинку для коктейля