УСТРОЙСТВО И ДЕЙСТВИЕ БЛОКОВ
Оборудование: метр демонстрационный; динамометр трубчатый на 10
Н; блок неподвижный на стержне; блок подвижный; штатив универсальный; грузы с
двумя крючками; перегрузок, равный половине веса подвижного блока; шпагат
тонкий.
Рассказав об устройстве блоков, демонстрируют изменение направления силы при помощи неподвижного блока. Для этого блок укрепляют на верхнем конце стойки штатива (рис. 5). Через блок перебрасывают нить. К одному концу нити подвешивают, например, три груза, а ко второму – прицепляют динамометр. Берут динамометр в руку и натягивают нить так, чтобы грузы повисли на нити. Поясняют, что неподвижный блок можно рассматривать как равноплечий рычаг, у которого плечи сил равны радиусу блока. Меняя угол наклона нити к вертикали, показывают, что величина силы, действующей на динамометр, равна весу груза и остается неизменной при любом направлении нити.
Делают вывод: неподвижный блок не дает выигрыша в силе, но позволяет изменять направление действия силы. Он не дает выигрыша и в работе, так как пути, проходимые точками приложения сил, одинаковы.
Далее демонстрируют равновесие сил и равенство работ на подвижном блоке. Установку собирают, как показано на рисунке 6. При сборке обращают внимание на то, чтобы все три отрезка нити были параллельны друг другу. Для компенсации веса подвижного блока к свободному концу нити, переброшенной через неподвижный блок, привязывают добавочный перегрузок, равный половине веса подвижного блока.
После этого к блоку подвешивают вначале два, а затем четыре груза, а к неподвижному – один, а затем два и каждый раз наблюдают полное равновесие системы. Поясняют, что такой блок можно рассматривать как рычаг, у которого плечо одной силы равно радиусу блока, а плечо второй – диаметру блока.
Для демонстрации закона равенства работ к свободному концу нити прикрепляют вместо груза динамометр. По шкале демонстрационного метра замечают начальные положения подвижного блока с грузами и динамометра. Затем динамометр перемещают равномерно на некоторое расстояние вниз. При этом обращают внимание, что показания динамометра остаются все время прежними и что подвижный блок с грузами поднимается только на половину того расстояния, на которое опустился динамометр. Вычисляют работы, совершенные обеими силами, и убеждаются, что эти работы равны между собой.
На основании проделанных опытов делают вывод: подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза и такой же проигрыш в пути, следовательно, он, как и рычаг, не дает выигрыша в работе.
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ПОДНЯТОГО ТЕЛА
И ДЕФОРМИРОВАННОЙ ПРУЖИНЫ
Оборудование: трибометр с бруском и ведерком; пружина спиральная от ведерка Архимеда; гири в 1кг и 2 кг; песок.
1. На конце стола устанавливают демонстрационный трибометр с бруском, как показано на рисунке 7. В ведерко насыпают столько песка, чтобы брусок смог равномерно скользить вдоль трибометра.
Поднимают ведерко на некоторую высоту и показывают, что в этом состоянии оно обладает способностью совершить некоторую работу. Для этого отпускают ведерко и наблюдают, как оно, опускаясь, перемещает брусок вдоль трибометра, совершая работу по преодолению силы трения.
Опыт повторяют, показывая зависимость совершенной работы от высоты опускания груза.
Затем нагружают брусок гирей в 1кг, а в ведерко добавляют столько песка, чтобы брусок опять смог равномерно скользить вдоль трибометра.
С измененной установкой показывают зависимость работы от веса поднятого тела.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.