Гидравлический пресс. 7 класс ФИЗИКА

ФИЗИКА
Методическая разработка учебного занятия
Направление: реализация принципов личностно
ориентированного обучения на уроках физики в
компьютерном классе.
Гидравлический пресс.
7 класс
Учитель физики МОУ ”СОШ № 89” г.Барнаула Ленинского
района: Мамонтова Ирина Александровна
г. Барнаул 2006
Пояснительная записка.
Использование в обучении детей физики компьютерной техники и компьютерных
технологий позволяет повысить заинтересованность в изучении предмета. Кроме того,
применение компьютеров на уроках физики позволяет решать познавательные и
личностные задачи и реализовывать другие принципы личностно ориентированного
обучения. На дисках существует множество обучающих программ, помогающих сделать
урок интересным и познавательным.
В предлагаемой разработке используется программа ”Гидравлический пресс” из
пакета учебных программ “Физика, 7-11 классы. Библиотека наглядных пособий ”
ООО ”Дрофа”.
План-конспект урока физики в компьютерном классе. 7 класс
Тема урока: Гидравлический пресс.
Тип урока: комбинированный урок.
Цели и задачи урока: познакомить ребят с понятием гидравлический пресс,
гидравлическая машина; ввести понятие компьютерная модель; используя компьютерную
модель гидравлического пресса, выявить ряд закономерностей, характерных для
реального гидравлического пресса.
Ход урока: 1 этап: организационный момент (2 минуты);
2 этап: повторение изученного (5-7 минут);
3 этап: подготовка к изучению новых знаний(1-2 минуты);
4 этап: усвоение новых знаний(20-25 минут);
5 этап: закрепление новых знаний (5-7 минут);
6 этап: домашнее задание (2 минуты).
1 этап: Проверяется готовность к уроку, отмечаются отсутствующие.
2 этап: Учитель: Сейчас мы с вами повторим предыдущий материал, а затем изучим
новую тему. Итак, ответьте мне на следующие вопросы:
1. Что такое давление, как обозначается, в чем измеряется?
2. Сформулируйте закон Паскаля?
3. Как называется прибор для измерения давлений, больших, чем атмосферное?
4. Как устроен и действует открытый жидкостный манометр?
5. Как показать, что давление жидкости на одной и той же глубине одинаково по всем
направлениям?
6. Какое явление используется в устройстве поршневого водяного насоса?
7. Как он устроен и действует?
3 этап: Учитель: Ребята, посмотрите на тему урока (тему вывожу на экран при помощи
медиа-проектора) и попытайтесь сформулировать цель сегодняшнего урока (дети
предлагают свои варианты, учитель помогает формулировать цель). Сегодня мы с вами
познакомимся еще с одним устройством. Называется оно, как вы правильно сказали,
гидравлический пресс. Используя компьютерную модель гидравлического пресса, выявим
ряд закономерностей, характерных для реального гидравлического пресса. Запишите
тему урока в тетради.
4 этап: Вывести с помощью медиа-проектора на экран схему гидравлической машины.
Учитель: Вот перед вами схема гидравлической машины (от греческого слова
гидравликос- водяной), она представляет собой два цилиндра с поршнями, соединенных
между собой. Запишем определение.
Гидравлическая машина-это машина, действие которой основано на законах движения
и равновесия жидкости. Гидравлическую машину, служащую для прессования, называют
гидравлическим прессом.
Зарисуйте схему машины в тетрадь.
F1, F2 – силы, действующие на поршни.
S1, S2 – площади сечений цилиндров.
P1=F1/S1 – давление в первом цилиндре.
P2=F2/S2 – давление во втором цилиндре.
А теперь, используя компьютерную модель гидравлического пресса, попытаемся
выявить ряд закономерностей, характерных для реального гидравлического пресса.
Компьютерная модель-это программа, которая эмитирует реальные процессы, в нашем
случае процессы, происходящие в настоящем гидравлическом прессе.
Рассаживаемся за компьютеры. Перед вами программа, которая позволяет
манипулировать параметрами гидравлического пресса. Справа табличка, в которой с
помощью бегунка можно изменять силу, действующую на первый поршень (F1) и
площади сечений цилиндров (S1и S2).
Изменяя эти величины, вы должны будете заполнить таблицу №1 (Приложение 2) и
попытаться проанализировать результаты и записать полученные выводы.
После выполнения этого задания, озвучиваем выводы. Дети замечают, давления p1и p2
во всех случаях остаются равными.
А теперь, используя модель гидравлического пресса, решите такую задачу: Определите,
какому состоянию системы соответствует максимально возможное давление? Результаты
занесите в таблицу №2 (Приложение 2).
Учитель: Садимся за парты. Отложите ваши таблички в сторону. Ребята, по какой
формуле мы можем определить давление в первом цилиндре?
Ученики называют формулу: p1=F1/S1.
