Урок физики по теме quot Блок quot 7 й класс

Подвижный и неподвижный блок

Блоки относят к простым механизмам. В группу этих устройств, которые служат для преобразования силы, помимо блоков относят рычаг, наклонную плоскость.

Изготавливаются блоки в виде дисков (колес, низких цилиндров и т. п.), имеющих желоб, через который пропускают веревку (торс, канат, цепь).

Неподвижный блок

Неподвижным называется блок, с закрепленной осью (рис.1). Он не перемещается при подъеме груза. Неподвижный блок можно рассматривать как рычаг, который имеет равные плечи.

Неподвижный блок

Условием равновесия блока является условие равновесия моментов сил, приложенных к нему:

\[M_1=M_2 \qquad (1)\]

Блок на рис.1 будет находиться в равновесии, если силы натяжения нитей равны:

\[{\overrightarrow{N}}_1={\overrightarrow{N}}_2 \qquad (2)\]

так как плечи этих сил одинаковы (ОА=ОВ). Неподвижный блок не дает выигрыша в силе, но он позволяет изменить направление действия силы. Тянуть за веревку, которая идет сверху часто удобнее, чем за веревку, которая идет снизу.

Если масса груза, привязанного к одному из концов веревки, перекинутой через неподвижный блок равна m, то для того, чтобы его поднимать, к другому концу веревки следует прикладывать силу F, равную:

\[F=mg \qquad (3)\]

при условии, что силу трения в блоке мы не учитываем. Если необходимо учесть трение в блоке, то вводят коэффициент сопротивления (k), тогда:

\[F=k\cdot mg \qquad (4)\]

Заменой блока может служить гладкая неподвижная опора. Через такую опору перекидывают веревку (канат), которая скользит по опоре, но при этом растет сила трения.

Неподвижный блок выигрыша в работе не дает. Пути, которые проходят точки приложения сил, одинаковы, равны силы, следовательно, равны работы.

Комбинация неподвижных блоков

Для того чтобы получить выигрыш в силе, применяя неподвижные блоки применяют комбинацию блоков, например, двойной блок. При блоки должны иметь разные диаметры. Их соединяют неподвижно между собой и насаживают на единую ось. К каждому блоку прикрепляется веревка, что она может наматываться на блок или сматываться с него без скольжения. Плечи сил в таком случае будут неравными. Двойной блок действует как рычаг с плечами разной длины. На рис.2 изображена схема двойного блока.

Комбинация неподвижных блоков

Условие равновесия для рычага на рис.2 станет формула:

\[N_1r_1=N_2r_2 \qquad (5)\]

Двойной блок может преобразовывать силу. Прикладывая меньшую силу к веревке, намотанной на блок большого радиуса, получают силу, которая действует со стороны веревки, навитой на блок меньшего радиуса.

Подвижный блок

Подвижным блоком называют блок, ось которого перемещается совместно с грузом. На рис. 2 подвижный блок можно рассматривать как рычаг с плечами разной величины. В этом случае точка О является точкой опоры рычага. OA – плечо силы \overrightarrow{P}; OB – плечо силы \overrightarrow{F}. Рассмотрим рис. 3. Плечо силы \overrightarrow{F}в два раза больше, чем плечо силы \overrightarrow{P}, следовательно, для равновесия необходимо, чтобы величина силы F была в два раза меньше, чем модуль силы P:

Подвижный блок

Можно сделать вывод о том, что при помощи подвижного блока мы получаем выигрыш в силе в два раза. Условие равновесия подвижного блока без учета силы трения запишем как:

\[F=\frac{1}{2}P \qquad (6)\]

Если попытаться учесть силу трения в блоке, то вводят коэффициент сопротивления блока (k) и получают:

\[F=k\frac{1}{2}P \qquad (7)\]

Иногда применяют сочетание подвижного и неподвижного блока. В таком сочетании неподвижный блок используют для удобства. Он не дает выигрыша в силе, но позволяет изменять направление действия силы. Подвижный блок применяют для изменения величины прилагаемого усилия. Если концы веревки, охватывающей блок, составляют с горизонтом одинаковые углы, то отношение силы, оказывающей воздействие на груз к весу тела, равна отношению радиуса блока к хорде дуги, которую охватывает веревка. В случае параллельности веревок, сила необходимая для подъема груза потребуется в два раза меньше, чем вес поднимаемого груза.

