Тема урока: Реактивное движение. Значение работ К.Э. Циолковского. Ракеты. Современные достижения космонавтики.
Цель: ввести понятие реактивного движения; рассмотреть это явление с помощью закона сохранения импульса; показать примеры применения закона сохранения импульса в технике и природе.
Задачи урока:
Обучающая: обеспечить усвоение понятия «реактивное движение» и объяснение реактивного движения на основе закона сохранения импульса.
Развивающая: развивать познавательные интересы и творческие способности; способствовать расширению кругозора; дать возможность почувствовать свой потенциал каждому ученику; формировать представление о роли «физики» в жизни общества.
Воспитательная: воспитывать чувство гордости за нашу страну и народ; воспитывать самостоятельность и инициативность; воспитывать эстетическое восприятие мира через демонстрацию и наглядность; воспитывать бережное отношение к окружающему нас миру: природе, космосу.
Тип урока: комбинированный урок.
Методы: объяснительно-иллюстративный, беседа, демонстрационный эксперимент.
Оборудование: модель ракеты, детский резиновый шар, сегнеровое колесо, Г – образная трубка, презентация, мультимедийный комплекс.
Ход урока.
Психологический настрой. Физминутка.
2.Проверка дом. задания.
1.Фронтальный опрос
Какой буквой обозначается импульс силы?
Какой буквой обозначается импульс тела?
Единица измерения импульса тела?
Единица измерения импульса силы?
Какая система называется замкнутой?
Формула для расчета импульса силы.
Формула для расчета импульса тела.
Как читается закон сохранения импульса тела?
Какой удар называется упругим?
Какой удар называется неупругим?
2.Качественные задачи.
1.Может ли человек, стоящий на идеально гладкой горизонтальной
(ледяной) поверхности, сдвинутся с места, не упираясь острыми предметами в лед? (может, отбрасывая от себя какие-либо предметы)
2. Какой из законов позволяет ответить на этот вопрос? (закон сохранения импульса)
3.Решение задач
1. Тело массой 2 кг движется со скоростью 3 м/с. Каков импульс тела?
2. Мальчик массой 40 кг запрыгивает на неподвижную тележку, имея скорость 1м/с.Масса неподвижной тележки 10 кг. С какой скоростью мальчик продолжит движение на тележке.
Постановка цели урока.
Объяснение новой темы.
1. Постановка проблемного опыта.
Ученик и учитель приводят в движение воздушные шары. Ученик применяет силу, а учитель отпускает шар, перерезав верёвочку.
Вопрос. Почему шарики начинают летать по классу?
2. Постановка целей урока.
Вы совершенно правы ребята. Воздух выходит из шарика в одну сторону, а сам шарик летит в противоположную сторону. Это и есть реактивное движение, изучению которого мы и посвятим наш урок.
Основной материал.
1) Из каких тел состоит рассматриваемая система?
2) Чему равен импульс системы, когда отверстие у шарика завязано?
3) Что произошло, когда нить разрезали?
3) Чему остался равен суммарный импульс системы при открытом отверстии?
Направляет учащихся и помогает сделать вывод о том, что по закону сохранения импульса суммарный импульс системы остался равным нулю, а в результате движения импульс шарика и импульс воздуха изменились. А чтобы суммарный импульс остался равным нулю, векторы импульсов шарика и воздуха должны быть направлены в противоположные стороны, поэтому шарик двигается в сторону противоположную воздушной струе.
Подводит итог: «Реактивное движение – это движение, которое возникает, когда от тела отделяется и движется с некоторой скоростью какая-то его часть». [pic]
Реактивное действие оказывает и струя жидкости.
[pic]
Вращение сегнерового колеса основано
на принципе реактивного движения
- Ребята, а кто-нибудь знает, какие животные используют реактивное движение для своего перемещения?
Учащиеся отвечают, приводят примеры, если затрудняются, учитель помогает, загадывая детям загадки:
1)Он на дно сейчас прилёг,
Многоножка … (осьминог).
2) Юбка, щупальца от пуза,
Как желе - плывёт ...(медуза).
3) Головоногий то моллюск -
Десяток рук, присоски плюс.
