Урок 1-2 Тема: Прості механізми. Мета
|
|
Скачати 279.38 Kb.
|
 адача 15. В системі яка складається із рухомого і нерухомого блоків, вантажі масою m1 і m2 які висять на блоках, перебувають в рівновазі, коли нитки паралельні. Що відбудеться, якщо точку до якої прикріплена нитка (А) переміщувати вправо як показано на малюнку. Масами блоків знехтувати.Р   озв’язання. Коли нитки паралельні то сила натягу нитки Т = Р/2. Якщо нитки на рухомому блоці будуть не паралельні, то сума проекцій сил натягу (Т) цих ниток на вісь ваги (Р) буде меншою за суму сил Т і не буде зрівноважувати вагу Р (коли нитки паралельні то Т+Т = Р). Тому вантаж Р буде опускатися а вантаж Р/2 підніматися.З адача 16. З якою силою F повинна людина тягнути вірьовку, щоб втримати дошку в рівновазі, якщо маса людини 60 кг? (Дивись малюнок). Масами дошки, вірьовки і блока знехтувати.Р  озв’язання. Людина прикладає до частини вірьовки (а) мускульну силу F. Так як вірьовка нерозтяжна то на обох частинах вірьовки (а) і (b) сила натягу буде однакова, Т = F. Натяг вірьовки перекинутої через нерухомий блок в обох її частинах (c) і (d) буде рівний T + F = F + F = 2F. Отже до дошки будуть прикладені такі сили: сила натягу вірьовки (d) рівна 2F, напрямлена вверх; сила натягу вірьовки (b) рівна F, напрямлена вверх; сила тяжіння mg зменшена на величину мускульної сили людини F, (mg - F), напрямлена вниз. Так як за умовою дошка перебуває в рівновазі то: (mg - F) = 2F + F. Звідки отримуємо F = mg/4. підставивши числові дані отримаємо: F = 60·10/4 = 150 (Н).Додаткові завдання. Задача 17. В якому напрямку буде рухатись тіло А, якщо ручку Р повертати за годинниковою стрілкою?  /Відповідь – вліво/. Задача 18. у системі зображеній на малюнку, перше тіло має швидкість v1 = 4 м/с. Яка швидкість другого тіла v2?   А А Розв’язання. Оскільки друге тіло рухається вправо із швидкістю v2 , точка А нитки рухається вліво з такою самою швидкістю, тобто швидкість першого тіла напрямлена вверх. Якщо точка А переміститься на Х вліво, то рухомий блок разом з першим тілом піднімуться на Х/2. це означає, що швидкість точки А (і другого тіла) у 2 рази більша за швидкість першого тіла. v2 = 2 v1 = 8 м/с. Задача 19. В механічній системі, зображеній на малюнку, циліндр А котиться без проковзування із швидкістю v1 = 2 м/с і намотує на себе нитку. Яка швидкість v2 тягарця В?  С Розв’язання. Точка А циліндра і нитки (С) має швидкість v3 = 2v1 =4м/с. Точка С має таку саму швидкість, що і точка А, але напрямлену вліво. Це означає, що тіло В піднімається вверх із швидкістю v2 = 0,5 v3 = v1 =2 м/с. Задача 20. В механічній системі, зображеній на малюнку, дошка рухається по горизонтальній поверхні з швидкістю v1 = 1 м/с. Циліндр А котиться без проковзування по дошці з відносною швидкістю v2 = 2 м/с і намотує на себе нитку. Яка швидкість v3 тягарця В?  Розв’язання. Швидкість тягарця В дорівнює швидкості точки А циліндра (нитки). Швидкість точки А відносно дошки вдвічі більша за швидкість осі циліндра v1. vАВ= 2v2 . Швидкість точки А відносно поверхні: vА = vАВ + v1 = 2 v2 + v1 = 5 м/с. Задача 21. В механічній системі, зображеній на малюнку, дошка рухається по горизонтальній поверхні із швидкістю v1 = 2 м/с. Циліндр А котиться без проковзування по дошці з відносною швидкістю v2 = 1 м/с і намотує на себе нитку. Яка швидкість v3 тягарця В?  Розв’язання. Швидкість тягарця В дорівнює швидкості точки А нитки (циліндра). Швидкість точки А відносно дошки vА = 2 v2 . Швидкість точки А відносно поверхні: vАВ = vА - v1 = 0. v3 = vАВ = 0. Урок 5. Тема: Похила площина і її різновиди. Лабораторна робота “Визначення коефіцієнта корисної дії похилої площини”. Мета: Ознайомити учнів із ще одним простим механізмом – похилою площиною. Навчити практично визначати коефіцієнт корисної дії похилої площини та з’ясувати його залежність від кута нахилу до горизонту. Обладнання: похила площина, клин, гвинт, динамометри, бруски, лінійка, транспортир. Активізація опорних знань.
