Тема: Поршневой жидкостный насос. Гидравлический пресс.

(Урок изучения нового материала).

Цель урока: изучить устройство и работу поршневого жидкостного насоса и гидравлического пресса.

Задачи урока:

• образовательная –изучение устройства и назначения водопровода и поршневого жидкостного насоса, гидравлического пресса;

• развивающая – формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать, находить примеры сообщающихся сосудов в быту, технике, природе, развивать навыки самостоятельной работы с дополнительной литературой;

• воспитательная – воспитание аккуратности, бережного отношения к оборудованию кабинета, умения слушать и быть услышанным.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор,
лабораторное оборудование: стаканы с водой, медицинский одноразовый шприц без игл с мелкими бусинками внутри.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент ( 1 минута )
Здравствуйте! Как настроение. Готовы к уроку.
В течении урока я Вам буду задавать вопросы и будем решать задачи, а вы на полях будете ставить палочки. В конце урока по этим результатам выставим оценки. Начнем?

2. Целеполагание ( 5 минут )

На прошлом уроке мы с вами рассмотрели атмосферное давление.
1. Что называют атмосферным давлением?
(Давление которое оказывает воздушная оболочка на Землю и все тела называют атмосферным давлением).
Мы с вами изучили прибор для измерения атмосферного давления.
2. Как называется прибор для измерения давления? (Барометр – анероид)
А также рассмотрели зависимость атмосферного давления от высоты.
3. Как зависит атмосферное давление от высоты?
(С высотой атмосферное давление убывает в среднем на каждые 12 км подъема уменьшается
на 1 мм рт.ст.)
Для измерения давления больших или меньших атмосферного существуют другие приборы.
4. Как они называются? (Манометры)
5. Какие бывают?
(Жидкостный и металлический)
6. Где можно измерить давление жидкостным манометром?
(В сосуде с жидкостью)
7. Где можно измерить давление металлическим манометром?
( В баллоне с газом)

3. Актуализация знаний (5 минут)

1 вариант

1. Водолаз опускается в море на глубину 90 м. Определите давление на этой глубине. Плотность морской воды 1030 кг/ м^3.

Р = 927 000 Па = 927 кПа

2 вариант

1. Определите давлении керосина если высота столба 1 м. Плотность керосина 800кг/м³.

Р = 8000 Па = 8 кПа

4. Изучение нового (20 минут)
   
   

Человечество не может существовать без воды. Вода - основной элемент нашей пищи. Потребителем воды являются промышленность, энергетика, сельское хозяйство и транспорт. На использовании воды основано санитарно-техническое оборудование жилищ (наличие ванн, душей, канализации, системы отопления и др.)
Инженерные сооружения, служащие для снабжения водой населения, а также заводов, фабрик и т. д., называются водопроводом.

А как поступает вода в водопровод?

Давайте обратимся к простым опытам.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

1). Втянуть воду шприцем.

Вопрос: почему вода поднимается вслед за поршнем? (атмосферное давление, которое действует на поверхность воды, заталкивает ее в образовавшееся пустое пространство).

Наблюдение за бусинками.

Вопрос: почему бусинки поднимаются вверх? (давление внутри шприца меньше чем атмосферное давление)

2). Выпустить воду из шприца.

Наблюдение за бусинками.

Вопрос: почему бусинки лежат внизу? (давление внутри шприца больше чем атмосферное давление).

3). Наблюдение за тем, есть ли между поршнем и водой промежуток?

Вопрос: Что в нём находится? (безвоздушное пространство)

Вывод: Поршень должен плотно прилегать к стенкам трубки, иначе вода поднимется невысоко

4). Набрать воды в шприц и вынуть его из воды.

Вопрос: Вытекает ли вода? Почему? (нет, давит атмосферное давление)

5). Вынуть поршень из шприца с водой и наблюдать за тем, что вода вытекает

Вопрос: Почему? (давление в поршне и атмосферное давление одинаковы)

Вывод: Шприц – простейший насос.

Схема устройства водопровода показана на рисунке 125. С помощью насоса 2 вода поступает в большой бак с водой, находящийся в водонапорной башне 1. От этой башни вдоль городских улиц на глубине примерно 2,5 м проложены трубы, от которых в каждый отдельный дом идут специальные ответвления, оканчивающиеся кранами. Эти краны не могут располагаться выше уровня воды в баке водонапорной башни, так как иначе вода до них доходить не будет.

В бак водонапорной башни вода подается насосами. Это, как правило, центробежные насосы с электрическим приводом. Мы здесь рассмотрим принцип действия другого насоса-так называемого поршневого жидкостного насоса, изображенного на рисунке 126. Основными частями этого насоса являются снабженный клапаном 1 поршень и цилиндр с клапаном 2. Когда поршень опускается вниз, вода под ним закрывает клапан 1 и открывает клапан 2. Через этот клапан вода из цилиндра по трубе 3 начинает накачиваться в верхний резервуар с водой (например, в бак водонапорной башни).

При подъеме поршня клапан 2 закрывается, а клапан 1, наоборот, открывается. Через трубу 4 вода поступает в насос и заполняет цилиндр. При последующих опусканиях и поднятиях поршня процесс будет повторяться, и вода, порция за порцией, будет перекачиваться по трубе 3 в верхний резервуар.

Физкультпауза (3 минуты)

Видеоурок ( 6 минут)

4. Закрепление материала ( 5 минут)
   Ребята, с какими новыми устройствами мы сегодня с вами познакомились.

4. Подведение итогов. ( 2 минуты)
   
   Выставление оценок учащимся.

5. Домашнее задание. (2 минуты)

- § 44, 45
- Изготовить действующий макет гидравлического пресса
(два шприца разных объемов, соломинку для коктейля)

1. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м², чтобы поднять тело массой 200 кг, находящееся на поршне площадью 10 м²?

Дано:

СИ

Решение:

S₁ = 0,1 м²

 

F1/F2 = S1/S2

m₂ = 20 кг

 

F2 = mg

S₂ = 10 м²

 

F1 = F2S1/S2

F₁ = ?

 

F2 = 200 * 9,8 = 1960 Н

 

F1 = 1960 *0,1/ 10 = 19,6 Н

2. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м², чтобы поднять тело весом 500 Н, находящийся на поршне площадью 5 м² ?

Дано:

СИ

Решение:

S₁ = 0,1 м²

 

F1/F2 = S1/S2

F₁ = 500 Н

 

S₂ = 5 м²

 

F2 = F1*S2/S1

F₂ = ?

 

 

F2 = 500 *5 / 0,1 = 25000 Н

3. Два сосуда наполнены до одного и того же уровня. Сосуд А наполнен водой, сосуд В – керосином. Одинаково ли давление на дно сосудов? Будет ли перетекать жидкость из одного сосуда в другой, если открыть кран.

А_вода В_{керосин}

(Давление воды на дно и кран больше, чем давление керосина (р_b> р_k), следовательно, при открытом кране вода перетечет в сосуд с керосином.)

1. Найти с какой силой вода сдавливает скафандр водолаза, если его площадь 2 м², а глубина, на которую опускается водолаз 50 м (плотность морской воды 1030 кг/м³).

Дано:

СИ

Решение:

S = 2 м²

 

p = F/S => F = p*S

h = 50 м

 

ρ = 1030 кг/м³

 

p = g*ρ*h = 10 * 1030 * 50 = 515000 Па

F = ?

 

 

F = 515000 * 2 = 1030000 Н = 1030 кН