Довольно крупный экземпляр.
А как зовут его? (кальмар)
Учитель показывает видео:
«Применение реактивного движения: перемещение медуз». Обсуждение сюжета.
Учитель задаёт вопрос: - Как же они двигаются?
Учащиеся отвечают: - Набирая в себя воду, они, выталкивая её, приобретают скорость, направленную в сторону, противоположную движению.
Реактивное движение в природе
[pic] [pic] [pic]
Креветки, морские коньки и раки перемещаются, используя принципы реактивного движения.
[pic] [pic] [pic] [pic] [pic]
Осьминоги, каракатицы, медузы передвигаются, выталкивая мышцами своего тела воду.
[pic] [pic]
- Учитель: - Ребята, а где мы ещё встречаемся со словом «реактивный»?
Учащиеся высказывают свои мнение
(реактивные двигатели, реактивные самолёты).
Учитель подводит итог высказываниям:
- Принцип реактивного движения широко применяется в авиации и космонавтике.
Изобретение реактивного двигателя дало огромный скачок в развитии авиации и космонавтики.
Реактивное движение в технике [pic]
Константин Эдуардович Циолковский -русский учёный, изобретатель и учитель.
разработал теорию движения ракет;
вывел формулу для расчёта скорости ракет на орбите;
был первым, кто предложил использовать многоступенчатые ракеты. [pic]
Королёв Сергей Павлович- Великий советский конструктор, основоположник практической космонавтики, академик, дважды Герой Социалистического труда, лауреат Ленинской премии
Ведущий в мире специалист по ракетной технике руководил разработкой и запуском первого спутника Земли, первых автоматических межпланетных станций «Венера», «Марс», «Луна» первых пилотируемых кораблей.
Многоступенчатая ракета
[pic]
Первая ступень автоматически отбрасывается
после того, как топливо и окислитель полностью израсходованы.
Вступает в действие двигатель второй ступени
Скорость ракеты увеличивается.
?
На принципе реактивного движения основаны полеты ракет. Современная космическая ракета представляет собой очень сложный летательный аппарат, состоящий из сотен тысяч и миллионов деталей. Масса ракеты огромна. Она складывается из массы рабочего тела (т. е. раскаленных газов, образующихся в результате сгорания топлива и выбрасываемых в виде реактивной струи) и конечной или, как говорят, "сухой" массы ракеты, остающейся после выброса из ракеты рабочего тела.
"Сухая" масса ракеты, в свою очередь, состоит из массы конструкции (т. е. оболочки ракеты, ее двигателей и системы управления) и массы полезной нагрузки (т. е. научной аппаратуры, корпуса выводимого на орбиту космического аппарата, экипажа и системы жизнеобеспечения корабля).
По мере истечения рабочего тела освободившиеся баки, лишние части оболочки и т. д. начинают обременять ракету ненужным грузом, затрудняя ее разгон. Поэтому для достижения космических скоростей применяют составные (или многоступенчатые) ракеты . Когда реактивная газовая струя с большой скоростью выбрасывается из ракеты, сама ракета устремляется в противоположную сторону. Почему это происходит?
Согласно третьему закону Ньютона, сила F, с которой ракета действует на рабочее тело, равна по величине и противоположна по направлению силе F', с которой рабочее тело действует на корпус ракеты:
F' = F
Сила F' (которую называют реактивной силой) и разгоняет ракету.
Сообщаемый телу импульс равен произведению силы на время ее действия. Поэтому одинаковые силы, действующие в течение одного и того же времени, сообщают телам равные импульсы. В данном случае импульс mpυp приобретаемый ракетой, должен быть равен импульсу mгазυгаз выброшенных газов:
[pic]
[pic]
Устройство ракеты-носителя
Сопло – раструбы специальной формы,
через которые газы из камеры сгорания мощной струёй устремляются наружу.
Назначение сопла –
повысить скорость струи.
С какой целью увеличивают скорость выхода струи газа?
Ступени развития аэропланного дела
(по К.Э.Циолковскому) [pic]
Устраивается реактивный самолёт с крыльями и обыкновенными органами управления.
Воздушного винта нет.