Крім важелів до простих механізмів належить похила площина. Тобто площина розміщена під кутом до горизонту. Її використовують, щоб підняти або викотити вантаж на деяку висоту. Для опису руху по похилій площині в  водять такі позначення. L – довжина похилої площини, h – висота похилої площини. Щоб підняти вантаж на висоту h, пересуваючи його по похилій площині, потрібно прикласти силу F яка менша за вагу тіла Р. На основі “золотого правила” механіки: АF = АP; F·L = P·h; Або L/h = P/F. Звідси можна сформулювати таке правило: піднімаючи вантаж уздовж похилої площини виграємо в силі у стільки разів у скільки довжина схилу похилої площини більша за її висоту. Частина роботи витрачається на перемагання тертя, тому Ак < Аз. І коефіцієнт корисної дії буде рівним: ККД = Ак/A3 = F·L/ P·h.Різновидом похилої площини є клин і гвинт. Клин – тверде тіло, поздовжнім перерізом якого є прямокутний трикутник (Мал. 2). Найчастіше використовують клин у формі двох прямокутних клинів, складених своїми основами (Мал. 3). Клин становить о  сновну частину колючих, ріжучих, стругальних інструментів: ножиць, ножа, сокири, стамески, рубанка, лемеша плуга, тощо. “Колюча зброя” багатьох тварин і рослин – кігті, роги, зуби і колючки – по формі нагадують клин. На клин подібна і загострена форма голови швидкісних риб. Багато із цих клинів мають дуже гладенькі тверді поверхні (для мінімуму тертя), завдяки чому і досягається їх велика гострота.С  піввідношення між прикладеною силою P і силою Q яка отримується при використанні клина показані на малюнку. Виграш в силі в першому випадку становить Q/P = l/b а в другому Q/P = h/b.Запитання. Щоб забити гвіздок у тонку дощечку, не розколовши її, рекомендується спочатку обрубати зубилом загострений кінчик гвіздка. Чому такий гвіздок не розколює дощечку? //Вістря гвіздка, подібно до клина, розсуває деревину, а обрубаний кінець цієї дії не створюватиме//. Гвинтом називають прямий циліндр, який має на поверхні гвинтову лінію (нарізку). Гвинтовою лінією називається лінія, описана на поверхні циліндра гіпотенузою прямокутного трикутника, накрученого на циліндр, при цьому основа трикутника має дорівнювати довжині кола циліндра. Гвинт використовується в домкраті, гвинтовому пресі, свердлику. //Проводиться одночасна демонстрація//. Г  винт можна подати як похилу площину, навиту на вісь. Введемо позначення. F1 – сила, яка діє на відстані r від осі гвинта і необхідна для повороту гвинта. F2 – сила, яка діє в напрямку осі гвинта, h – крок гвинта, r - середній радіус різьби. α – кут нахилу різьби (похилої площини). Тоді F1/F2 = h/b = tg α. Або F1 = F2· tg α. Якщо сила F1 прикладена на деякій відстані R від осі гвинта, то F1/F2 =h/b = h/2πR або F2 = F1·2πR/h. Виграш в силі при застосуванні гвинта дорівнює: F2/F1 = 2πR/h.Задача. При рівномірному переміщенні вантажу масою 15 кг по похилій площині динамометр прив’язаний до нього, показує силу 40 Н. Обчислити ККД похилої площини, якщо довжина її 1,8 м, висота 30 см. m  = 15кг h = 30 см = 0,3 м, ККД = Ак/Аз, Аз = F·L,F = 40 Н Аз =40·1,8 = 72 (Дж). Ак = P·h, P = m·g, P = 15·10 = 150 (Н). L = 1,8 м Ак = 150·0,3 =45 Дж, ККД = 45/72 = 0,625. h = 30 см К  КД - ?Прочитати в підручнику хід виконання лабораторної роботи. Після виконання роботи учні повинні зробити висновок що ККД збільшується із збільшенням кута нахилу. Виконання роботи.
