Динамометры. Виды динамометров. Л.р. № 6 «Конструирование динамометра»

Урок

Динамометры. Виды динамометров. Л.р. № 6 «Конструирование динамометра»

Цели урока

 

обучающая:

ввести понятие "динамометр",

познакомить учащихся с некоторыми видами динамометров и областью их применения

продолжить формирование умений описывать приборы по плану на примере динамометра

научить градуировать пружину с любой заданной ценой деления и с ее помощью измерять силы

 

развивающая:

продолжить развитее речи, мышления, аккуратности; умения работать в парах, наблюдательность

 

воспитывающая:

интерес к изучению предмета

План урока:

Виды динамометров

Динамометр (по классу )

Градуировка пружины и измерение силы с последующей самооценкой

 

Оборудование: мультимедийный проектор, экран, доска, Notebook, приборы и материалы для выполнения лабораторной работы (динамометр, шкала которого закрыта бумагой, набор грузов, массой по 102 г, штатив с муфтой, лапкой и кольцом).

 

Учитель: Все открытия в области физики имеют важное значение для техники. Телевидение, радио, компьютер - все это возникло после того, как были изучены многие звуковые, световые и электрические явления.

 

Что такое динамометр? Откуда взялось название этого прибора?

 

"Динамис - греч. "сила"

 

"Динамо" - первая составная часть сложных слов, соответствующая по значению слову "сила"

 

"Динамометр" - силомер - прибор для измерения силы

 

Теперь становится понятным название хоккейной команды "Динамо". Запишем на доске

"динамис" - сила

"метрео" - измеряю

 

Возникает другой вопрос: "А так ли необходим нам динамометр?"

 

Впервые динамометр - такой, каким мы его знаем, - упоминается в летописи "Харум-эль-хатеб", автором которой является древнеегипетский ученый и инженер Имхатеб (приблизительно XV в. до н.э.).

 

Прибор состоял из папирусовой пластинки особой обработки, такой, что материал напоминал современную пластмассу, каучуковой пружины и ремешка из крокодиловой кожи, так что его можно было носить с собой.

 

Этот динамометр был обнаружен при раскопках гробницы Имхатеба в 1914 г. Сейчас прибор хранится в Берлинском музее египетской истории.

 

От древнеримского "динамос - сильный, метриос - измеряю".

 

 

Если уже древним римлянам нужен был динамометр, то нам он просто необходим, измерять силу приходится в разных условиях.

 

Поэтому какие-то динамометры фиксируют малейшие изменений силы, какие-то динамометры необходимы для грубых измерений больших сил; какие-то динамометры обеспечивают повторяемость результатов, т.е. их указатель после многократных измерений возвращается точно на ноль.

 

Какой можно привести пример:

 

На пункт сбора металлолома привезли металл, какими весами можно измерить эту груду? Подъемный кран с помощью электромагнита (его будем изучать в 8 классе) поднимает эту груду. А между блином электромагнита и крючком подъемного крана находится пружина, которая реагирует на изменение веса, и это изменение может наблюдать машинист крана.

 

Машинист везет зерно на элеватор, обязательно перед тем как высыпать зерно, машина проходит весовой контроль, заезжает на платформу, под которой находится пружина и измеряется вес машины с зерном, когда машина выезжает, она снова проходит контроль, но без зерна. Так вычисляется вес зерна.

 

Кто занимается боксом, тот знает, что есть специальный тренажер для измерения силы удара. Внутри этого тренажера монтируют пружину, которая сжимается при ударе, показывая на дисплее значение силы, и без специального сигнала не разжимается. Так выясняют, какой у боксера удар сильнее: прямой, сбоку или снизу.

 

Напольные весы - динамометр, проградуированный в килограммах

 

Рассмотрим простейший пружинный динамометр и охарактеризуем его по плану

Название прибора - Динамометр

Закон, положенный в основу работы прибора - закон Гука.

Какая сила связана с растяжением пружины? - Сила упругости

Какой закон связан с силой упругости? - Закон Гука

Кто скажет формулировку этого закона? - Модуль силы упругости при растяжении или сжатии тела прямо пропорционален изменению длины тела

 

Строение динамометра - пружина, шкала, указатель, стержень с крючком

 

Принцип работы динамометра - Рассмотрим на нескольких примерах: 1. Определяем силу тяжести, действующую на тело. Для этого подвешиваем тело к динамометру. Внимательно смотрим на изменения, происходящие на рисунке: сила упругости, которую показывает динамометр, увеличивается до тех пор, пока не станет равной силе тяжести. Возникает вопрос: С какой силой сравнивается измеряемая сила? - С силой упругости.

 

Определяем вес тела. Для этого подвешиваем тело к динамометру. Внимательно смотрим на изменения, происходящие на рисунке: сила упругости, которую показывает динамометр, увеличивается вместе с весом тела. Возникает вопрос: С какой силой сравнивается измеряемая сила? - С силой упругости.

 

Определяем силу тяги. Для этого прикрепляем тело к динамометру. Внимательно смотрим на изменения, происходящие на рисунке: сила упругости, которую показывает динамометр равна силе тяги. Возникает вопрос: С какой силой сравнивается измеряемая сила? - С силой упругости.

 

Запись в тетради: принцип работы основывается на сравнении измеряемой силы с силой упругости.

 

Правила эксплуатации

 

а) подключение прибора: -

 

б) цена деления: ц.д.= 0,5 Н

 

в) погрешность измерения: F = 0,5 Н

 

г) минимальные показания прибора: F min = 0,5 Н

 

д) предел шкалы: F max = 0,5 Н

 

е) показания прибора: F = 2,5 Н

 

ж) показания прибора с учетом погрешности: (F + F) = (2,5 + 0,5) Н

 

Следующий этап нашего урока - градуировка динамометра. Работа выполняется по предложенному описанию.

 

Ученики выполняют практическую часть лабораторной работы (название, цель, оборудование работы учащиеся оформили в тетрадях дома), состоящую в следующем:

Укрепить динамометр с закрытой шкалой вертикально в лапке штатива. Отметить горизонтальной чертой начальное положение указателя динамометра, - это будет нулевое деление шкалы.

Подвесить к крючку динамометра груз, масса которого 102 г. Новое положение указателя динамометра отметить горизонтальной чертой на бумаге.

Подвесить к динамометру второй, третий грузы той же массы, каждый раз отмечая черточками на бумаге положение указателя.

Снять динамометр со штатива и против горизонтальных черточек, начиная с верхней, проставить числа 0, 1, 2, 3. Выше числа 0 написать: "ньютон".

Получить шкалу с ценой деления 0,2 Н или 0,25 Н.

Измерить градуированным динамометром вес предложенного тела.

Записать в тетрадь для лабораторных работ результат измерений по п. 5 плана характеристики прибора.

 

Учителем подводятся итоги урока. Все пункты плана выполнены, цели урока достигнуты. Учащиеся говорят, что нового узнали они на уроке, чему научились.

 

Учитель обобщает выводы, комментирует оценки, выставленные за урок и критерии оценок, за лабораторную работу (учениками карандашом в тетради выставляется оценка выполненной практической работы).