Скачать презентацию на тему кпд теплового двигателя. Простые механизмы

Ответь на вопрос 7. Почему ручку двери располагают не к середине двери, а ближе к её краю? 6. Если на доске, перекинутой через бревно, качаются двое ребят различного веса, то следует ли им садиться на одинаковом расстоянии от опоры? 8. Для чего гайка-барашек имеет лопасти?

9. Почему для резки бумаги и ткани применяют ножницы с короткими ручками и длинными лезвиями, а для резки листового металла – с длинными ручками и короткими лезвиями? 10. В школьной мастерской мальчик, чтобы сильно зажать в тиски обрабатываемую деталь, берётся не за середину, а за край ручки? Почему?

Какую работу называют полезной, какую полной? Задание: Бочку массой 200 кг надо поднять на борт корабля на высоту 10 м. Вопросы: 1. Какую работу нужно совершить, чтобы выполнить задание? A = Fs = m g s = 200 кг 10 Н/кг 10 м = Дж Работу, которую необходимо совершить непосредственно для выполнения конкретного задания, называют ПОЛЕЗНОЙ. 2. Для чего грузчики используют наклонную плоскость? 3. В чём выигрывают грузчики, применяя наклонную плоскость, а в чём проигрывают? 4. Получают ли грузчики выигрыш в работе, применяя наклонную плоскость? 5. Учитывали ли мы при расчёте работы действие сил трения и сопротивления? 6. Необходимо ли на практике совершить дополнительную работу для преодоления сил трения и сопротивления? Какую работу необходимо совершить на практике? На практике совершённая с помощью механизма п пп полная работа А АА Аз всегда несколько больше полезной работы. Ап

Коэффициент полезного действия (КПД) Отношение полезной работы к полной работе называется коэффициентом полезного действия механизма КПД = Ап Аз η= Ап Аз 100 % «эта» Коэффициент полезного действия не может быть больше 1 (или 100 %), т.к. на практике всегда действуют силы сопротивления.

Как увеличить КПД? РычагНаклонная плоскость Блок Учитывали ли мы при расчёте работы: Вес рычага? Вес крючков? Трение? Трение между телом и плоскостью? Вес блока? Вес верёвок? Трение? Для увеличения КПД необходимо уменьшить трение и использовать лёгкие, но прочные материалы

Реши задачу На коротком плече рычага подвешен груз массой 100 кг. Для его подъёма к длинному плечу приложили силу 250 Н. Груз подняли на 0,08 м, при этом точка приложения движущей силы опустилась на 0,4 м. Найти КПД рычага. m = 100 кг g = 9,8 Н/кг F = 250 Н h 1 = 0,08 м h 2 = 0,4 м η = ? F h1h1 h2h2 η = Ап Аз 100 % Aп = P h 1 Aз = F h 2 η = m g h 1 F h % [ η ] = [ кг Н м % P = m g Н кг м = % ] η = ,4 = 80 % Ответ: η = 80 %

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.

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]//

Слайд 2

Девиз урока: «От чувств к пониманию»ЦЕЛЬ УРОКА: продолжение формирования понимания учащимися сущности метода научного познания окружающего мира.ЗАДАЧИ УРОКА: образовательные расширить представления учащихся о принципах работы тепловых двигателей; структурно-логическими схемами, таблицами.воспитательные содействовать формированию основных мировоззренческих идей (материалистичностимира, обусловленности развития науки потребностями производства);воспитание у учащихся чувства патриотизма, экологической культуры.задачи развития учить выделять главное в материале, логически излагать мысли, анализироватьиллюстративный материал;для развития познавательных интересов и способностей использовать историческиефакты.

Слайд 3

ТИП УРОКА: урок совершенствования и систематизации знаний, умений, навыков.ОСНАЩЕНИЕ УРОКА: слайды

Слайд 4

История ДВС

«Прадед» - Героновый шароколо 200 г. до н. э. Пароход 1878 г. Паровая турбина 1887 г. «Дед» - паровая машина Ивана Ползунова- Самолёт 1903 г. Первый ДВС 1878 г. «Отец» - паровая машина Джеймса Уатта 1784 г. Паровоз 1814 г. Дизель 1897 г.

Слайд 5

Работа двигателя внутреннего сгорания

А) впуск Б) сжатие В) рабочий ход Г) выпуск

Слайд 6

2. Какие устройства называются тепловыми двигателями? Машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию, называются тепловыми двигателями. 3.Можно ли огнестрельное оружие отнести к тепловым двигателям? Да. Энергия сгоревшего пороха переходит в механическую энергию снаряда. 4. Можно ли человеческий организм отнести к тепловым двигателям? Да 5. Почему ДВС не используются в подводных лодках при подводном плавании? Под водой для работы двигателя внутреннего сгорания необходим воздух, а его там нет, либо необходимо брать сжиженный воздух, но это нерентабельно и усложняет процесс. 6. Изменяется ли температура пара в турбине? Да, она уменьшается. 7. Все ли тепловые двигатели одинаково рентабельны? Нет, не все, есть более экономичные, например дизельный двигатель.

Слайд 7

Для характеристики эффективности тепловой машины по превращению внутренней энергии в механическую вводится коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины. Он обозначается буквойη

Слайд 8

Физический словарик.

Коэффициент (от лат. coefficientis)обычно постоянная или известная величина – множитель при переменной или известной величине.

Слайд 9

Коэффициентполезного действия теплового двигателя

Коэффициент полезного действия теплового двигателя - отношение работы, совершаемой двигателем за цикл, к количеству теплоты полученному от нагревания: КПД теплового двигателя всегда меньше единицы (меньше 100%).

Слайд 10

Максимальный КПД

Максимальное значение КПД для идеальной тепловой машины впервые вычислил французский инженер и учёный Сади Карно.

Слайд 11

КПД тепловых двигателей