Крылья последующих самолётов надо понемногу уменьшать, силу мотора и скорость увеличивать.
Корпус дальнейших аэропланов следует делать непроницаемым для газов и наполненным кислородом, с приборами, поглощающими углекислый газ, аммиак и другие продукты выделения человека.
Пускается в ход бескрылый аэроплан ,сдвоенный или строенный, хорошо планирующий.
Ракета впервые заходит за пределы атмосферы.
Полёты за атмосферу повторяются. Реактивные приборы всё более и более удаляются от воздушной оболочки Земли.
Делаются попытки избавится от углекислого газа и других человеческих выделений с помощью подобных мелкорослых растений, дающих в то же время питательные вещества.
Устаиваются эфирные скафандры (одежда) для безопасного выхода из ракеты в эфир.
Человек достигает большой независимости от Земли, так как добывает средства жизни самостоятельно.
Вокруг Земли устраивают обширные поселения. Используют солнечную энергию не только для питания и удобства жизни ,но и для перемещения по всей системе
Составление кластера. Ученики, классифицируя и систематизируя знания, принимают участие в составлении следующей схемы.
Закон сохранения импульса
Реактивное движение
медузы, ракеты самолёты
осьминоги,
кальмары; устройство
сдувающийся
шарик
оболочка; оболочка;
топливные баки топливные баки
с окислителем как с окислителем
так и без окислителя
(наличие воздуха)
применение
передвижение передвижение
в безвоздушном в воздушном
пространстве. и в безвоздушном
пространстве.
6. Подведение итогов урока.
1.Какое движение называется реактивным?
2.На чём основан принцип реактивного движения?
3.Как некоторые живые существа используют реактивное движение для перемещения?
4.Где применяется принцип реактивного движения в технике?
5.Применение многоступенчатой ракеты.
6.Кто стоял у истоков развития космонавтики?
Наше будущее в ваших руках. Я, уверена, что среди вас сидят новые Циолковские, Королевы, Гагарины, Аубакировы – люди которые своим трудом, любовью к Родине и подвигом создали нам все условия для развития вперед. Именно в ваших силах сделать так, чтобы наша жизнь не закончилась экологической катастрофой, а человечество в погоне за светом перешло на технически новый уровень развития.
В заключении урока вспомним все, что узнали нового. Продолжите фразы:
- Сегодня на уроке я узнал, что …………….
- Я задумался о создании новых видов двигателей, потому что …………….
- Я уверен, необходимо ………………..
- Я буду искать дополнительный материал по теме, потому что ……………
7. Домашнее задание. § 21. Упр. 18 № 1,2
приготовить небольшие сообщения к уроку по темам 1) К. Э. Циолковский – основоположник космонавтики.
1) Космонавты Казахстана
2) С.П. Королев –ученый, генеральный конструктор ракетных космических систем.
3) Как устроена ракета?
4) Применение реактивных двигателей в современной авиации.
5) История полетов человека в космос.
Тема урока: Реактивное движение. Значение работ К.Э. Циолковского. Ракеты. Современные достижения космонавтики.
Цель: ввести понятие реактивного движения; рассмотреть это явление с помощью закона сохранения импульса; показать примеры применения закона сохранения импульса в технике и природе.
Задачи урока:
Обучающая: обеспечить усвоение понятия «реактивное движение» и объяснение реактивного движения на основе закона сохранения импульса.
Развивающая: развивать познавательные интересы и творческие способности; способствовать расширению кругозора; дать возможность почувствовать свой потенциал каждому ученику; формировать представление о роли «физики» в жизни общества.
Воспитательная: воспитывать чувство гордости за нашу страну и народ; воспитывать самостоятельность и инициативность; воспитывать эстетическое восприятие мира через демонстрацию и наглядность; воспитывать бережное отношение к окружающему нас миру: природе, космосу.
Тип урока: комбинированный урок.
Методы: объяснительно-иллюстративный, беседа, демонстрационный эксперимент, технология критического мышления, проектная деятельность.
Оборудование: модель ракеты, детский резиновый шар, презентация, мультимедийный комплекс.
Ход урока.
