Конспект урока по физике. Урок 34,35. Реактивное движение. Ракеты. Вывод закона сохранения механической энергии
 Скачать 90 Kb.
|
|
9 класс Урока 34,35 Тема: Реактивное движение. Ракеты. Вывод закона сохранения механической энергии. Цели урока: Познавательные: Дать понятие реактивного движения; Рассмотреть устройство ракеты; Показать применение закона сохранения импульса для реактивного движения. организация учебной деятельности учащихся, направленной на усвоение знаний о превращениях механической энергии, формулировки закона сохранения энергии расширение знаний учащихся в результате знакомства с новой формулой формирование у учащихся умения анализировать, устанавливать связи между элементами содержания ранее изученного материала по основам механики, развивать навыки поисковой познавательной деятельности, умения решать задачи. Развивающие: Развивать познавательные интересы и творческие способности; Способствовать расширению кругозора; Дать представление о реактивном движении в природе и технике. Воспитательные: Воспитывать чувство гордости за нашу страну и народ: показать огромный вклад ученых, инженеров в дело создания многоступенчатой ракеты для освоения космического пространства; Воспитывать эстетическое восприятие мира через демонстрацию и наглядность; Воспитывать бережное отношение к окружающему нас миру: природе, космосу. Ход урока I. Организационный момент. II. Повторение. Физический диктант. Если тело преодолевает силу притяжения Земли и движется по круговой орбите около Земли, то это тело называют ... Чему равна первая космическая скорость? Чему равна вторая космическая скорость? Первый человек, побывавший в космосе и когда? Величина, равная произведению массы тела на его скорость, называется ... Векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел. О чём речь? Формула импульса тела. Математическая запись закона сохранения импульса. Проверка физический диктанта. ИСЗ. 7.9 км/с. Более 11.2 км/с. Гагарин Ю.А., 12 апреля 1961 года. Импульс тела. Закон сохранения импульса. p = m v. p' + p' = p + p 1 2 1 2 III. Изучение новой темы. Демонстрация. Опыт с шариком. Если надуть воздушный шарик и, не завязывая его, отпустить. Шарик будет двигаться до тех пор, пока продолжается истечение воздуха. При открытом отверстии шарика из него с большой скоростью вырывается струя сжатого воздуха. И оболочка шарика, и воздух получили импульс. Итак, два тела взаимодействуют и получают противоположнонаправленный импульс (толчок) - тела движутся в противоположные стороны. Повторить опыт. Векторы импульсов шарика и воздуха направлены в противоположные стороны, а суммарный импульс взаимодействующих тел остаётся равным нулю. Это пример реактивного движения. Запишем в тетрадях тему урока: "Реактивное движение. Ракеты." Введём понятие реактивного движения: Реактивное движение - это движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части. Демонстрация видеозаписи Реактивное движение (фильмы по физике, 1мин. 17 с ). Демонстрация опыта, где используется самодельный прибор - сегнерово колесо. (пластиковая бутылка 0,5 л.: срезана верхняя часть, внизу - ближе к донышку вставляются 2 пластиковые трубочки от сока противоположно друг к другу по диаметру, образовывая при этом углы; полученную ёмкость подвесить на нитке). Наливая воду как можно полнее можно наблюдать такую картину: из трубочек начинает вытекать вода, вращает сосуд в сторону, противоположную изгибам трубочек. Вывод: убеждаемся, что реактивное действие оказывает не только струя газа, но и струя жидкости. Учитель рассказывает о применении реактивного движения природой: кальмары, медузы, каракатицы. Набирая в себя воду, они, с силой выталкивая её, приобретают скорость, направленную в сторону, противоположную движению. Развивают скорость 60-70 км/ч. "Бешеный огурец". Пример в технике - водный двигатель. Учитель: на данном принципе работают реактивные самолёты и ракеты. Сила тяги обеспечивается реактивной тягой струи раскалённых газов. Ребята приводят свои примеры. Работа у доски (учащиеся собирают космический корабль по заготовленным деталям корабля: крепят с помощью магнитов по ходу объяснения устройства на доске) Учитель: Мы сейчас сконструируем ракету-носитель, которая выведет наш искусственный спутник на орбиту. Из каких частей она должна состоять? (Оболочка и топливо). Учитель: Но в космосе нет кислорода. Наше топливо гореть не будет. Как выйти из ситуации? (Сделать специальную камеру, куда будет попадать топливо и окислитель. А ещё нужны специальные насосы, двигатели, приборы). Учитель: Итак, ракета носитель должна состоять из следующих частей:
