Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя многопрофильная общеобразовательная школа №44 им.В.Кудзоева
г.Владикавказ
УРОК ФИЗИКИ В 9 КЛАССЕ.
«РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ».
[pic]
УЧИТЕЛЬ: ГУТНОВА З.А.
МБОУ СОМШ №44
«Земля-колыбель разума, но нельзя же вечно жить в колыбели»
Урок: Реактивное движение. Ракеты.
Цели урока: Дать представление об использовании закона сохранения импульса в технике; формировать неформальные знания в истолковании понятия «реактивное движение»;
Оборудование: Детский резиновый шарик. Мультимедиа-проектор, интерактивная доска, презентация.
Ход урока
1. Проверка выполнения домашнего задания.
Теоретический опрос по материалу § 21.22.(индивидуальный опрос). Работа по карточкам.
Фронтальный опрос:
1.Что такое импульс тела? Импульс силы? 2.СформулируЙте и запишите закон сохранения импульса. З.Условия применимости закона сохранения Импульса.
а) Система должна быть замкнутой.
б) Внешние силы, действующие на тела системы, компенсируются или их действием можно пренебречь.
в) Выполняется только в ИСО
11. Изучение нового материала.
Реактивное движение-проявление закона сохранения импульса.
Реактивное движение- движение тела, при котором от тела отделяется и движется какая-то его часть, в результате чего само тело приобретает противоположно направленный импульс. Опыт 1: (Надувание резинового шарика)
Опыт 2: (Насос, бутылка, линейка)
При нагнетании воздуха в бутылку, давление увеличивается. При достижении критического давления, бутылка срывается с резиновой пробки и вылетает.
Зная массу бутылки m=ЗО г и считая вылет бутылки мгновенным можно по высоте подъёма оценить скорость истечения газов из бутылки.
Основной материал:
1.История развития реактивного движения.
Поверхность Земли и подняться в небо мечтали еще древние греки. До наших дней сохранился миф об Икаре, который сделал себе крылья, склеив их воском. Икар поднялся к солнцу, НО воск растаял, и храбрец упал в море. От мифов до научных проектов прошли века. Яркую страницу в историю отечественной науки вписал Н.И.Кибальчич (1853-1881 г.) - ученый-революционер. Осужденный за участие в убийстве императора Александра 11, Кибальчич из камеры смертников Петропавловской крепости за 1 О дней до казни подал администрации тюрьмы описание своего изобретения. Но царские чиновники не обратили внимания на проект.
Жюль Верн, современник К.З.Циолковского, следил за всеми техническими новинками того времени. Хотя ракеты давно были известны, писатель отправил свой корабль на луну из пушки. («Из пушки на луну» 1867г.) И никто из ученых не задумывался надо использованием принципа реактивного движения для полетов в космосе.
С какой целью увеличивают скорость выхода струи газа? Дело в том, что от этой скорости зависит скорость ракеты. Это можно показать с помощью закона схранения импульса.
Закона сохранения импульса позволяют нам оценить скорость ракеты.
Если не учитывать действия на ракеты силы земного притяжения будем считать ракету замкнутой системой. Так как до старта импульса ракеты был равен нулю, то по закону сохранения ∑ импульса движущейся оболочки и направленный противоположно ему импульс выбрасываемого из ракеты газа должны быть равны друг другу по модулю.
mrvr=mpvp; Vp=mr/mp*Vr
vr=m v/m
Чем с большей скоростью вырывается газ и сопла и чем больше отношение m/m,
тем больше будет скорость оболочки ракеты.
∙Многоступенчатые ракеты.
Мы рассмотрели принцип действия одноступенчатой ракеты, где под ступенью подразумевают ту часть, которая содержит баки с горючем и окислителем и двигатель.
В практике космических полётов обычно используют многоступенчатые ракеты, развивающие гораздо большие скорости и предназначенне для более дальних полётов, чем одноступенчатые (рис.47). После того, как топливо и окислитель первой ступени будут полностью израсходованны, эта ступень автоматтчески отбрасывается и в действие вступает двигатель второй ступени.
Уменьшение общей массы ракеты путём отбрасывания уже ненужной ступени позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты.
Затем таке отбрасывается вторая ступень.
Третью ступень используют и для увеличения скорости ракеты или если корабль хочет совершить посадку корабля для торожения корабля перед посадкой. Для этого ракету разворачивают на 1800, чтобы сопло оказалост впереди. Тогда, вырывающийся из ракеты газ сообщает ей импульс, направленный против скорости её движения, что приводит к уменьшению скорости и даёт возможность осуществить посадку.