Золотое правило механики

Простые механизмы выигрыша в работе не дают. Во сколько мы получаем выигрыш в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии. Так как работа равна скалярному произведению сила на перемещение, следовательно, она не изменится при использовании подвижного (как и неподвижного) блоков.

В виде формулы «золотое правило№ можно записать так:

\[\frac{N_2}{N_1}=\frac{s_1}{s_2} \qquad (8)\]

где s_1– путь, который проходит точка приложения силы N_1; s_2– путь проходимый точкой приложения силы N_2.

Золотое правило является самой простой формулировкой закона сохранения энергии. Это правило распространяется на случаи, равномерного или почти равномерного движения механизмов. Расстояния поступательного движения концов веревок связаны с радиусами блоков ( r_1и r_2) как:

\[\frac{s_1}{s_2}=\frac{r_1}{r_2} \qquad (9)\]

Получим, что для выполнения «золотого правила» для двойного блока необходимо, чтобы:

\[\frac{N_1}{N_2}=\frac{r_2}{r_1} \qquad (10)\]

Если силы {\overrightarrow{N}}_1и {\overrightarrow{N}}_2уравновешены, то блок покоится или движется равномерно.

Примеры решения задач

Задание Используя систему из двух подвижных и двух неподвижных блоков, рабочие поднимают строительные балки, при этом прикладывают силу равную F=200 Н. Чему равна масса (m) балок? Трение в блоках не учитывайте.
Решение Сделаем рисунок.

Подвижный и неподвижный блок, пример 1

Вес груза, приложенный к системе грузов, будет равен силе тяжести, которая приложена к поднимаемому телу (балке):

\[m\overrightarrow{g}=\overrightarrow{P} \qquad (1.1)\]

Неподвижные блоки выигрыша в силе не дают. Каждый подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза, следовательно, при наших условиях мы получим выигрыш в силе в четыре раза. Это значит, что можно записать:

\[F=\frac{1}{4}P=\frac{1}{4}mg \qquad (1.2)\]

Получаем, что масса балки равна:

\[m=\frac{4F}{g}\]

Вычислим массу балки, примем g\approx 10\frac{m}{c}:

\[m=\frac{4\cdot 200}{10}\approx 80\ \left(kg\right)\]

Задание Пусть высота, на которую поднимают балки рабочие, в первом примере равна h=10м. Чему равна работа, которую совершают рабочие? Какова работа груза по перемещению на заданную высоту?
Решение В соответствии с «золотым правилом» механики, если мы, используя имеющуюся систему блоков, получили выигрыш в силе в четыре раза, то проигрыш в перемещении составит тоже четыре. В нашем примере это означает, что длина веревки (l) которую рабочим следует выбрать составит длину в четыре раза большую, чем расстояние, которое пройдет груз, то есть:

\[l=4h \qquad (2.1)\]

Работа, которую совершат строители, равна:

\[A_1=Fl\ \]

Вычислим A_1:

\[A_1=200\cdot 4\cdot 10=8000\ (J)\]

Работа груза (A_2): массы m=80кг (получено в примере 1) равна:

\[A_2=mg\cdot h\ \]

Вычислим A_2, получим:

Источник

Урок физики по теме "Блок". 7-й класс

Назад Вперёд

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: традиционный с элементами практической работы.

Цели урока: введение понятия блока, объяснение, почему блок является разновидностью рычага, знакомство с различными видами блоков, применением блоков.

  • закрепить уже имеющиеся знания по теме “Простые механизмы”;
  • ввести понятие блока;
  • объяснить, почему блок- разновидность рычага;
  • рассмотреть различные виды блоков, их применение.
  • формирование коммуникативных качеств, культуры общения;
  • формирование интереса к изучаемому предмету;
  • стимулирование любознательности, активности на уроке;
  • развитие работоспособности.
  • развитие познавательного интереса;
  • развитие интеллектуальных способностей;
  • развитие умений оценивать себя;
  • развитие умений работы по инструкции.

Формы работы: фронтальная, работа в парах, индивидуальная.

I. Вступление (1 минута).

V. Подведение итогов урока, домашнее задание (1 минута)

В течение урока заполняется лист самооценки.

