Тема урока «Водопровод. Гидравлический пресс». Поршневой жидкостный насос. Водопровод. презентация к уроку по физике (7 класс) на тему Поршневой жидкостный насос гидравлический пресс презентация

Поршневые насосыК поршневым насоса относят возвратнопоступательные насосы, у которых рабочие органы
выполнены в виде поршней. Весьма
распространенной разновидностью поршневых
насосов являются насосы плунжерного типа,
применяемые в двигателях внутреннего сгорания.
Поршневые насосы классифицируют:
- По числу поршней: 1-, 2-, 3-х и много поршневые;
- По организации процессов всасывания и
нагнетания – одно- или двухстороннего действия;
- По кинематике приводного механизма: приводные
насосы с кривошипно-шатунным механизмом,
прямодействующие, с ручным приводом.

Роторные насосы

Шестеренные насосы

Винтовые насосы

Цель урока: Сформировать знания о системе водоснабжения и работе гидравлических устройств; Сформировать знания о системе водоснабжения и работе гидравлических устройств; устройство и принцип действия гидравлического пресса; устройство и принцип действия гидравлического пресса; чем определяется выигрыш в силе; чем определяется выигрыш в силе; знать формулу гидропресса. знать формулу гидропресса.

Как изменяется давление атмосферы при увеличение высоты над Землёй? Как изменяется давление атмосферы при увеличение высоты над Землёй? Почему воздушный шарик, наполненный водородом, при подъеме над Землёй увеличивается в объеме? Почему воздушный шарик, наполненный водородом, при подъеме над Землёй увеличивается в объеме?

Водопровод Схема устройства водопровода 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.

Поршневой жидкостный насос 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. 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.

Устройство Устройство гидравлического пресса гидравлического пресса основано на законе. основано на законе. Паскаля Паскаля Два сообщающихся Два сообщающихся сосуда наполнены однородной жидкостью и закрыты двумя поршнями, площади которых S 1 и S 2 (S 2 > S 1). По закону Паскаля имеем равенство давлений в обоих цилиндрах: p 1 =p 2 сосуда наполнены однородной жидкостью и закрыты двумя поршнями, площади которых S 1 и S 2 (S 2 > S 1). По закону Паскаля имеем равенство давлений в обоих цилиндрах: p 1 =p 2 S 1). По закону Паскаля имеем равенство давлений в обоих цилиндрах: p 1 =p 2 сосуда наполнены однородной жидкостью и закрыты двумя поршнями, площади которых S 1 и S 2 (S 2 > S 1). По закону Паскаля имеем равенство давлений в обоих цилиндрах: p 1 =p 2">

При работе гидравлического пресса создается выигрыш в силе, равный отношению площади большего поршня При работе гидравлического пресса создается выигрыш в силе, равный отношению площади большего поршня к площади меньшего. к площади меньшего. F2F2 F1F1 S2S2 S1S1

1. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2, чтобы поднять тело весом 500 Н, находящийся на поршне площадью 5м 2 ? 2. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 2. Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2, чтобы поднять тело массой 200 кг, находящееся на поршне площадью 10 м 2 ? 0,1 м 2, чтобы поднять тело массой 200 кг, находящееся на поршне площадью 10 м 2 ?

Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2, чтобы поднять тело весом 500 Н, находящийся на поршне площадью 5м 2 ? Дано S 1 =0,1м 2 F 1 =500H S 2 =5м 2 F2=?F2=?F2=?F2=? Решение F2=F2= F 1 · S 2 S 1 F2=F2= 500 Н · 5 м 2 0,1м 2 = Н Ответ: Н F1F1 F2F2 S1S1 S2S2 =

Какую силу нужно приложить к меньшему поршню площадью 0,1 м 2, чтобы поднять тело массой 200 кг, находящееся на поршне площадью 10 м 2 ? Дано S 1 =0,1м 2 m 2 =20 кг S 2 =10м 2 F1=?F1=?F1=?F1=? Решение F1=F1= F 2 · S 1 S 2 F1=F1= 1960 Н · 0,1 м 2 10м 2 = 19,6 Н Ответ: 19,6 Н F = m · g F 2 =200 кг · 9,8 Н/кг=1960Н F1F1 F2F2 S1S1 S2S2 =

Домашнее задание: - ξ 44, 45, 4, с Изготовить действующий макет гидравлического пресса (два шприца разных объемов, соломинку для коктейля)

Поршневой насос один из видов объемных гидромашин, в котором вытеснителями являются один или несколько поршней(плунжеров), совершающих возвратно- поступательное движение. В отличие от многих других объемных насосов, поршневые насосы не являются обратимыми, то есть, они не могут работать в качестве гидродвигателей из- за наличия клапанной системы распределения.

