Тема урока: Давление и сила давления
Цель урока: Ввести новую физическую величину « давление «, определить способ его нахождения
Оборудование: две дощечки с гвоздями, вбитыми шляпками наружу и остриями наружу; набор грузов; динамометр
Демонстрации: зависимость давления от действующей силы и от площади опоры
Ход урока:
I. Демонстрация опытов
Прежде, чем начать объяснение нового материала, желательно продемонстрировать опыты с последующим качественным заключением:
Если дощечка с гвоздями погружается в песок шляпками совсем немного, то с гирей, массой 1кг, погружение заметно больше. Т.е. глубина погружения зависит от величины действующей силы- чем больше сила, тем погружение больше.
Второй опыт показывает, что глубина погружения зависит не только от силы, но и от площади опоры. Дощечка с гвоздями, которые направлены острием, погружается в песок значительно больше, чем в первом опыте.
Новый материал – лекция учителя.
Результат действия тела на опору, таким образом, зависит и от площади опоры и от действующей силы. Все это учитывает физическая величина, которая называется давлением.
Под давлением понимают физическую величину равную отношению перпендикулярно действующей силы к площади поверхности.
[pic]
Где р – давление;
F – сила давления;
S – площадь поверхности, к которой приложена сила.
Давление р при постоянной силе F тем больше, чем меньше площадь поверхности, и – наоборот. Кроме того, чем больше сила давления, тем давление больше.
Как любая физическая величина давление измеряется в определенных единицах
[pic]
За единицу давления в СИ принят Паскаль (Па).
Если на поверхность с площадью 1м2 перпендикулярно действует равномерно распределенная сила в 1 Н, то давление в этом случае 1 Па.
Есть и кратные единицы:
1 кПа = 1000Па
1Мпа=1000000Па
Очень часто сила давления создается собственной силой тяжести тела.
Тогда давление можно рассчитать как:
F=pS
III. Решение задач
С целью закрепления изученного можно коллективно разобрать решение одной-двух простых задач. Один ученик выписывает решение на доске.
Пример1. Определить давление танка массой 60т на землю, если площадь гусеницы равна 1,5м2
Дано: m=60т
S=1,5м2
m=6000 кг
р= [pic]
Найти: р-?
Домашнее задание: $32; вопросы к параграфу; задачи №№ 437,440-445
Задачи на смекалку:
1.Трактор оказывает на землю примерно такое же давление, что и человек. Почему же тогда человек легко может стоять на кирпиче, в то время как трактор этот кирпич раздавит?
2. Один литературный герой, закаляя свою волю, спал на доске, утыканной гвоздями(острием вверх). Оцените, из скольких гвоздей должно было состоять ложе героя, считая, что масса героя 70кг, острие каждого гвоздя имеет площадь 0,1мм, а человеческая кожа может выдерживать давление 3МПа.
Дополнительный материал к уроку
1.Почему на простом табурете сидеть жестко, в то время как на стуле, тоже деревянном, ни сколько не жестко. Почему мягко лежать в веревочном гамаке, некоторый сплетен из довольно твердых шнурков?
Не трудно догадаться. Сидение простого табурета плоско; наше тело соприкасается с ним лишь по небольшой поверхности, на которой и сосредотачивается вся тяжесть туловища. У стула же сидение вогнутое; оно соприкасается с телом по большей поверхности; по этой же поверхности и распределяется вес туловища; на единицу поверхности приходится меньший груз, меньшее давление.
Итак, все дело здесь в более равномерном распределении давления. Когда мы нежимся на мягкой постели, в ней образуются углубления, соответствующие неровностям нашего тела Давление распределяется здесь по нижней поверхности тела довольно равномерно, так что на каждый квадратный сантиметр приходится несколько граммов…
Когда же мы лежим на голых досках, то соприкасаемся с опорной плоскостью лишь в немногих маленьких участках…, и мы сразу ощущаем разницу на своем теле, говоря что нам очень жестко.
Но даже на самом твердом ложе нам может быть вовсе не жестко, если давление распределяется равномерно на большую поверхность. Вообразите, что вы легли на мягкую глину и в ней отпечатались формы вашего тела. Покинув глину, оставьте ее сохнуть. Когда она сделается твердой как камень, сохранив оставленные вашим телом вдавленности, лягте на нее опять, заполнив собой эту каменную форму. Вы почувствуете себя, как на нежном пуховике, не ощущая жесткости, хотя лежите буквально на камне.
Давление в природе и технике
Чтобы уменьшить давление, для большегрузных автомобилей изготавливают очень широкие шины. Это позволяет снизить давление на дорогу Давление следует уменьшать при движении по заболоченной поверхности. Для этого настилают деревянные чаги, по которым могут ехать даже танки.
Часто бывает необходимо давление увеличивать, при этом уменьшая площадь поверхности, даже при помощи небольшой силы, можно создать большое давление Например, действуя на иглу с силой F=5H при площади острия S=1мм можно создать давление 5000000Па Это давление в сотни раз больше, чем то которое танк оказывает на дорогу.
Иглы, лезвия, режущие предметы остро оттачивают, чтобы при малых силах на острие создавалось большое давление. Такими инструментами намного проще работать.
В животном мире это тоже можно наблюдать. Это - клыки у зверей, когти, клювы и т .д.
Фундамент здания
Шасси самолета
Широкие шины автомобилей
Гусеницы вездеходов
Лыжи
Шайбы под гайки
Шпалы под рельсы
Топор
Нож
Гвозди
Кнопки
Иголки
Зубы
когти, клювы зверей
Шипы, колючки растений
Жало осы
ТЕСТ
1. Какую физическую величину определяют по формуле [pic] ?
А.Массу. Б.Плотность. В.Давление.
2. Какая из перечисленных ниже единиц является основной единицей измерения давления?
А.Паскаль. Б. Метр. В. Килограмм.
3. Какое давление на пол оказывает ковер весом 200Н и площадью 4м
А.40Па.Б.50Па.В.100Па.
4.Какое давление на пол оказывает человек массой 60кг, если площадь подошв его обуви 600см
А.20кПА. Б 10кПА В.30кПа.
5.От чего зависит глубина, на которую гвоздь войдет в дерево за один удар молотка?
А.От силы удара.
Б.От силы удара, площади острия и твердости дерева.
В.От площади острия.
IV. Итоговый КРОССВОРД.
