Урок физики по теме "Реактивное движение"
Дидактические цели:
Ввести понятие реактивного движения;
Показать практическое применение закона сохранения импульса;
Показать связь природы и техники;
Задачи урока:
Образовательные:
изучить реактивное движение (история открытия и применения);
продолжить обучение решению задач на закон сохранения импульса;
показать межпредметные связи (физики и биологии).
Воспитательные:
продолжить формирование познавательного интереса учащихся;
в целях интернационального воспитания показать, что наука развивается благодаря работам ученых разных стран и исторических времен;
формировать стремление к глубокому усвоению теоретических знаний, как через решение задач, так и через постановку домашнего эксперимента;
воспитывать любовь к природе и бережного отношения к ней, как к главному учителю Человека.
Развивающие:
осуществляя проблемно-поисковый метод самостоятельно определить закон реактивного движения;
научить видеть важное в повседневном;
научить полученные знания в разных ситуациях.
Оборудование:
компьютер),
[link] .
Шарик воздушный
Видео Гагарин
Видео Запуск ракеты
План-конспект урока:
Организационная часть (1,5 минуты)
За мамонтом гнался наш предок без страха.
О скорости тоже понятье имел:
нижний предел – как ползет черепаха,
орлиный полет – это верхний предел.
Века миновали. Другая картина.
Теперь черепаха, как лошадь, не в счет.
Нижний предел – как несется машина,
Верхний предел – как летит самолет.
Вводное слово учителя (1,5 минуты).
Реактивное движение (слайд 1)
(слайд 2)
Человечество не останется вечно на Земле,
но в погоне за светом и пространством
сначала робко проникнет за пределы атмосферы,
а затем завоюет все околоземное пространство”.
К.Э. Циолковский
(слайд 3)
Ученики открывают рабочие тетради, записывают число и тему урока, учитель рассказывает о задачах и плане урока.
Цель урока разобраться с понятием реактивного движения в физике; научиться применять его на практике; найти применение реактивного движения в природе
Учащиеся формулируют задачи урока.
2. Актуализация знаний. (слайд 4)
С начала учебного года мы с вами изучаем механическое движение тел. Изучаем потому, что все вокруг нас, и мы сами все время находимся в движении. Но сегодня нам предстоит познакомиться еще с одним видом движения, в основе которого лежит закон сохранения импульса. Давай те вспомним, что такое импульс. У вас на столах лежит лист, подпишите свою фамилию и укажите варианты ответов. (5 мин)
(слайд 5)
Проверь ответ соседа. Вопрос: Кто правильно ответил на поставленные вопросы? (поднять руку)
Кто получил «4»?
3. Объяснение новой темы. (слайд 6)
Двигаться можно по-разному: медленно или быстро, самостоятельно или нет.
Я говорю человеку: поверь в себя!
Ты все можешь!
Ты можешь познать все тайны вечности,.
стать хозяином всех богатств природы.
У тебя крылья за спиной. Взмахни ими!
Ну, взмахни, и ты будешь счастлив,
могуществен и свободен...
К. Э. Циолковский
Конечно, человек всегда стремился к увеличению скорости. Давайте вспомним:
- Что называется скоростью?
- Какие виды движения вам известны?
- Какие приспособления и механизмы используются для увеличения скорости?
Для того чтобы вы представили, о чем пойдет речь, я предлагаю вам такой эксперимент:
(слайд 7)
Наверняка многие из вас наблюдали, как приходит в движение надутый воздухом воздушный шарик, если развязать нить, стягивающую его отверстие. (демонстрация).
Воздушный шар!!!
Вопрос: Как объяснить то, что надутый воздухом воздушный шарик, если развязать нить, приходит в движение?
Учебник, стр 82 (с 3 – й абзаца в параграфе 23)
Объяснить это явление можно с помощью закона сохранения импульса. Пока отверстие шарика завязано, шарик с находящимся внутри сжатым воздухом покоится, и его импульс равен нулю.
При открытом отверстии из него с довольно большой скоростью вырывается струя сжатого воздуха. Движущийся воздух обладает некоторым импульсом, направленным в сторону движения воздуха.
Согласно действующему в природе закону сохранения импульса суммарный импульс системы,состоящей из двух тел – шарика и воздуха в нем, –должен остаться таким же каким был до начала истечения воздуха, т. е. равным нулю. Поэтому шарик начинает двигаться в противоположную струе сторону с такой скоростью, что его импульс равен по модулю импульсу воздушной струи.Векторы импульсов шарика и воздуха направлены в противоположные стороны. В результате суммарный импульс взаимодействующих тел остается равным нулю. Движение шарика является примером реактивного движения.