В цилиндре под действием усилия тяги (штока) поршень перемещается вверх –вниз. Тяга поршня пропущена через верхнюю крышку через фланец с резиновым уплотнителем. В поршне установлен обратный клапан. Такой же клапан имеется и в во входной трубе, которая подсоединена к нижней крышке насоса. Когда поршень опускается вниз, вода через клапан в поршне перетекает в над поршневое пространство (нижний клапан закрыт давлением воды). Когда поршень начинается двигаться вверх, вода из надпоршневого пространства начинает вытесняться и выливается в выходную (выпускную) трубу. Одновременно с этим, в под поршневом пространстве образуется разряжение, нижний клапан открывается и вода начинает подсасываться вверх, вслед за поршнем. Далее цикл повторяется.

Такие насосы (ручные колонки), можно использовать тогда, когда грунтовые воды (колодец или скважина) имеют высокий уровень вод. Т.е. вода находится достаточно близко к поверхности земли. Максимальный предел глубины залегания воды для таких насосов – 8 метров. Поднимать воду с большей глубины таким насосом вам не позволит атмосферное давление. В настоящее время поршневые насосы используются в системах водоснабжения, в пищевой и химической промышленности, в быту. Диафрагменные насосы используются, например, в системах подачи топлива в двигателях внутреннего сгорания.

Класс: 7

Презентация к уроку

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока : Приобретение знаний о конкретных технических устройствах, созданных людьми для удовлетворения своих потребностей на основе открытых законов.

Задачи урока:

• Изучитьустройство, назначение водопровода и поршневого жидкостного насоса.
• Закрепить знания на расчет числовых значений физических величин в конкретных ситуациях.

Оборудование: Компьютер, проектор, интерактивная доска или экран, СД диск “Библиотека наглядных пособий по физике” 7-11 кл. от “1С:Образование 3.0” (Дрофа, Формоза) и презентация (с набором слайдов, подготовленных к уроку).

Демонстрации:

• Презентация.
• Компъютерная анимация “Принцип действия насоса” (СД-диск “Библиотека наглядных пособий по физике” 7-11 кл. от “1С:Образование 3.0”).

Ход урока

1. Организационный момент (1 мин).

2. Повторение изученного. Фронтальный опрос-беседа (10-15 минут).

Учитель: Отгадайте две загадки (учитель читает загадки, а на экране демонстрируются слайды из презентации):

1 слайд (мужчина на скале)

Поднимаемся мы в гору,
Стало трудно нам дышать.
А какие есть приборы,
Чтоб давленье измерять?
(отв. барометр)

смена слайда

2 слайд (изображение барометра)

На стене висит тарелка,
По тарелке ходит стрелка.
Эта стрелка наперед
Нам погоду узнает.
(отв. барометр)

Учитель: Что же такое барометр?

Ученик: Барометр-это прибор для измерения атмосферного давления.

смена слайда

3 слайд (водяной барометр Паскаля)

Учитель: (учитель вызывает ученика к доске)

На рис. изображен водяной барометр Паскаля. Чему равна высота столба воды в этом барометре при нормальном атмосферном давлении?

)

Учитель: Сверим решение задачи.(открывает 2 часть слайда кликом мыши). Какие барометры чаще всего применяют на практике и почему?

Ученик: На практике чаще всего используют барометр-анероид (от греческого слова “анерос” - безжидкостный), т.к. такие барометры портативны, надежны и в них отсутствует жидкость.

Учитель: Расскажите внутреннее устройство этого прибора.

смена слайда

4 слайд (внутреннее устройство барометра-анероида)

Ученик: (Показывая на слайде) Главная часть барометра - гофрированная металлическая коробочка, из которой откачен воздух, а чтобы атмосферное давление ее не раздавило, крышку пружиной оттягивают вверх. К пружине с помощью передаточного механизма прикреплена стрелка, которая передвигается вдоль шкалы при изменении давления.

Учитель: Для чего используют манометры и где их применяют?

Ученик: Манометры используют для измерения давлений жидкости или газов. (от греческого слова “манос” - редкий, не плотный). Их применяют в технике, медицине (изм. давл. человеку, давления воздуха в акваланге, определение давления в газовых баллонах и т.п.)

Учитель: Какие разновидности манометров вы знаете?