Учитель: По какой формуле мы можем определить давление во втором цилиндре?
Ученики называют формулу: p2=F2/S2.
Учитель: А теперь, учитывая выводы, сделанные из анализа результатов таблицы,
скажите мне, какую формулу можно получить для расчета параметров гидравлического
пресса?
Дети называют формулу F1/S1=F2/S2
Учитель: Это же подтверждается законом Паскаля. Запишите полученную формулу в
тетрадь и выделите в рамочку, а рядом укажите ее название. Эту формулу, преобразовав,
можно записать в другом виде: F2/F1=S2/S1, где отношение F2/F1-показывает выигрыш
в силе.
Итак, что дает нам и всем людям полученная формула?
Дети высказывают свои предположения.
Учитель: Теперь мы, зная три каких-либо параметра гидравлического пресса, можем
определить четвертый и создать условия для выполнения какой-нибудь работы.
Например, для выжимания масла из семян, для прессования фанеры, картона, сена и т. д.
На металлургических заводах гидравлические прессы используют для изготовления
стальных валов, железнодорожных колес и т.д.
(С помощью проектора вывожу на экран упрощенную схему гидравлического
пресса). Прессуемое тело кладут на платформу, соединенную с большим поршнем. При
помощи малого поршня создается большое давление. Оно передается без изменения в
каждую точку жидкости и на большой поршень. Т.к. площади поршней различны, то сила,
действующая на больший поршень, будет больше силы, действующей на малый поршень.
Под действием этой силы больший поршень будет подниматься и упираться в прессуемое
тело. Оно, в свою очередь, упирается в неподвижную платформу и сжимается.
Из малого цилиндра в большой жидкость перекачивается повторными движениями
малого поршня. При его подъеме открывается первый клапан, и в пространство под
поршнем засасывается жидкость. При опускании малого поршня, первый клапан
закрывается, а второй открывается, и жидкость переходит в большой сосуд. В системе
есть манометр и предохранительный клапан, автоматически открывающийся, когда
давление превышает допустимое значение.
По такому же принципу работает и гидравлический домкрат (подъемник).
5 этап: А сейчас на конкретных примерах, мы попытаемся определить параметры
гидравлического пресса. (Условие задач вывожу на экран при помощи медиа-проектора, в
виде презентации (Приложение 1)).
Задача №1: Под действием малого поршня в гидравлическом прессе создается
давление масла, равное 60 кН/см2. Определите силу, действующую на большой поршень,
если его площадь 0,07 м2.
(задачу ученики решают самостоятельно, затем проверяют решение, сравнивая его
с решением, выведенным на экран.)
Задача №2:
Можно ли создать машину, подобную гидравлической, используя
вместо воды воздух?
Задача №3: (дополнительно) Площадь большого поршня гидравлического подъемника
375 см2 . Какую площадь должен иметь малый поршень, чтобы, действуя на него с силой
160 Н, можно было поднять груз весом 12 кН?
Теперь, работая в парах, ответьте друг другу на вопросы после параграфа 47:
1. Какой закон используется в устройстве гидравлических машин?
2. Что такое выигрыш силы?
3. Где используются гидравлические машины?
Давайте подведем итог нашего занятия. Достигли мы поставленной цели? Что нового вы
сегодня узнали? Что интересного? ( дети дают свои ответы)
И так, заполните ,пожалуйста, строчки после таблиц: я узнал, я понял, итог работы и
сдайте мне их на проверку.
6этап: А теперь, откройте ваши дневники и запишите домашнее задание: параграф 47,
упражнение 23 задание номер 2
(Затем выставляю оценки за урок)
Приложение 2.
ТАБЛИЦА №1
Измените силу (F1), действующую на первый поршень, площадь
сечения первого цилиндра (S1) и площадь сечения второго
цилиндра (S2) и заполните таблицу.
F1, H
S1, м2
P1, Па
F2, H
S2, м2
P2, Па
1
2
3
4
5
ВЫВОД:
Используя модель гидравлического пресса, решите задачу методом
подбора.
Задача: Определите, какому состоянию системы соответствует максимально
возможное давление? Результаты занесите в таблицу №2.
ТАБЛИЦА №2
F1, H
S1, м2
P1, Па
F2, H
S2, м2
P2, Па
1
Я узнал(а): ____________________________________________________________________
Я понял(а):____________________________________________________________________
Я научился(а):_________________________________________________________________
Итог работы: огромная польза, мог(ла) бы лучше, напрасно потратил(а) время, другое (что
именно?)______________________________________________________________________
Приложение 3.
Рекомендация методического объединения.
Методическое объединение учителей (предмет)____________________
школы (района)_____________рекомендует на краевой конкурс “Инновационный проект”
материалы____________________________________________________________________
(ФИО учителя)
по теме:______________________________________________________________________
Подпись руководителя МО
(общественного методиста)