Водопровод. Поршневой жидкостный насос

Ивашкина Ольга Петровна
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» (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.

Организационный момент (1 мин).
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?
Ученик: (решает задачу, делая необходимые записи на доске и давая необходимые пояснения)
Дано:

· =1000 кг/мі
р =101325 Па

Решение: «Си»
Давление столба жидкости определяется формулой: р =
·g h
Теперь найдем высоту столба воды в барометре Паскаля при
нормальных условиях: h=р/
·g.
h=101325 Па/ 1000кг/мі·10Н/кг = 10,13 м
Ответ:10,13м.


h ­?




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
5 слайд
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 жидкостного U-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:

Число Тема: «Водопровод. Поршневой жидкостный насос»


Дано:
· =1000 кг/мі
р =101325 Па
Решение: «Си»
р =
·gh
h=р/
·g
h=101325Па/1000(кг/мі)·10Н/кг=10,13(м)
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.

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/смі. Коэффициент g считать 10 Н/кг.
(ученик решает задачу, делая необходимые записи на доске и давая необходимые пояснения)



Дано:
p=500кПа

·=1г/смі
g=10 Н/кг
«CИ»
500000Па
1000кг/мі
Решение: «Си»
р =
·gh

·=р/
·g
h=500000Па/1000кг/мі·10Н/кг = 50 м
Ответ:50м

h-?


м



учитель проверяет решение задачи и выставляет оценку.

Учитель: (учитель вызывает 2го 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)

Дано:
h = 55м

·=1000кг/мі
g=10 Н/кг
Решение: «Си»
р =
·gh
р= 1000кг/мі·10 Н/кг·55м=550000Па
1атм = 101325Па
р = 550000Па
· 101325 Па =5,4атм

Ответ:5,4атм.



р-?



[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: §44, вопросы к параграфу; задача № 97


Список литературы:
Учебник физики С. В. Громов, Н. А. Родина 7 кл.
М.: «Просвещение», 2010г.
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
Сборник задач по физике для 7 - 9 классов общеобразовательных
учреждений В.И. Лукашик, Е.В. Иванова.
М.: «Просвещение», 2009г.









13PAGE 15


13PAGE 14615




бђ Заголовок 115

Приложенные файлы


Добавить комментарий