Технологическая карта урока

№ этапа Работа учителя. Работа учащихся Записи в тетради Используемые слайды, пособия, оборудование, литература Время
1. Приветствие. Просит проверить готовность к уроку, знакомит с планом урока, листом самооценки. Проверяют собственную готовность к уроку, знакомятся с планом урока, листом самооценки (Приложение 1) Слайды 2-3 1 мин.
2.1 Разъясняет учащимся правила заполнения приложения №1, просит учащихся озвучить ответы Заполняют раздаточные листы, (Приложение 2), озвучивают по очереди свои ответы, осуществляют проверку ответов, заполняют лист самооценки Раздаточные листы. Слайд 4 2 мин.
2.2. Просит учеников открыть тетради практики и решить задачи №1 и №2 Решают задачи №1 и №2, сверяют своё решение с решением на экране, заполняют лист самооценки Записи решений задач №1и №2 в тетради практики Слайды 5-8 6 мин.
3.1.1 Просит продолжить фразу “Разновид-
ностями рычага являются…”
Отвечают “…ворот и блок” Слайд 9 0,5 мин.
3.1.2 Озвучивает тему урока, записывает её на доске Записывают тему в тетрадь теории В тетради теории: “Блок” 0,5 мин.
3.1.3 Демонстрирует блок. Просит учащихся сформулировать его определение.

— неподвижный (ось закреплена и не движется при подъёме груза)

— подвижный (ось движется вместе с грузом)

“Так как блок является простым механизмом, то, для чего он может использоваться?”

Источник

Задания к уроку по теме "Блоки"
методическая разработка по физике (7 класс) по теме

Пешкова Елена Александровна

Задания для самостоятельного изучения темы «Применение условия равновесия рычага к блоку». Могут быть полезны учащимся, пропустившим урок. При выполнении заданий используется учебник: А.В. Перышкин Физика. 7 класс. — М.: Дрофа, 2009.

Скачать:

Вложение Размер
urok_55primenenie_zakona_ravnovesiya_rychaga_k_bloku.doc 39.5 КБ

Предварительный просмотр:

Применение закона равновесия рычага к блоку.

Внимательно прочитайте § 59 учебника и выполните в тетради следующие задания:

  1. Опишите, что представляет собой блок.
  1. Выпишите из учебника определения неподвижного и подвижного блока. Сделайте в тетради соответствующие рисунки (рис.164 – неподвижный блок; рис.166 – подвижный блок).
  1. Внимательно изучив § 59, становится понятным, что любой блок схематически можно представить как рычаг. Внимательно изучите «превращение» неподвижного блока в рычаг, рассмотренное ниже и аналогично осуществите «превращение» подвижного блока в рычаг. Затем, используя условие равновесия рычага (применив его к блоку), сделайте вывод о выигрыше в силе, которую дает подвижный и неподвижный блоки.

Здесь l 1 = AO – плечо силы F 1 ;

l 2 = ОВ – плечо силы F 2.

Но АО = ОВ, значит l 1 = l 2 , то есть неподвижный блок – равноплечный рычаг.

Запишем условие равновесия рычага:

; но l 1 = l 2 , значит

ВЫВОД : Неподвижный блок выигрыша в силе не дает. Он лишь позволяет менять направление действия силы.

Для каких целей применяют неподвижный блок?

Как легче подниматься вверх: лезть по веревке или подниматься при помощи неподвижного блока?

  1. Внимательно разберите пример решения задачи:

Задача: Груз какого веса можно поднять с помощью подвижного блока, если тянуть веревку с силой 150Н.

Дано: Си: Решение:

F = 40Н 1) Т.к. блок подвижный, то он может давать выигрыш в силе в 2 раза. Это означает,

P = ? что с помощью данного блока можно поднять груз в 2 раза большего веса, чем сила, приложенная к веревке.

P = F·2 = 40Н·2 = 80Н

  1. По образцу решите задачу: С какой силой надо тянуть веревку, чтобы поднять кирпич весом 50Н с помощью подвижного блока? А с помощью неподвижного?

Проверьте себя (Ответ: 25Н)

  1. Внимательно разберите пример решения задачи:

Задача: С помощью подвижного блока подняли груз на высоту 10 м, прилагая силу 120 Н. Какая работа была совершена при этом?