(слайд 8)
3.1 Движение шарика является примером РЕАКТИВНОГО ДВИЖЕНИЯ (определение)
Запишем определение:
Движение, которое возникает как результат отделения от тела какой-либо части, либо как результат присоединения к телу другой части, называется реактивным движением.
(слайд 9)
3.2. Историческая справка 1.
Покинуть поверхность земли и подняться в небо ещё мечтали древние греки. До наших дней сохранился миф об Икаре, который сделал себе крылья, склеив их воском.
(слайд 5) Икар поднялся к солнцу, но воск растаял и храбрец упал в море. От мифов до научных проектов прошли века. Мечта о проникновении в космос, стремление человека к звездам родились тысячелетия назад. Первые пороховые ракеты появились в давние времена сначала для фейерверков, а затем для военного применения. Идея использования ракет для полета к небесным телам упоминается в романах французских авторов: Сирано де Бержерака, Жюля Верна и Ашиля Эйро, в произведении американского писателя Э.Э. Хэйла, известного английского писателя Герберта Уэльса. (Слайд 6) В XVII веке появился рассказ французского писателя Сирано де Бержерака о полёте на Луну. Герой этого рассказа добрался до Луны в железной повозке, над которой он всё время подбрасывал сильный магнит. Притягиваясь к нему, повозка всё выше поднималась над Землёй, пока не достигла Луны.
Впервые принцип ракеты для устройства летательного аппарата, который мог бы перемещаться и в воздухе, и в безвоздушном пространстве, был предложен студентом-революционером Кибальчичем в 1881г. за несколько дней до его казни. Но записку его жандармы отдали в архив, и идея так и осталась никому неизвестной (доклад ученика).
Кибальчич писал, объясняя устройство боевых ракет: “В жестяной цилиндр, закрытый с одного основания и открытый с другого, вставляется плотно цилиндр из прессованного пороха, имеющий по оси пустоту в виде канала. Горение пороха начинается по оси этого канала и распространяется в течение определенного промежутка времени до наружной поверхности пороха; образующиеся при горении газы производят давление во все стороны; но боковые давления газов уравновешиваются взаимно, а давление же на дно жестяной оболочки пороха, неуравновешенное противоположным давлением (т.к. газы имеют свободный выход), толкают ракету вперед по тому направлению, на который она была установлена до зажигания”.
(слайд 10)
Лишь в 1903г К.Э.Циолковский самостоятельно разработал проект ракеты с жидким топливом для межпланетных путешествий. Он первый увидел в ракете не только игрушку, фейерверк для развлечения, а парад, который позволит человеку стать « гражданином Вселенной». (доклад ученика).
3.3. РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ. РАЗВИТИЕ РАКЕТНОЙ ТЕХНИКИ (слайд 11)
Вы знаете, что принцип реактивного движения находит широкое практическое применение в авиации и космонавтике. В космическом пространстве нет среды, с которой тело могло бы взаимодействовать и тем самым изменять направление и модуль своей скорости. Поэтому для космических полетов могут быть использованы только реактивные летательные аппараты, т.е.ракеты.
(слайд 12)
РАКЕТА – летательный аппарат, движущийся под действием реактивной силы, возникающей при отбросе массы сгорающего ракетного топлива (рабочего тела).
Устройство ракеты. (слайд 13)
Работа с учебником: стр 84. Найти ответы на вопросы: (слайд 14)
Что включает в себя оболочка ракеты?
Что составляет основную массу ракеты?
Назначение сопла.
С какой целью увеличивают скорость выхода струи газа?
1. Мы видим, что оболочка ракеты включает в себя полезный груз (в данном случае это космический корабль), приборный отсек и двигатель (камера сгорания, насосы и пр.).
2. Основную массу ракеты составляет топливо с окислителем (окислитель нужен для поддержания горения топлива, поскольку в космосе нет кислорода).
3. Топливо и окислитель с помощью насосов подаются в камеру сгорания. Топливо, сгорая,превращается в газ высокой температуры и высокого давления, который мощной струей устремляется наружу через раструб специальной формы называемый соплом. Назначение сопла состоит в том, чтобы повысить скорость струи газов.
4. С какой целью увеличивают скорость выхода струи газа? Дело в том, что от этой скорости зависит скорость ракеты. Это можно показать с помощью закона сохранения импульса.
Для простоты рассуждений будем пока считать,что ракета представляет собой замкнутую систему(т. е. не будем учитывать действие на нее силы земного притяжения).