1.Психологический настрой. Физминутка.
2.Проверка дом. задания.
1.Фронтальный опрос
Какой буквой обозначается импульс тела?
Единица измерения импульса тела?
Какая система называется замкнутой?
Формула для расчета импульса тела.
Как читается закон сохранения импульса тела?
Какой удар называется упругим?
Какой удар называется неупругим?
Введение карточки самоконтроля
-
3.Тестирование. Импульс. Закон сохранения импульса
I. Мотоцикл массой 300кг движется со скоростью 80 м/с. Импульс мотоцикла равен:
а) 24•103 Нс б) 24•104 Нс в) 104 Нс с) 2•105 Нс
2. Скорость движущейся материальной точки увеличивается за некоторое время в 6 раз, а ее импульс за это же время увеличивается в
а) 2 раза б) 4 раза в) 6 раз с) 16 раз
3.Что называют импульсом тела:
А. величину, равную произведению массы тела на силу;
В. величину, равную отношению массы тела к его скорости;
С. величину, равную произведению массы тела на его скорость.
4. Что можно сказать о направлении вектора скорости
и вектора импульса тела?
А. направлены в противоположные стороны;
В. перпендикулярны друг другу;
С. их направления совпадают
5. Закон сохранения импульса выполняется только
а) во внешнем поле силы
б) в замкнутой системе тел
в) в неинерционной системе отсчета
с) при отсутствии силы трения
6. Какое из выражений соответствует закону сохранения импульса для упругого взаимодействия двух тел?
а) [pic]
б) [pic]
в) [pic]
с) [pic]
4. Работа в парах. Самооценка. Коды ответов: 1. А,2.В, 3.С,4.С.,5.Б,6.В
5. Решение задачи. По карточкам для сильных учащихся.
Тело массой 200кг, двигаясь со скоростью 0,5 м/с, нагоняет тело массой
300кг, движущейся со скоростью 0,2м/с. Какова скорость тел после взаимодействия, если удар неупругий?
Вызов. Отгадая ребусы, вы узнаете о чем мы будем говорить на уроке.
Отгадывание ребуса.
Космонавт, ракета.
[pic] [pic] [pic]
Загадывание загадок:
1)Он на дно сейчас прилёг,
Многоножка … (осьминог).
2) Юбка, щупальца от пуза,
Как желе - плывёт ...(медуза).
3) Головоногий то моллюск -
Десяток рук, присоски плюс.
Довольно крупный экземпляр.
А как зовут его? (кальмар)
В. Что связывает эти тела, что общего у них, (ракета, кальмар, медуза, осьминог)?
В. Какой закон объясняет их движение?
Объяснение новой темы. Реактивное движение.
Сформулируйте цель урока.
Осмысление. Работа в группах над проектами.
Повторение правил работы в группе.
Реактивное движение.
Освоение космоса.
Реактивное движение в природе и его применение на практике.
Защита проектов.
Просмотр видеофрагментов по теме.
Учитель задаёт вопрос: - Как же двигаются эти животные?
Учащиеся отвечают: - Набирая в себя воду, они, выталкивая её, приобретают скорость, направленную в сторону, противоположную движению.
Работа в группах. Конструкторское бюро. Изготовить макет 1 ИСЗ.
Оценивание. Карточка самоконтроля.
Подводит итог: «Реактивное движение – это движение, которое возникает, когда от тела отделяется и движется с некоторой скоростью какая-то его часть».
Закрепление. Ученики, классифицируя и систематизируя знания, принимают участие в составлении следующей схемы.
Закон сохранения импульса
Реактивное движение
медузы, ракеты самолёты
осьминоги,
кальмары; устройство
сдувающийся
шарик
оболочка; оболочка;
топливные баки топливные баки
с окислителем как с окислителем
так и без окислителя
(наличие воздуха)
применение
передвижение передвижение
в безвоздушном в воздушном
пространстве. и в безвоздушном
пространстве.
Подведение итогов урока.
1.Какое движение называется реактивным?
2.На чём основан принцип реактивного движения?
3.Как некоторые живые существа используют реактивное движение для перемещения?
4.Где применяется принцип реактивного движения в технике?