Ученик: Существуют различные конструкции манометров. Наиболее простые: металлический или трубчатый

смена слайда

Учитель: Расскажите устройство металлического манометра, используя слайд, который перед вами.

смена слайда

6 слайд (устройство металлического / трубчатого манометра

Ученик: (Показывая на слайде) Основной частью трубчатого манометра является согнутая в дугу полая металлическая трубка. Один конец которой запаян и при помощи механических звеньев соединен со стрелкой, а другой с помощью крана соединяется с сосудом, в котором измеряют давление.

Учитель: Какие еще манометры бывают? Расскажите устройство такого манометра.

Ученик: Еще существует жидкостной U-образный манометр

смена слайда

7 слайд (устройство жидкостногоU-образного манометра)

Ученик: (Показывая на слайде) Жидкостный U-образный манометр. Его основной частью является двухколенная стеклянная трубка, имеющая форму латинской буквы “U”, в которой налита жидкость (например, вода или спирт). Работа такого манометра основана на сравнении давления в закрытом колене с внешнем давлением в открытом колене. По разности высот жидкости в коленах судят об измеряемом давлении.

Учитель: Какие сосуды называют сообщающимися. Приведите примеры.

Ученик: Сообщающимися сосудами называют сосуды, соединенные между собой. Это самовар, чайник, сифон под раковиной, водомерное стекло, водопровод, артезианские колодцы.

Учитель: Сформулируйте закон сообщающихся сосудов

Ученик: В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне

смена слайда

8 слайд (Судно в шлюзе)

Учитель: Внимательно рассмотрите схему шлюза и ответьте на вопрос: “Поднимается или опускается судно в шлюзе и почему?” (запустить анимацию, нажав стрелку -> можно ускорить просмотр)

смена слайда

9 слайд (тема урока)

2. Новый материал (20 минут)

Вид доски:

Учитель: Запишите с доски в тетрадь тему урока:

“Водопровод. Поршневой жидкостный насос”

Учитель: Развитие жизни неразрывно связано с гидросферой.

10 слайд (ель на берегу горного озера)

Вода явилась той основой, благодаря которой возникла жизнь. Вода – основной элемент нашей пищи. Без воды человек не может жить.

Воду человек использует (учитель демонстрирует слайды и дает к ним пояснения): в орошении

смена слайда

11 слайд (орошение с/х земель)

на транспорте

смена слайда

12 слайд (транспорт)

смена слайда

энергетике

13 слайд (станция)

бытовых целях и приготовлении воды питьевого качества

смена слайда

14 слайд (вода и соленья)

Учитель: Ребята, как вы думаете, а каким же образом, вода из рек, озер, водохранилищ и из-под земли подается нам в квартиры, на заводы, т.е. потребителям?

смена слайда

15 слайд (поселок на берегу реки)

Ученик: Вода, взятая из источника, подается потребителям по водопроводу.

Учитель: Верно.

Первые водопроводные сооружения – колодцы, оросительные каналы и акведуки появились в местах развития древнейших цивилизаций в период их расцвета и явились условием этого расцвета.

Послушаем историческую справку, которою подготовил(а) (учитель называет фамилию, имя ученика).

смена слайда

16 слайд (фото римского акведука, сохранившегося до наших дней)

Ученик: Акведук - сооружение для передачи воды на большие расстояния (от лат.aqua – вода, duco – веду). Это своеобразный водный канал, поднятый над землей и перекрытый сверху для предохранения от испарения и загрязнения воды. В местах понижения земной поверхности акведук поддерживают арки. Вода по нему двигалась самотеком по слегка наклоненному желобу. Акведуки строились уже в Ассирии в начале 7 века до н.э.

Особенно знамениты римские акведуки. Первый из них был построен в 312 году до н.э. и имел длину 16,5 км. Самый длинный акведук 132 км был построен в городе Карфагене императором Адрианом. Почти 100 городов Римской империи снабжались водой с помощью акведуков.

Учитель: Исторически сложилось так, что водопроводом называют не только акведуки или каналы для подачи воды, но и всю систему сооружений, предназначенных для добычи, транспортирования, обработки и распределения воды. Можно сделать вывод:

Водопровод – это система инженерных сооружений, служащих для снабжения водой населения, заводов и фабрик (записать в тетр.)

