Презентация на тему "коэффициент полезного действия механизма". Простые механизмы. КПД простых механизмов Подготовка к ГИА. Наклонная плоскость бесполезна

Слайд 2

1.Дает ли выигрыш в работе простой механизм? Ответ обосновать. 2.Содержание «Золотого правила» механики. 3.Какое соотношение существует между путями, пройденными точками приложения сил на рычаге, и этими силами? 4.Для чего применяются простые механизмы? 5.В чем проигрывают, пользуясь рычагом, дающем выигрыш в силе? Повторение:

Слайд 3

6.Во сколько раз проигрывают в пути, используя для поднятия грузов подвижный блок. 7.Укажите формулы для расчета: Мощности A = F*S РаботыV = S / t Скорости P = F / S Плотности p = m / v Давления N = A / t

Слайд 4

План изучения темы: «Коэффициент полезного действия механизмов».

1.Для чего применяются простые механизмы. 2.Понятие полезной работы и полной и их сравнение. 3.Понятие КПД механизма, его сравнение с 100%. 4.Способы повышения КПД.

Слайд 5

Простые механизмы применяются для …

Слайд 6

Понятие полезной работы и полной. Яблоки для переработки на сок, грузчик высыпает из корзин в кузов машины. Полная работа - это погрузка яблок. Она складывается из подъема самих яблок и подъема корзин. Работа по поднятию самих яблок – полезная, а по поднятию корзин – бесполезная, потому что их нужно опускать или сбрасывать вниз.

Слайд 7

Работа по поднятию груза при помощи наклонной плоскости, высотой h и длиной ℓ.

F Полезная работа А п = F *h = m *q *h Но при этом преодолеваем силу трения, силу тяжести других приспособлений, совершаем дополнительную работу. Затраченная работа больше полезной Аз > А п. Полезная работа лишь часть полной работы.

Слайд 8

Характеристика механизма, определяющая какую долю полезная работа составляет от полной, называется КПД.

А п Аз 100% Может ли КПД равным 100%, > 100%? Ответ обосновать. Как повысить КПД? Уменьшить массу движущихся частей, уменьшить трение в деталях. КПД =

Слайд 9

Решение задач на расчет КПД.

Определить КПД приспособлений и механизмов в следующих ситуациях: 1.Бочку вкатывают по наклонному помосту, прилагая усилие 240Н. Масса бочки 100кг, длина помоста 5м, высота помоста 1м. 2.Ведро с песком весом 200Н поднимают при помощи неподвижного блока на высоту 10м, действуя на веревку с силой 250Н.

Посмотреть все слайды

Цели: образовательные: сформировать навыки экспериментального определения КПД и выигрыша в силе наклонной плоскости; закрепить навыки измерения сил с помощью динамометра; воспитательная: формирование коммуникативных навыков работы в команде (взаимоуважение, взаимопомощь и поддержка). развивающая: развивать мыслительные и практические навыки учащихся. Оборудование: лабораторное: деревянная линейка, деревянный брусок, динамометр, штатив; проектор, экран, ноутбук.

Просмотр содержимого документа
«Презентация к уроку «Измерение КПД наклонной плоскости». 7 класс.»

С древних времён

для облегчения своего труда человек использует различные механизмы.

(греч. «механэ» - машина, орудие)

Простой механизм- наклонная плоскость.

Вместо того чтобы поднимать тяжёлый груз на некоторую высоту,

его вкатывают или втаскивают на ту же высоту по наклонной плоскости.

Всегда легче воспользоваться пологим подъемом, чем крутым.

Выигрыш в силе не возникает «даром»: приходится вкатывать бочки

по более длинному пути.

Наклонная плоскость незаменима!

Наклонная плоскость бесполезна!

Наша задача:

построить наклонную плоскость;

Механическая работа: А = Fs

Полезная работа - это работа, необходимая для подъема тела на высоту 𝗵.

Совершает работу сила, направленная вверх и равная по модулю силе тяжести.

Затраченная работа – это работа, совершенная с применением наклонной плоскости.

Совершает работу сила, с которой тянем тело вверх вдоль наклонной плоскости - Fтяги.

Путь, пройденный телом – это длина наклонной плоскости 𝓵 :

Коэффициент полезного действия (КПД):

𝝶 = · 100 %

Выигрыш в силе k:

𝗸 =

Как измерим силу тяжести?

