Физика 7 класс. 30. Динамометр

Физика и не только подпишись) Поставь лайк и сохрани в закладки чтобы не потерять!

Конспект: «Динамометр»

Определение динамометра

Динамометр — прибор для измерения силы. Название происходит от греческих слов «динамис» (сила) и «метрео» (измеряю). Основной элемент динамометра — стальная пружина, которая деформируется под действием силы. Принцип работы основан на законе Гука: сила упругости прямо пропорциональна удлинению пружины (Fупр
=k⋅Δl).

Устройство простейшего динамометра

Материалы: пружина, дощечка, крючок, указатель, бумажная шкала.

Этапы изготовления:

1. Закрепить пружину на дощечке.

2. Прикрепить указатель к нижнему концу пружины.

3. Наклеить бумажную шкалу.

4. Отметить нулевое положение указателя (без нагрузки).

5. Подвешивать грузы известной массы (например, 102 г = 1 Н) и отмечать положение указателя.

6. Разделить расстояние между метками на 10 частей для точности до 0,1 Н.

Типы динамометров

Ручной (силомер): измеряет силу мышц руки.

Тяговый: для измерения больших сил (например, тяга локомотива).

Электрический: преобразует деформацию в электрический сигнал.

Гидравлический и ртутный: используют жидкость или ртуть для передачи усилия.

Применение динамометров

Измерение силы тяжести, силы трения, упругости.

Используется в медицине, технике, промышленности.

Презентация: «Динамометр»

Ключевые моменты

1.Как называют прибор для измерения силы?

Прибор для измерения силы называется динамометр. Его работа основана на законе Гука, который связывает силу упругости с удлинением пружины.

2. Как изготовить простейший динамометр?

Для изготовления простейшего динамометра потребуется:

1. Закрепить пружину с крючком на дощечке.

2. Прикрепить к нижнему концу пружины указатель.

3. Наклеить бумажную шкалу.

4. Подвесить груз массой 102 г (сила тяжести 1 Н) и отметить положение указателя как «1 Н».

5. Повторить для грузов 204 г (2 Н), 306 г (3 Н) и т.д.

6. Разделить расстояние между метками на 10 равных частей для измерения десятых долей ньютона.

3. Как нанести на шкалу динамометра деления, соответствующие 0,1 Н?

Расстояние между основными метками (например, 0 и 1 Н) делится на 10 равных частей. Поскольку удлинение пружины пропорционально силе (закон Гука), каждое маленькое деление будет соответствовать 0,1 Н.

4. Какие типы динамометров вам известны?

Ручной динамометр (силомер): измеряет силу сжатия кисти.

Тяговый динамометр: используется для измерения больших сил (до десятков тысяч ньютонов).

Электрический динамометр: преобразует деформацию в электрический сигнал.

Гидравлический и ртутный: работают на основе изменения давления жидкости.

Упражнение 11

1. Определите цену деления каждого прибора и силу тяжести, действующую на каждый груз.

Цена деления — это значение одного деления шкалы прибора. Для её расчета:

1. Найдите два соседних числа на шкале (например, 0 Н и 1 Н).

2. Вычислите разность этих значений: 1 Н−0 Н=1 Н1Н−0Н=1Н.

3. Посчитайте количество делений между ними (например, 10 делений).

4. Разделите разность на количество делений:

Если шкала имеет другие отметки (например, 0–2 Н с 20 делениями), цена деления будет:

2 Н−0Н/20=0,1 Н.

Сила тяжести вычисляется по формуле:

где:

m — масса груза (в килограммах),

g=10 Н/кгg=10Н/кг (ускорение свободного падения).

Примеры для грузов:

Груз 102 г (0,102 кг):

Груз 204 г (0,204 кг):

Груз 306 г (0,306 кг):

F=0,306кг⋅10Н/кг=3,06Н(≈3Н).

Важно:

Массу груза всегда переводите в килограммы.

Если в задании указаны точные значения (например, 102 г = 0,102 кг), используйте их для расчетов.

2. Чему равен вес каждого груза? Укажите точку его приложения?

Шаг 1: Расчет веса

Вес P — это сила, с которой груз действует на опору или подвес. В условиях задачи вес равен силе тяжести:

Примеры:

Для груза 102 г: P=1Н.

Для груза 204 г: P=2Н.

Для груза 306 г: P=3Н.

Шаг 2: Точка приложения силы

Сила веса приложена к центру тяжести груза. Если груз симметричен (например, прямоугольный или сферический), центр тяжести совпадает с его геометрическим центром.

Пример:

Для груза на пружине динамометра точка приложения силы — середина груза.

3. Определите, с какой силой растягивается каждая пружина под действием подвешенного к ней груза (масса одного груза 102 г).

Шаг 1: Расчет силы для одного груза

Масса груза: m=102г=0,102кг.

Сила растяжения пружины:

Шаг 2: Анализ рисунка 76

Если на рисунке изображено:

Один груз на пружине: сила растяжения F=1Н.

Два груза на одной пружине: F=2Н.

Три груза на одной пружине: F=3Н.

Важно:

Если грузы распределены на разных пружинах, сила для каждой пружины рассчитывается отдельно.

Если пружины соединены последовательно, сила растяжения для всех пружин будет одинаковой.

Комментарии и типичные ошибки

Перевод единиц:

Массу в граммах всегда переводите в килограммы: 1г=0,001кг.

Например, 204г=0,204кг.

Закон Гука:

Удлинение пружины пропорционально силе: F=k⋅Δl, где k — жесткость пружины.

В школьных задачах k часто не учитывается, так как шкала уже проградуирована.

Округление:

Если g=9,8Н/кг, но в задании используется g=10Н/кг, округляйте результат.

Точка приложения силы:

Не путайте точку приложения веса (центр груза) с точкой крепления пружины (верхний крючок).

Итог

Цена деления показывает, сколько ньютонов соответствует одному делению шкалы.

Сила тяжести зависит от массы груза и рассчитывается по формуле F=m⋅g.

Вес груза равен силе тяжести и приложен к его центру.

Сила растяжения пружины прямо пропорциональна количеству подвешенных грузов.

#физика_7_класс
#физика_7_30
#Динамометр
#физикапрезентация
#перышкин

Использованные источники:

1. Физика 7 класс. А.В.Перышкин

2. Использование chatdeepseek, chatGPT