Завдання додому. Вивчити матеріал відповідних параграфів і запитань до них, закінчити оформлення звіту про виконання лабораторної роботи. Урок 6. Тема: Робота, потужність, механізми. Розв’язання задач. Мета: Поглибити знання учнів про роботу, потужність, механізми. Навчити застосовувати теоретичні знання при розв’язуванні задач. Прививати вміння правильно вибирати формули, визначати з них потрібні величини. Підготувати учнів до проведення підсумкового оцінювання по даній темі. Повторення опорних понять.
Задача 1. Вага ковша з вугіллям 3000 Н. Знайти потужність двигуна підйомного крана, якщо за 5 с ківш рівномірно підніметься на висоту 15 м. P  = 3000 H N =A/t; A = P·h;t = 5 c A = 3000·15 = 45000 (Дж). h = 15 м N = 45000/5 = 9000 (Вт). N  - ?Задача 2. Яку роботу виконує підйомний кран, рівномірно піднімаючи алюмінієву плиту об’ємом 2 м3 на висоту 10 м? V  = 2 м3 A = P·h; P = m·g; m = ρ·V.h = 10 м ρалюмінію = 2700 кг/м3; m = 2700·2 = 5400 (кг). А  люміній Р = 5400·10 = 54000 (Н).А - ? А = 54000·10 = 540000 (Дж). Задача 3. Обчисліть роботу, виконану під час піднімання ящика на висоту 12 см за допомогою важеля, одне плече якого в 10 раз довше від другого, коли сила, що діє на довге плече, дорівнює 150 Н. S  P = 12 см SP = 12 см =0,12 м;LF = 10·LP A = F·SF; SF =10·SP; SF = 10·0,12 = 1,2 (м); F  = 150 H A = 150·1,2 = 180 (Дж).A - ? Задача 4. За допомогою рухомого блока рівномірно піднімають протягом 0,5 хв. ящик з цеглою на висоту 12 м, діючи силою 320 Н. Чому дорівнює потужність, яку розвивають під час піднімання ящика? t  = 0,5 хв. t = 0,5 хв =0,5·60 с = 30 c, N = A/t, A = F·SF.SP = 12 м Для рухомого блока SF = 2SP; SF = 2·12 = 24 (м). F = 320 H A = 320·24 = 7680 (м); N  - ? N = 7680/30 =256 (Вт).Задача 5. Стержень, на одному кінці якого підвішено вантаж масою 12 кг, перебуває в рівновазі в горизонтальному положенні, якщо його підперти на відстані 1/5 довжини стержня від вантажу. Чому дорівнює вага стержня? Вважати що вага стержня прикладена до його середини. m   = 12 кг F = m·g,LF = 1/5 L F = 12·10 = 120 (H), P  - ? LP = L/2 – L/5 = 3·L/10.MF = MP; MF = F·LF; MP = P·LP; F·LF = P·LP; 120·L/5 = P·3·L/10, 24 = P·3/10; P = 240/3 =80 (H). Задача 7. Чи міг Архімед підняти Землю? “Дайте мені точку опори, і я, підніму Землю!” – такий вигук легенда приписує Архімеду, геніальному механіку давності, який відкрив закон важеля. “Одного разу Архімед, - читаємо ми в Плутарха, - написав сіракузькому царю Герону, якому він був родич і товариш, що довільною силою можна підняти будь-який вантаж. Захоплений силою доведення, він додав, що якщо б була інша Земля, він перейшовши на неї, зрушив би з місця нашу”. Архімед знав, що немає такого вантажу, якого не можна було б підняти самою малою силою, якщо використати важіль: досить лише прикласти цю силу до дуже довгого плеча важеля, а коротке плече заставити діяти на вантаж. Тому він вважав, що натискаючи на надзвичайно довге плече важеля, можна силою рук підняти і вантаж, маса якого рівна масі землі. Але, якщо б великий механік давності знав, яка величезна маса Землі, він напевно не висказав би свого гордого виклику. Уявімо, що Архімеду дана та “друга