(слайд 15)
Поскольку до старта импульс ракеты был равен нулю, то по закону сохранения суммарный импульс движущейся оболочки и выбрасываемого из нее газа тоже должен быть равен нулю. Отсюда следует, что импульс оболочки и направленный противоположно ему импульс струи газа должны быть равны друг другу по модулю. Значит, чем с большей скоростью вырывается газ из сопла, тем больше будет скорость оболочки ракеты.
3.4. Исторический экскурс 2. (Слайд 16)
Идей Циолковского о космических полетах были настолько смелы и оригинальны, что современники считали их утопией, и никто по достоинству не мог оценить его труд: «Исследование мировых пространств реактивными приборами» (1903).
Прошли революции и войны и в нашей стране стал расти интерес к проблеме реактивных двигателей. В 1921 году была создана опытно-конструкторская лаборатория для разработки ракет на бездымном порохе.
17 августа 1933 года в Нахабине под Москвой осуществлен первый успешный запуск жидкостной ракеты «ГИРД-09» разработанной Ф.А. Цандером, Ю.В. Кондратюком, Н.И. Тихомировым, С.П. Королевым.
(Заслушивается 5 минутное сообщение ученика о жизни С. П. Королева).
3.5. Современная космическая ракета (слайд 17)
В [pic] настоящее время только реактивное движение позволяет космическим кораблям достигать космических скоростей. Кроме того, это единственный реальный способ передвижения в безвоздушном пространстве.
(слайд 18)
На рисунке 46 стр 85 показана схема трехступенчатой ракеты.
Переход на ФЛЕШ 8 Кнопка
После того как топливо и окислитель первой ступени будут полностью израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается и в действие вступает двигатель второй ступени.
Уменьшение общей массы ракеты путем отбрасывания уже ненужной ступени позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты. Затем таким же образом отбрасывается вторая ступень.
Ответить на вопрос: А как космический корабль возвращается назад?
Если возвращение космического корабля на Землю или его посадка на какую-либо другую планету не планируется, то третья ступень, как и две первых, используется для увеличения скорости ракеты. Если же корабль должен совершить посадку, то она используется для торможения корабля перед посадкой. При этом ракету разворачивают на 180°,чтобы сопло оказалось впереди. Тогда вырывающийся из ракеты газ сообщает ей импульс, направленный против скорости ее движения, что приводит к уменьшению скорости и дает возможность осуществить посадку.
3.6. Примеры реактивного движения в технике. (слайд 19)
(слайд 20)
И вот 12 апреля 1961 года в 9 часов 7 минут Советский Союз вывел на орбиту Земли космический корабль-спутник «Восток» с человеком на борту
(Заслушивается 3 минутное сообщение ученика о первом полёте Ю.А. Гагарина).
(Слайд 21) Видео Гагарин
4. Связь с природой.
– Как вы думаете, реактивное движение человеком придумано самостоятельно или помогла природа?
(Слайд 22)
Наберет он в рот воды –
Чтобы не было беды,
Изо всех силенок дунет,
На врага водою плюнет
И мгновенно удерет,
Как ракетный самолет!
А. Петров «Кальмар».
- Какое должно быть отношение к окружающему миру? Всему ли мы у него научились или мир природы хранит для нас еще много тайн?!
5. Обобщение изученного.
Вот мы и разобрались с новым видом движения. Осталось только найти ему мирное домашнее применение.
- Скажите, где бы вы и для чего смогли бы использовать реактивное движение дома?
(Слайд 23) Мирное применение. Флеш 2 кнопка
(новогодний фейерверк, поливка огорода, игрушки…)
- А если просто в мирных целях, но за пределами дома? (ИСЗ)
Фейерверк был известен еще в Др.Китае.
Поливальная установка дома.
Начали с игрушек, а пришли к освоению космоса. Давайте вспомним основные этапы освоения космоса.
доклад учащихся.
(слайд 24) Значение освоения космоса
6. (слайд 25) Домашнее задание
П.23
Задача. Ракета массой 1кг, содержащая заряд пороха 200 г, поднялась на высоту 500 м. Определите скорость выхода газов, считая, что сгорание пороха происходит мгновенно. Сопротивление воздуха не учитывать. ( Ответ: 400 м/с.)
7. Подведение итогов. (2 минуты)
Рефлексия.
Заполнение концептуальной таблицы
(работа с таблицей) (Слайд 36)
Что знал?
Что узнал?
С чем не согласен?
Что не понятно?
Обмен мнениями, цитаты из таблиц с рефлексией. Подведение итогов урока.
И закончить урок словами Ю.А. Гагарина: «Облетев Землю в корабле-спутнике, я увидел, как прекрасна наша планета. Люди, будем хранить и приумножать эту красоту, а не разрушать её!»
Всем спасибо, до свидания!!!