Как измерим силу тяги?

∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣ ∣∣∣∣ ∣

Цена деления:

Ц. д. = = 0,1

𝓵 , м

𝓵 , м

𝝶 , %

𝝶 , %

1 ряд: h = 7 см

2 ряд: 𝗵 = 10 см

3 ряд: 𝗵 = 15 см

Сделаем вывод (общий):

-о зависимости КПД наклонной плоскости

от угла ее наклона;

-о зависимости выигрыша в силе наклонной плоскости от угла ее наклона.

Слайд 1

Коэффициент полезного действия механизма. Дома: §61

Повторить «золотое правило» механики. Познакомиться с понятием коэффициента полезного действия как основной характеристики рабочего механизма.

Цель урока:

Слайд 2

1.Дает ли выигрыш в работе простой механизм? Ответ обосновать. 2.Содержание «Золотого правила» механики. 3.Какое соотношение существует между путями, пройденными точками приложения сил на рычаге, и этими силами? 4.Для чего применяются простые механизмы? 5.В чем проигрывают, пользуясь рычагом, дающем выигрыш в силе?

Повторение:

Слайд 3

6.Во сколько раз проигрывают в пути, используя для поднятия грузов подвижный блок. 7.Укажите формулы для расчета: Мощности A = F*S Работы V = S / t Скорости P = F / S Плотности p = m / v Давления N = A / t

Слайд 4

План изучения темы: «Коэффициент полезного действия механизмов».

1.Для чего применяются простые механизмы. 2.Понятие полезной работы и полной и их сравнение. 3.Понятие КПД механизма, его сравнение с 100%. 4.Способы повышения КПД.

Слайд 5

Простые механизмы применяются для …

Слайд 6

Понятие полезной работы и полной.

Яблоки для переработки на сок, грузчик высыпает из корзин в кузов машины.

Полная работа - это погрузка яблок.

Она складывается из подъема самих яблок и подъема корзин.

Работа по поднятию самих яблок – полезная, а по поднятию корзин – бесполезная, потому что их нужно опускать или сбрасывать вниз.

Слайд 7

Работа по поднятию груза при помощи наклонной плоскости, высотой h и длиной ℓ.

Полезная работа А п = F *h = m *q *h

Но при этом преодолеваем силу трения, силу тяжести других приспособлений, совершаем дополнительную работу.

Затраченная работа больше полезной Аз > А п.

Полезная работа лишь часть полной работы.

Слайд 8

Характеристика механизма, определяющая какую долю полезная работа составляет от полной, называется КПД.

Может ли КПД равным 100%, > 100%? Ответ обосновать.

Как повысить КПД?

Уменьшить массу движущихся частей, уменьшить трение в деталях.

Слайд 9

Решение задач на расчет КПД.

Определить КПД приспособлений и механизмов в следующих ситуациях: 1.Бочку вкатывают по наклонному помосту, прилагая усилие 240Н. Масса бочки 100кг, длина помоста 5м, высота помоста 1м. 2.Ведро с песком весом 200Н поднимают при помощи неподвижного блока на высоту 10м, действуя на веревку с силой 250Н.

Простые механизмы Механизм – от греческого слова – орудие, сооружение. Машина – от латинского слова machina – сооружение. Блок – от английского слова block – часть подъёмного механизма в виде колеса с жёлобом по окружности. Приспособления, служащие для преобразования силы, называются простыми механизмами

Простые механизмы Наклонная плоскость применяется для перемещения тяжелых предметов на более высокий уровень без их непосредственного поднятия. пандусы, эскалаторы, обычные лестницы, конвейеры. Если нужно поднять груз на высоту, всегда легче воспользоваться пологим подъемом, чем крутым: чем положе уклон, тем легче выполнить эту работу.

Плечо силы Кратчайшее расстояние между точкой опоры и прямой, вдоль которой действует на рычаг сила, называется плечом силы Плечо силы F 2 Плечо силы F 1 Плечо силы F 2 Чтобы найти плечо силы надо из точки опоры опустить перпендикуляр на линию действия силы Точка опоры Линия действия силы Перпендикуляр

Условия равновесия рычага Рычаг находится в равновесии тогда, когда силы, действующие на него, обратно пропорциональны плечам этих сил l 2 = 2 F 2 = 3 l 1 = 3 F 1 = 2 Это правило было установлено Архимедом. По легенде, он воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я подниму Землю»

Условия равновесия рычага Равновесие твердого тела под действием трех сил. Чтобы невращающееся тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна нулю. При вычислении равнодействующей все силы приводятся к одной точке C

Применение равновесия рычага к блоку Неподвижный блок M = F2r = P2r не дает выигрыша в работе служит только для изменения направления действия силы Подвижный блок M = F · r = Pr/2 F = P/2 дает выигрыш в силе в 2 раза Неподвижный блок при работе не изменяет положения оси вращения Подвижный блок при работе перемещается Плечо силы l = 2r Плечо силы l = r

Комбинируя определенным числом подвижных и неподвижных блоков, можно получить значительный выигрыш в силе Неподвижный блок Подвижный блок Выигрыш силе в 2 раза Неподвижные блоки Подвижные блоки Выигрыш силе в 4 раза Если есть простейший полиспаст сочетание группы подвижных и неподвижных блоков, то выигрыш в силе тяги четный, а в более сложных конструкциях произвольный

Коэффициент полезного действия механизма Тот или иной механизм нужен, в конечном итоге, для совершения работы. Полезная работа А п - необходимая нам работа. Затраченная на подъем работа оказывается всегда больше полезной Работа по преодолению силы тяжести: A = mgh При подъеме груза мы преодолеваем силу тяжести веревки, силу трения, силу тяжести других приспособлений Характеристика механизма, определяющая какую долю полезная работа составляет от полной, называется коэффициентом полезного действия КПД

Подборка заданий по кинематике (из заданий ГИА гг.) Рассмотрим задачи:

ГИА Какой из простых механизмов может дать больший выигрыш в работе рычаг, наклонная плоскость или подвижный блок? 1) рычаг 2) наклонная плоскость 3) подвижный блок 4) ни один простой механизм ни дает выигрыша в работе

ГИА Рычаг дает выигрыш в силе в 5 раз. Каков при этом выигрыш или проигрыш в расстоянии? 1. выигрыш в 5 раз 2. нет ни выигрыша, ни проигрыша 3. проигрыш в 5 раз 4. выигрыш или проигрыш в зависимости от скорости движения

ЕГЭ-2002 г. А3. На рычаг действуют две силы, плечи которых равны 0,1 м и 0,3 м. Сила, действующая на короткое плечо, равна 3 Н. Чему должна быть равна сила, действующая на длинное плечо, чтобы рычаг был в равновесии? 1.1 Н 2.6 Н 3.9 Н 4.12 Н F 1 · d 1 = F 2 · d 2 3 Н · 0,1 м = F 2 · 0,3 м

ЕГЭ-2003 г. А4. На рисунке изображен тонкий невесомый стержень, к которому в точках 1 и 3 приложены силы F 1 = 100 Н и F 2 = 300 Н. В какой точке надо расположить ось вращения, чтобы стержень находился в равновесии? Ось вращения закреплена

2005 г. А4 (ДЕМО). Груз А колодезного журавля (см. рисунок) уравновешивает вес ведра, равный 100 Н. (Рычаг считайте невесомым.) Вес груза равен 1.20 Н 2.25 Н Н Н

2008 г. А5 (ДЕМО). При выполнении лабораторной работы ученик установил наклонную плоскость под углом 60 к поверхности стола. Длина плоскости равна 0,6 м. Момент силы тяжести бруска массой 0,1 кг относительно точки О при прохождении им середины наклонной плоскости равен 1.0,15 Н м 2.0,30 Н м 3.0,45 Н м 4.0,60 Н м

Литература 1.Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник, А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, – 302 с. 2.Зорин, Н.И. ГИА Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме). 3.Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, – 219 с; 4. Наклонная плоскость. Класс!ная физика для любознательных. /[Электронный ресурс]// 5. Простые механизмы. Класс!ная физика для любознательных. /[Электронный ресурс]// Работа силы. Мощность. Механика. Физика. /[Электронный ресурс]// html html 7.Работа. Единицы работы. / Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов / [Электронный ресурс] / 95ff c9a66/5_1. sw 8. Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА г. / /[Электронный ресурс]// г Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ //[Электронный ресурс]//

Простые механизмы. КПД простых механизмов