∙Использование реактивной техники в освоении космического пространства (презентация)
III.Закрепление материала
Разбор задачи и вопросов:
а) существуют суда с водометным двигателем, выбрасывающим из корабля водяную стую. При этом корабль движется в сторону, противоположную направлению движения стрки. Является ли движение корабля реактивным движением?
б) От чего зависит скорость ракеты?
∙Надуйте детский резиновый шар, не завязывая отверстие, выпустите из рук. Что произойдет при этом? Почему?
∙Ракета движется по инерции в космичесом пространстве. На ее сопло надели изогнутую трубу выходным отвер-ствием в сторону движения и включили двигатели. Изменилась ли скорость ракеты? (Таким способом можно остановить ракету и даже заставить её лететь в обратном направлении)
К слайду №9
-Как вы думаете, зависит ли счастье и свобода человека от веры в себя, от уверенности в своих силах? Чувствовали ли вы у себя за спиной крылья на сегодняшнем уроке?
На пороге XX в. Дорогу в космос указал К.Э.Циолковский(1857-1935)-учёныймечтатель из Калуги.
Лн первый увидел в ракете не только игрушку, забаву для развлечения, а аппарат, который позволит человеку стать «гражданином Вселенной». Идеи К.Э.Циолковского о космических полётах были настолько смелы и оригинальны, что современники считали их утопией, и никто по достоинству не смог оценить его труд « Иследование мировых пространств реактивными приборами» (1903г).
Прошли революции и войны, и в нашей стране стал расти интерес к проблеме реактивных двигателей.
В 1921 г. Была создана опытно-конструкторская лаборотория для разработки ракет на бездымном порохе.
17 августа 1933г. В Нахабино под Московской был осуществлён первый запуск жидкостной ракеты «ГИРД-09», разработанной Ю.В.Кондратюком, Н.И.Тихомировым, Ф.А.Цандером и С.П.Королёвым. С.П.Королёв-главный конструктор баллистических ракет. Нахабино по праву можно считать первым отечественным ракетодромом (первый российский космодром).
Ребята! Давйте выясним, в чём же сущность реактивного движения?!
2.Сущность реактивного движения.
Всем транспортным средствам, за исключением ракет для своего передвижения по земле, в воде или по воздуху, требуется взаимодействие со средой, Ракета же движется в результате взаимодействия с выбрасываемыми ею же самой массами газа.
Реактивное движение-движение тела, возникающее в результате выброса этим телом вещества.
Примеры: ракета.
Примеры реактивного движения в живой природе: осьминоги, кальмары (живая торпеда v=70км/ч), каракатицы, морские моллюски, личинки стрекоз.
3.Назначение, конструкция и принцип действия ракет.
Принцип реактивного движения находит широкое практическое применение в авиации и космонавтике. В космическом пространстве нет среды, с которой тело могло взаимодействовать и тем самым изменять модуль и направление скорости. Поэтому для космических полётов используют только ракеты.
В любой ракете, независимо от ее конструции, всегда имеется оболочка с окислителем. Оболочка ракеты включает в себя полезный груз (космический корабль), приборный отсек и двигатель (камера сгорания, насосы и т.д.)
Основную массу ракеты составляет топливо с окислителем (окислитель нужен для поддержания горения топливо, так как в космосе нет кислорода).
Топливо и окислитель с помощью насосов подются в камеру сгорания. Топливо, сгорая, превращается в газ высокой температуры и высокого давления. Благодаря большой разности давлений в камере сгорания мощной струёй устремляются наружу через раструб специальной формы (сопло). Назначение сопла в том, чтобы повысить скорость струи.
Задача: Ракета m=1 кг, содержащая заряд пороха 200г, поднялась на высоту 500м.
Определить скорость выхода газов, считая, что сгорание пороха происходит мгновенно.
Сопротивление воздуха не учитывать.
Дано: Решение:
mр=1кг Vp=√2hq≈141м/с m; m=m-mr
mr=200г На основание закона сохранения импульса тела
h=500м mpVp= miVr
V=m√2hq/mr; m=m-mr;
Vr=(m-mr) √2hq/mr=400м/с
v-?
Ответ: V=400м/c
vp
IV. Презентация «Освоение космоса»
V.Домашнее задание §23 Упр.22(1);
h