отсек с космонавтами; отсек с приборами; бак с топливом; бак с окислителем; насосы; камера сгорания; сопло. Учитель: Основные части ракеты готовы. Учитель: А сможет ли она преодолеть притяжение Земли? (Скорость ракеты должна быть равна или больше первой космической скорости 7,9 км /с ). Учитель: Как можно увеличить скорость ракеты (Увеличить скорость газов и массу топлива). Учитель: Скорость истечения газов ракеты увеличили, используя сопло – специальный раструб, через который вылетает мощная струя. А массу топлива до бесконечности увеличивать нельзя. Есть ещё способы решения проблемы? (Если будем отбрасывать освободившиеся баки от топлива, то масса ракеты будет меньше. А ещё эти баки можно было бы сжигать как топливо). Учитель: Поэтому были придуманы многоступенчатые ракеты, которые развивают большие скорости и предназначены для полётов на большие расстояния. Обычно это трёхступенчатые ракеты. (Объяснение по таблице) После того, как топливо и окислитель первой ступени будут полностью израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается и в действие вступает двигатель второй ступени. Ракета была придумана. Но была одна проблема. Какая? (Возвращение на Землю) Для наших первых космонавтов возвращение на Землю было страшным испытанием. Все они должны были быть превосходными парашютистами, ведь на определённой высоте они спускались на парашюте. Учитель: 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. Идея использования ракет для космических полетов была выдвинута в начале XX в. русским ученым, изобретателем и учителем Константином Эдуардовичем Циолковским.Циолковский разработал теорию движения ракет, вывел формулу для расчета их скорости, был первым, кто предложил использовать многоступенчатые ракеты. Полвека спустя идея Циолковского была развита и реализована советскими учеными под руководством Сергея Павловича Королева. Используя закон сохранения импульса, считая ракету замкнутой системой, мы сможем вывести формулу для расчёта скорости ракеты:  ,где m - масса газов, M - масса ракеты, v - скорость истечения газов, u - скорость ракеты Будем считать, что топливо сгорает мгновенно.  Чем больше скорость газа, тем больше скорость оболочки. 7. Решение задач Упр. 22 ( 1) Какую скорость получит модель ракеты, если масса её оболочки равна 300 г, масса пороха в ней 100 г, а газы вырываются из сопла со скоростью 100 м/с? Вывод формулы закона сохранения механической энергии Учитель: «Итак, сегодня на уроке мы смогли сами «сконструировать» ракету-носитель. Конечно, всё обстоит намного сложнее, но принцип тот же самый. Почему людей так манил к себе космос? А что космос уже смог дать людям? (Возможные варианты ответов: трансляция телевизионных программ, связь, навигация, метеорологические спутники помогают предсказывать погоду, изучение Солнечной системы помогает строить догадки о происхождении Вселенной и Земли и т.д.) Учитель: «Да, космос дал неожиданно много и даст людям ещё больше, если мы будем бережно относиться к миру, в котором живём. Надеюсь, вы все слышали о космическом мусоре? Люди устраивают не только свалки мусора у своих домов, они загрязняют целые озёра, леса, а ещё… и космос. И решать эти проблемы уже придётся вам. Именно от вас многое зависит» IV. Закрепление. 1. Какое движение называют реактивным? 2. Верно ли утверждение: для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия с окружающей средой? 3. На каком законе основано реактивное движение? 4. От чего зависит скорость ракеты? 5. Когда и где был запущен первый спутник Земли? V. Рефлексия Понравился ли вам урок? Что интересного вы узнали? Какие факты вам больше всего запомнились? VI. Домашнее задание. параграф 23, упр.22 (2) VII. Итог урока. Учитель подводит итог, выставляет оценки. - Спасибо за внимание, урок окончен, до свидания. |