5.Применение многоступенчатой ракеты.
6.Кто стоял у истоков развития космонавтики?
7. Домашнее задание. § 21. Упр. 18 № 1,2
приготовить небольшие сообщения к уроку по темам
Космонавты Казахстана
Рефлексия. Мишень
[pic]
Наше будущее в ваших руках. Я, уверена, что среди вас сидят новые Циолковские, Королевы, Гагарины, Аубакировы – люди которые своим трудом, любовью к Родине и подвигом создали нам все условия для развития вперед. Именно в ваших силах сделать так, чтобы наша жизнь не закончилась экологической катастрофой, а человечество в погоне за светом перешло на технически новый уровень развития.
I. Мотоцикл массой 300кг движется со скоростью 80 м/с. Импульс мотоцикла равен:
а) 24•103 Нс б) 24•104 Нс в) 104 Нс с) 2•105 Нс
2. Скорость движущейся материальной точки увеличивается за некоторое время в 6 раз, а ее импульс за это же время увеличивается в
а) 2 раза б) 4 раза в) 6 раз с) 16 раз
3.Что называют импульсом тела:
А. величину, равную произведению массы тела на силу;
В. величину, равную отношению массы тела к его скорости;
С. величину, равную произведению массы тела на его скорость.
4. Что можно сказать о направлении вектора скорости
и вектора импульса тела?
А. направлены в противоположные стороны;
В. перпендикулярны друг другу;
С. их направления совпадают
5. Закон сохранения импульса выполняется только
а) во внешнем поле силы
б) в замкнутой системе тел
в) в неинерционной системе отсчета
с) при отсутствии силы трения
6. Какое из выражений соответствует закону сохранения импульса для упругого взаимодействия двух тел?
а) [pic] б) [pic] в) [pic] с) [pic]
I. Мотоцикл массой 300кг движется со скоростью 80 м/с. Импульс мотоцикла равен:
а) 24•103 Нс б) 24•104 Нс в) 104 Нс с) 2•105 Нс
2. Скорость движущейся материальной точки увеличивается за некоторое время в 6 раз, а ее импульс за это же время увеличивается в
а) 2 раза б) 4 раза в) 6 раз с) 16 раз
3.Что называют импульсом тела:
А. величину, равную произведению массы тела на силу;
В. величину, равную отношению массы тела к его скорости;
С. величину, равную произведению массы тела на его скорость.
4. Что можно сказать о направлении вектора скорости
и вектора импульса тела?
А. направлены в противоположные стороны;
В. перпендикулярны друг другу;
С. их направления совпадают
5. Закон сохранения импульса выполняется только
а) во внешнем поле силы
б) в замкнутой системе тел
в) в неинерционной системе отсчета
с) при отсутствии силы трения
6. Какое из выражений соответствует закону сохранения импульса для упругого взаимодействия двух тел?
а) [pic] б) [pic] в) [pic] с) [pic]
[pic] [pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
карточка самоконтроля
-
карточка самоконтроля
-
карточка самоконтроля
-
карточка самоконтроля
-
карточка самоконтроля
-
Решение задачи по карточке для сильных учащихся.
Тело массой 200кг, двигаясь со скоростью 0,5 м/с, нагоняет тело массой 300кг, движущейся со скоростью 0,2м/с. Какова скорость тел после взаимодействия, если удар неупругий?
Закон сохранения импульса
Реактивное движение
медузы, ракеты самолёты
осьминоги,
кальмары; устройство
сдувающийся
шарик
оболочка; оболочка;
топливные баки топливные баки
с окислителем как с окислителем
так и без окислителя
(наличие воздуха)
применение
передвижение передвижение
в безвоздушном в воздушном
пространстве. и в безвоздушном
пространстве.
Закон сохранения импульса
Реактивное движение
медузы, ракеты самолёты
осьминоги,
кальмары; устройство
сдувающийся
шарик
оболочка; оболочка;
топливные баки топливные баки
с окислителем как с окислителем
так и без окислителя
(наличие воздуха)
применение
передвижение передвижение
в безвоздушном в воздушном
пространстве. и в безвоздушном
пространстве.