Земля”, та точка опори, яку він шукав, уявімо дальше, що він заготовив важіль потрібної довжини. То для цього щоб підняти Землю на 1 см йому потрібно було б тридцять тисяч більйонів років (3·1010 років). Справді, маса Землі 6·1024 кг. Якщо людина безпосередньо може підняти лише 60 кг, то щоб “підняти Землю” йому потрібно прикласти силу рук до довгого плеча важеля, яке більше за коротке в 1023 раз (6·1024/60 = 1023)! Тоді поки короткий кінець важеля підніметься на 1 см (0,01 м) то довгий пройде шлях 1021 м (0,01 м·1023 = 1021 м). Такий шлях повинна була б пройти рука Архімеда, щоб “підняти Землю” на 1 см. Скільки ж часу потрібно для цього? Якщо вважати що Архімед здатен підняти 60 кг на 1 см за 1 с, то для підняття Землі на 1 см потрібно 1021с (1 с·1021 = 1021 с), тобто тридцять тисяч більйонів років. Ніякі пристосування геніального винахідника не допомогли б йому зменшити цей час. “Золоте правило” механіки говорить, що виграш в силі призводить до втрати в часі. Навіть якби Архімед рухав руку з найбільшою можливою в природі швидкістю (3·108 м/с) то й при цьому він “підняв би Землю” на 1 см лише за десять мільйонів років (106). Завдання додому. Підготуватися до тематичного оцінювання. Вчитель роздає учням (групам учнів) індивідуальні завдання різного ступеня складності. |
Схожі:
|
Урок №20. Тема. Умова рівноваги важеля. Момент сили. Блок. Прості механізми ... |
Урок №4 Тема. Степінь натурального числа. Розкладання натурального числа на прості множники Мета Мета: повторити знання учнів про степінь натурального числа з натуральним показником, здобутих у 5 класі, і сформувати вміння використовувати... |
|
План-конспект уроку з природознавства 6 клас Тема уроку Мета освітня: закріпити знання учнів про прості механізми, ознайомити з поняттям «складний механізм»; визначити взаємодію простих... |
Тема: Числівники кількісні й порядкові: прості, складні та складені Мета Мета: навчальна – ознайомити школярів із кількісними та порядковими: простими, складними та складеними числівниками |
|
Урок математики Тема. Прості і складені задачі на визначення швидкості, часу, відстані. Дії над іменованими числами. Ознайомлення з назвами геометричних... |
Тема. Життєвий цикл у рослин і тварин Мета Мета: сформувати поняття про життєвий цикл, показати прості й складні життєві цикли |
|
Тема «Мова стрілок» Мета: розвинути первинне алгоритмічне мислення, вміння складати прості алгоритми за допомогою стрілок |
Тема: Речення прості і складні (повторення), двоскладні і односкладні Доброго дня. Перевіряємо чи всі готові до уроку. На ваших партах повинно бути: підручник, зошит, пенал. Сьогодні ми з вами пригадаємо... |
|
Урок-гра Тема: Електричний струм. Сила струму. Напруга. Опір провідників Мета: узагальнити та систематизувати знання з теми «Електричний струм. Сила струму. Напруга. Опір провідників»,розвивати вміння працювати... |
Урок Математика, курс «Я і Україна»(Громадянська освіта),фізична культура Мета: математика: вчити учнів обчислювати площі прямокутних ділянок, розв'язувати прості і складені задачі на знаходження площі прямокутника;... |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua