Ивашкина Ольга Петровна
Учитель физики
МОУ Гимназия №4
Г. о. Электросталь
Идентификатор 264-717-689
Тема: «Водопровод. Поршневой жидкостный насос».
Цель урока : Приобретение знаний о конкретных технических устройствах, созданных людьми для удовлетворения своих потребностей на основе открытых законов.
Задачи урока:
Изучить устройство, 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 и презентация .
Демонстрации:
Презентация.
Компъютерная анимация Принцип действия насоса.
Ход урока.
Организационный момент .
Повторение изученного. Фронтальный опрос-беседа .
Учитель : Отгадайте две загадки :
2 слайд
Поднимаемся мы в гору,
Стало трудно нам дышать.
А какие есть приборы,
Чтоб давленье измерять?
Смена слайда
3 слайд
На стене висит тарелка,
По тарелке ходит стрелка.
Эта стрелка наперед
Нам погоду узнает.
Учитель: Что же такое барометр?
Ученик: Барометр-это прибор для измерения атмосферного давления.
Смена слайда
4 слайд
Учитель:
На рис. изображен водяной барометр Паскаля. Чему равна высота столба воды в этом барометре при нормальном атмосферном давлении?
Ученик:
Учитель: Какие барометры чаще всего применяют на практике и почему?
Ученик: На практике чаще всего используют барометр-анероид
, т. к. такие барометры портативны, надежны и в них отсутствует жидкость.
Учитель: Расскажите внутреннее устройство этого прибора.
Смена слайда
5 слайд
Ученик: 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. . Их применяют в технике, медицине
Учитель: Какие разновидности манометров вы знаете?
Ученик: Существуют различные конструкции манометров. Наиболее простые: металлический или трубчатый
6 слайд
Учитель: Расскажите устройство металлического манометра, используя слайд, который перед вами.
Ученик: 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: Расскажите устройство жидкостного манометра.
7 слайд
Ученик: Жидкостный U-образный манометр. Его основной частью является двухколенная стеклянная трубка, имеющая форму латинской буквы U, в которой налита жидкость . 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
7 слайд
Учитель: Внимательно рассмотрите схему шлюза и ответьте на вопрос: Поднимается или опускается судно в шлюзе и почему?
Смена слайда
8 слайд
2. Новый материал
Вид доски:
Решение: Си Р = ρgh H=р/ρg H=101325Па/1000 -10Н/кг=10,13 Ответ:10,13м | Д/З: §44, Вопросы к §, Задача № 97 |
H? |
Учитель: Запишите с доски в тетрадь тему урока:
Водопровод. Поршневой жидкостный насос
Учитель: Развитие жизни неразрывно связано с гидросферой.
8 слайд
Вода явилась той основой, благодаря которой возникла жизнь. Вода — основной элемент нашей пищи. Без воды человек не может жить.
Воду человек использует : в орошении
Смена слайда
9 слайд
На транспорте
Смена слайда
10 слайд
Перевозке грузов морем
Смена слайда
11 слайд
Смена слайда
12 слайд
Бытовых целях и приготовлении воды питьевого качества
Смена слайда
13 слайд
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
14 слайд
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 .
Смена слайда
15 слайд
Ученик: Акведук — с Ооружение для передачи воды на большие расстояния . 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
Смена слайда
16 слайд
Рассмотрим простую схему современного водопровода, которая предполагает наличие водонапорной башни.
Воду из источника забирают насосами , которые приводятся в действие электродвигателями . Вода под напором через трубу поступает в большой бак с водой, находящийся в водонапорной башне , 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 . 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
17 слайд — Анимация
Перед вами поршневой жидкостный насос
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
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.
Этот насос используется для откачивания воды из спасательных шлюпок судов, на колонке в деревнях, где воду берут из скважин.
3. Закрепление и повторение
17 слайд
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.
Смена слайда
18 слайд . Другая половина слайда закрыта шторкой.
Учитель:
Сформулируйте условие задачи, используя представленный рисунок, и решите задачу.
Ученик: Какова высота водонапорной башни , если воду в нее приходится поднимать, создавая насосом давление в 500 кПа? Плотность воды 1г/см³. Коэффициент g считать 10 Н/кг.
CИ 1000кг/м³ | Решение: Си Р = ρgh Ĥ=р/ρg H=500000Па/1000кг/м³-10Н/кг = 50 м Ответ:50м |
H-? |
По окончании решения, учитель открывает шторку и проверяет решение задачи и выставляет оценку.
Смена слайда
19 слайд
Учитель: В обоих сосудах одна и та же жидкость. Что происходит с этой жидкостью?
Ученик: Жидкость переливается из сосуда Б в сосуд А, т. к. поверхности жидкости в сообщающихся сосудах устанавливаются на одном уровне.
Учитель:
Какое минимальное давление должен развивать насос, подающий воду на высоту 55м?
Ученик:
Решение: Си Р = ρgh Р= 1000кг/м³-10 Н/кг-55м=550000Па 1атм = 101325Па Р = 550000Па˸ 101325 Па =5,4атм Ответ:5,4атм. |
Р-? |
4. Домашнее задание: §44, вопросы к параграфу; задача № 97