Дано: Си: Решение:

F = 120Н 1) А = F·s = F тяж груза ·h

h = 10м 2) Учитывая, что блок подвижный, вспомним, что он дает выигрыш в силе в 2 раза.

A = ? Это значит, что прикладывая силу F = 120 Н к подвижному блоку, мы сможем поднять груз в 2 раза большего веса, т.е. F тяж груза = 2·F = 2 · 120Н = 240Н

3) А = F тяж груза ·h = 240Н·10м = 2400 Дж

Ответ: А = 2400 Дж.

  1. По образцу решите задачу: Вычислите работу, совершаемую при подъеме ведра с песком весом 200Н на высоту 5 м с помощью подвижного блока?

Проверьте себя (Ответ: 1000Дж)

  1. Придумайте задачу на изучаемую тему и решите ее.

§ 59, задачи 762,768 (из сборника задач Лукашика), письменно.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Нестандартные уроки с творческим заданием на уроках музыки

Доклад на методическое объединение.

Данный материал содержит презентацию, задание к уроку и домашнюю работу (сканированная копия упражнений из рабочей тетради к УМК Информатика и ИКТ, Босова Л. Л.) по информатике в рамках УМК Л. Л. Босо.

Нестандартные уроки и задания на уроке МХК

Использование нестандартных заданий на уроке МХК.Особенности нестандартных уроков заключаются в стремлении учителей разнообразить жизнь школьника: вызвать интерес к познавательному общению, к уроку, к.

Презентация к уроку «Рождество в Англии» (Hot-list задание к уроку )

Презентация к уроку «Рождество в Англии» (Hot-list задание к уроку).

Презентация, конспект урока, карточки — задания к уроку биологии для 6 класса на тему «Фотосинтез».

Матерьял содержит презентацию к урока «Фотосинтез» для 6 класса, а также разработку урока, карточки с заданиями для работы в парах и группах.

Задание для урока с применением интернет-технологии к уроку в 8 классе «What\’s for lunch»

Задание возможно применить для работы на уроке или для выполнения дома. Расчитано на работу в парах или группах, выполнение задания не менее 5-8 дней.(урок 2 модуля учебника Spotlight 8 класс).

Открытый урок по сольфеджио (предпоследний урок первой четверти).Закрепление пройденного материала, подготовка к контрольной работе.

Источник



Решебник к сборнику задач по физике для 7-9 классов Лукашик В.И. Иванова Е.В
IV. РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ. ЭНЕРГИЯ. 29(30). Блоки