смена слайда

17 слайд (схема современного водопровода)

Рассмотрим простую схему современного водопровода, которая предполагает наличие водонапорной башни. (объяснение по слайду)

Воду из источника (1) забирают насосами (2), которые приводятся в действие электродвигателями (3). Вода под напором через трубу (4) поступает в большой бак с водой, находящийся в водонапорной башне (5), которая служит для создания напора воды, а также для ее запаса. От этой башни на глубине порядка 2 м проложены трубы, от которых в каждый дом идут ответвления и дальше вода поступает в водопроводную сеть (6). За счет естественного гидравлического давления вода может по трубам подниматься на высоту примерно равную высоте, на которой находиться бак с водой.

Такой водопровод, к примеру, применяют для механизированного водоснабжения фермы. Чтобы напоить животных, приготовить корма, промыть оборудование на фермах, нужно много воды.

В промышленных масштабах используют для забора воды электронасосы.

Мы рассмотрим с вами наиболее простую конструкцию ручного насоса, с помощью которого можно подавать воду.

смена слайда

18 слайд - (поршневой жидкостный насос)

Перед вами поршневой жидкостный насос (учитель объясняет устройство насоса и демонстрирует его элементы)

Насос состоит из цилиндра и плотно прилегающего к стенкам цилиндра поршня, который может ходить вверх вниз.

В самом поршне установлен клапан, открывающийся только вверх. Такой же клапан имеется в нижней части корпуса. Рассмотрим принцип работы насоса.

Учитель запускает анимацию на СД диске “Библиотека наглядных пособий по физике” 7-11 кл. от “1С:Образование 3.0”

После просмотра анимации возвращаемся на 18 слайд и еще раз обсуждаем принцип работы поршневого жидкостного насоса.

При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в цилиндр поднимает нижний клапан и движется за поршнем

При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем давит на нижний клапан и он закрывается. При этом давление воды в пространстве под поршнем возрастает и открывается верхний клапан и вода переходит в пространство над поршнем.

При следующем движении поршня вверх клапан в поршне закрывается. Вода над поршнем поднимается вместе с ним при этом нижний клапан вновь открывается и вода под действием атмосферного давления заполняет нижнюю часть насоса под поршнем.

Количество воды над поршнем при каждом следующем его опускании увеличивается. При поднятии поршня вода, поднимаясь вместе с ним выливается через сливной патрубок наружу. Такой процесс повторяется циклически.

Посмотрим второй раз. (повторный запуск анимации)

Этот насос используется для откачивания воды из спасательных шлюпок судов, на колонке в деревнях, где воду берут из скважин.

3. Закрепление и повторение (10 -15 минут)

18 слайд (поршневой жидкостный насос)

Учитель: Почему при подъеме поршня открывается нижний клапан, и вода движется за поршнем?

Ученик: Из-за перепада давления. Давление под поршнем меньше атмосферного и вода под действием атмосферного давления входит в цилиндр.

Учитель: Почему нижний клапан закрывается при движении поршня вниз

Ученик: При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем давит на нижний клапан и он закрывается. При этом давление воды в пространстве под поршнем возрастает и открывается верхний клапан и вода переходит в пространство над поршнем.

Учитель: Переходим к решению задач.

Учитель: (учитель вызывает ученика к доске и зачитывает задание)

Какова высота водонапорной башни (в метрах), если воду в нее приходится поднимать, создавая насосом давление в 500 кПа? Плотность воды 1г/см 3 . Коэффициент g считать 10 Н/кг.

(ученикрешает задачу, делая необходимые записи на доске и давая необходимые пояснения)

учитель проверяет решение задачи и выставляет оценку.

Учитель: (учитель вызывает 2-го ученика к доске и зачитывает условие задачи)

Какое минимальное давление должен развивать насос, подающий воду на высоту 55м? (Ответ запишите в атм.)

Ученик: (решает задачу, делая необходимые записи на доске и давая необходимые пояснения)

[Если время осталось, то можно решить задачи № 583-585 (493-495) из сборника задач по физике для 7 - 9 классов общеобразовательных учреждений авторов В.И. Лукашик, Е.В. Иванова]

4. Домашнее задание: параграф 44, вопросы к параграфу; задача № 97

Список литературы.

1. Учебник физики С. В. Громов, Н. А. Родина 7 кл. М.: “Просвещение”, 2010г.
2. Школьная энциклопедия. Том “История Древнего Мира” М.: “Ольма – Пресс Образование”, 2003г.
3. Элементарный учебник физики. Том I под редакцией академика Г. С. Ландсберга, М.: “Наука”, 1985 г. Главная редакция физико-математической литературы.
4. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений В.И. Лукашик, Е.В. Иванова. М.: “Просвещение”, 2009г.