IV. РАБОТА И МОЩНОСТЬ. ПРОСТЫЕ МЕХАНИЗМЫ. ЭНЕРГИЯ. 29(30). Блоки

  • 757. Отвечая у доски по теме «Неподвижные блоки», ученик сделал рисунок (рис. 215), где нужно было показать, что с помощью веревки и блока уравновешены два груза. Какую ошибку он допустил в рисунке?
  • 758. Объясните, зачем пользуются неподвижным блоком, ведь выигрыша в силе он не дает. Где его удобно использовать?
  • 759. Каковы должны быть показания динамометров в положениях А и В (рис. 216)? (Груз не движется.)
  • 760. Через неподвижный блок перекинута цепь (рис. 217). В каком случае динамометр будет показывать меньшую силу при равномерном подъеме груза? Почему?
  • 761. В какой из систем неподвижных блоков (рис. 218) надо приложить большую силу для подъема одного и того же груза, если трение в каждом из блоков одинаковое?
  • 762°. На рисунке 219 динамометр А показывает силу 20 Н. Что должен показать динамометр Б?
  • 763. Как легче подниматься вверх: лезть по веревке или поднимать себя при помощи блока (рис. 220)?
  • 764°. Будет ли система, состоящая из рычага и блока (рис. 221), находиться в равновесии?
  • 765°. Для подъема одного и того же груза используют две системы блоков (рис. 222, 1, 2). Равные ли силы надо приложить в точках А, если трение в каждом блоке одинаково, а вес подвижного блока много меньше веса груза? Ответ объясните.
  • 766°. Определите показание динамометра (рис. 223), если вес каждого шарика равен 10 Н. Рычаг находится в равновесии. (Весом блока пренебречь.)
  • 767. На рисунке 224 показано одно из чудес древних египетских жрецов. Как только на жертвеннике загорался огонь, двери храма раскрывались. Объясните, на чем основано это чудо. (В жертвеннике воздух. Жертвенник при помощи трубы соединен с кожаным мешком.)
  • 768. Какой наибольший груз может приподнять мальчик, масса которого равна 42 кг, пользуясь одним подвижным и одним неподвижным блоком (рис. 225)?
  • 769*. При помощи неподвижного блока поднимают из воды гранитную плиту объемом 0,03 м3. Какую силу прилагают рабочие, когда плита находится в воде; над поверхностью воды? (Трение не учитывать.)
  • 770°. Вес подвижного блока равен 1,2 Н. Его груз весит 6 Н (рис. 226). Чему будет равно показание динамометра при равномерном подъеме груза? (Трение не учитывать.)
  • 771. Груз какой массы можно поднять с помощью подвижного блока, вес которого 20 Н, прилагая к свободному концу веревки усилие 210 Н, если не учитывать трение?
  • 772*. Груз какого веса надо прикрепить к свободному концу троса, чтобы система блоков (рис. 227) находилась в равновесии? (Трением и весом блоков пренебречь.)
  • 773. Какую силу надо приложить к свободному концу троса А, чтобы трос, перекинутый через неподвижный блок, был натянут с силой 4000 Н (рис. 228)?
  • 774*. На концах невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через легкий неподвижный блок, подвешены два груза, массы которых равны 100 и 200 г. В начальный момент времени грузы покоятся на высоте 2 м от пола. Пренебрегая трением, определите ускорение грузов
  • 775*. Гиря массой 500 г соединена с другой гирей массой m2 легкой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок. Чему должна быть равна масса второй гири, чтобы первая гиря двигалась вверх с ускорением 2,4 м/с2; первая гиря двигалась бы вниз с тем
  • 776*. Две гири А и B массами по 1 кг соединены легкой нерастяжимой нитью, перекинутой через блок (рис. 229). Найдите ускорение, с которым движутся гири; силу натяжения нити. (Трением можно пренебречь.)
  • 777*. На наклонной плоскости с углом 30° при основании лежит брусок массой 1 кг (рис. 230). Гиря такой же массы присоединена к бруску с помощью невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через легкий блок. Определите ускорение, с которым движутся оба тела,
  • 778*. Два тела соединены невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через легкий блок (рис. 229). Масса тела Б равна 2 кг. Коэффициент трения тела Б о горизонтальную поверхность равен 0,1. Какой массой обладает тело А, если оба тела движутся равномерно?
  • 779*. К пружинным весам (рис. 231) подвешен блок. Через блок перекинут нерастяжимый шнур, к концам которого привязаны грузы массами 1 и 2 кг. Какой вес будут регистрировать пружинные весы во время движения грузов? (Весом блока и шнура пренебречь.)
  • 780*. При помощи подвижного блока поднимают груз на высоту 4 м, прилагая силу 100 Н. Вес блока равен 20 Н, а вес груза 165 Н. Какую дополнительную работу надо совершить, чтобы с помощью указанного блока поднять груз на высоту 4 м?
  • 781*. На опоре стоит рабочий и с помощью блока равномерно поднимает груз, вес которого равен 480 Н (рис. 232). Вычислите давление, производимое рабочим на опору, если его вес 720 Н, а площадь ступней составляет 320 см2. (Трением и весом блока можно пренеб
  • 782*. Поднимая при помощи подвижного блока ведро с песком весом 200 Н на высоту 5 м, производят работу 1020 Дж. Какой процент составляет энергия, которая была затрачена непроизводительно?
  • 783. Какую силу надо приложить к тросу А (рис. 233), чтобы трос В был натянут с силой 1 кН?
  • 784. С какой силой натянут трос А, если вес груза равен 100 Н (рис. 234)?

Выделите её мышкой и нажмите CTRL + ENTER

Большое спасибо всем, кто помогает делать сайт лучше! =)

Нажмите на значок глаза возле рекламного блока, и блоки станут менее заметны. Работает до перезагрузки страницы.

Источник

Читайте также:  Самостоятельная работа по теме quot НОД quot методическая разработка по алгебре 5 класс на тему