Разработка урока. Реактивное движение
 Скачать 32.11 Kb.
|
|
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение Дударевская средняя общеобразовательная школа Разработка урока НА ТЕМУ: РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ Учитель: Никонов Н.И. х. Дударевский 2022-2023 уч.г. 1. Ф.И.О. учителя: Никонов Н.И. 2. Класс: 9 Предмет: Физика 3. Тема урока: Реактивное движение 4. Необходимое техническое оборудование: компьютер, проектор, экран. Цель урока: исследовать особенности и характеристики реактивного движения, историю его развития. Подготовить учащихся к распознаванию реактивного движения среди других видов движения, воспроизводить и применять реактивное движение в конкретных ситуациях. Задачи урока: обучающие – сформулировать принцип реактивного движения, приводить примеры реактивного движения, применять закон сохранения импульса для объяснения реактивного движения; объяснять прочитанное, выделять главное, знакомое и новое, в прочитанном научно-популярном тексте, представлять информацию в виде развернутого плана; выступать публично с сообщением, добавлять и оценивать выступления других, формулировать вопросы; развивающие – совершенствовать интеллектуальные способности и мыслительные умения учащихся при работе с различными источниками информации, коммуникативные свойства речи, развивать критическое мышление, познавательное творчество, собственную оценочную позицию; воспитательные – формировать материалистическое мировоззрение. Содействовать патриотическому воспитанию чувства гордости за вклад отечественных ученых и естествоиспытателей в дело освоения космического пространства. Укреплять сотрудничество и общение в малых группах. Тип урока - урок изучения нового материала и развития знаний, умений, навыков. Технологическая карта
План-конспект урока по физике Тема урока: Реактивное движение. План урока Оргмомент (2 мин). Повторение пройденного материала. (10 мин) Изучение нового материала (25 мин) Закрепление нового материала (5 мин) Подведение итогов урока (1 мин) Домашнее задание (2 мин) Ход урока Организационный момент: объявление темы, цели урока, озвучивание контрольных вопросов (т.е. вопросов, ответы на которые должны быть получены в течение урока). (слайд 2) Проблемные вопросы: Какое движение называется реактивным? На каком законе основано реактивное движение? От чего зависит скорость ракеты? Что такое реактивное движение? Привести примеры реактивного движения. От чего зависит скорость ракеты? Как осуществляется торможение ракеты (спуск), космического корабля. Человек давно мечтал о небе, о небесных телах. Мечтали люди о том, чтобы когда-нибудь побывать на небесных телах. Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе всё околоземное пространство. Этими замечательными словами (К.Э. Циолковского), я хочу начать наш сегодняшний урок, на котором мы познакомимся с практическим применение закона сохранения импульса. Сегодня мы с вами будем применять полученные ранее знания, как из области физики, по теме: «Закон сохранения импульса» (слайд 3) Повторение теоретического материала (слайд 4-7) Разминка Что такое импульс тела? Почему эта величина векторная? В каких единицах измеряется импульс? Чем отличается правая часть формулы Закона сохранения импульса от левой? Меняется ли скорость тел при взаимодействии? 3. Тест: 1. По какой формуле вычисляется импульс тела? a. P = m · V b. P = m · S c. F = v · A В каких единицах измеряется импульс тела? а. кг /см? b. м/ кг? с. кг · м / с 3. Математическая запись закона сохранения импульса. а. m1 v?1+ m2 v?2 = m1 v1 + m2 v2 b. m1 v1+ m2 v2 = m1 v1 + m2 v2 с. m1 v?2+ m2 v?1 = m2 v1 + m2 v1 4. Импульс – величина… а. динамичная b. векторная с. постоянная 5. Молоток массой 1 кг, движущийся со скоростью 3 м/с, ударяет по гвоздю. Какой импульс получает гвоздь при входе в твёрдое тело? а. 3 кг /см? b. 3 м/ кг? с. 3 кг · м / с Изучение нового материала. (слайд 8-28) Проблемный эксперимент а) Учитель просит студента надуть резиновый шарик и отпустить его. Шарик приходит в движение. Учитель: За счёт чего шарик приходит в движение? Учащиеся: Шарик приходит в движение за счёт того, что из него выходит воздух. Учитель: Движение шарика является примером реактивного движения, и вы правильно указали причину движения шарика. Учащиеся: Шарик пришел в движение, потому что от него что-то отделилось (студент, воздух). После этого Учащиеся формулируют определение реактивного движения. Под реактивным движением понимается движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела,например, приистечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата. Учитель: Хорошо, это и есть тема нашего сегодняшнего урока. Демонстрация презентации «РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ». Реактивное движение используется многими моллюсками – осьминогами, кальмарами, каракатицами, медузами. Наибольший интерес представляет реактивный двигатель кальмара. Для быстрого броска он использует реактивный двигатель. Мышечная ткань – мантия окружает тело моллюска со всех сторон, объем ее полости составляет почти половину объема тела кальмара. Животное засасывает воду внутрь мантийной полости, а затем резко выбрасывает струю воды через узкое сопло. Это сопло снабжено специальным клапаном, и мышцы могут его поворачивать, изменяя направление движения. Двигатель кальмара очень экономичен, он способен развивать скорость до 60 – 70 км/ч. (Некоторые исследователи считают, что даже до 150 км/ч!) Недаром кальмара называют “живой торпедой”. Учитель: К.Э. Циолковский вывел формулу, позволяющую рассчитать максимальную скорость, которую может развить ракета. Попробуем и мы вывести формулу для расчета максимальной скорости движения. Задание: используя закон сохранения импульса рассчитать максимальную скорость движения ракеты. Учащиеся делают в тетради следующую запись: Согласно третьему закону Ньютона: где Fl - сила, с которой ракета действует на раскаленные газы, a F2 - сила, с которой газы отталкивают от себя ракету. Модули этих сил равны: Fl=F2. Именно сила F2 и является реактивной силой. Рассчитаем скорость, которую может приобрести ракета. Если импульс выброшенных газов равен mгvг , а импульс ракеты mpvp, то из закона сохранения импульса получаем: mгvг = mpvp Откуда скорость ракеты: vp = mгvг/mp Таким образом, скорость ракеты тем больше, чем больше скорость истекания газов , и чем больше отношение - mг / mp В любой ракете, независимо от ее конструкции, всегда имеется оболочка и топливо с окислителем. На рисунке изображена ракета в разрезе. 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.) Основную массу ракеты составляет топливо с окислителем (окислитель нужен для поддержания горения топлива, поскольку в космосе нет кислорода). Топливо и окислитель с помощью насосов подаются в камеру сгорания. Топливо, сгорая, превращается в газ высокой температуры и высокого давления. Благодаря большой разности давлений в камере сгорания и в космическом пространстве, газы из камеры сгорания мощной струей устремляются наружу через раструб специальной формы, называемый соплом. Назначение сопла состоит в том, чтобы повысить скорость струи. Мы рассмотрели устройство и принцип действия одноступенчатой ракеты, где под ступенью подразумевается та часть, которая содержит баки с горючим и окислителем и двигатель. В практике космических полетов обычно используют многоступенчатые ракеты, развивающие гораздо большие скорости и предназначенные для более дальних полётов, чем одноступенчатые. Схема трехступенчатой ракеты. 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. 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 180о, 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. Выдающееся место среди пионеров космонавтики принадлежит русскому ученому и философу К.Э. Циолковскому (1857-1935). Скромный учитель из захолустного губернского города Калуги, страдавший глухотой и не находивший поддержки своим научным устремлениям, К.Э. Циолковский сумел преодолеть на жизненном пути все преграды. Величайшая заслуга Циолковского перед человечеством состоит в том, что он открыл людям глаза на реальные пути осуществления космических полетов .К.Э. Циолковский первым показал, что ракета - единственно возможное средство овладения космическим пространством. Циолковский разработал теорию реактивного движения - основу современной ракетно-космической техники. Ему также принадлежит идея применения многоступенчатых ракет. Толчком к дальнейшему развитию ракетостроения послужило военное применение ракет как грозного оружия второй мировой войны. Военное и мирное использование ракетной техники шагало рука об руку. Арсенал боевых ракет второй мировой войны в послевоенное время видоизменялся и приспосабливался для запуска в верхние слои атмосферы Земли научных приборов. Если самолеты могли вести исследования лишь на высотах до 10 км, а потолок аэростатов и беспилотных шаров-зондов не превышал 30 км, то с помощью ракет зондирование атмосферы можно было осуществлять до высот в несколько сотен километров. Контейнеры с научным оборудованием на ракетах снабжались парашютами, которые обеспечивали их благополучное возвращение на Землю. 4 октября 1957 г. в 22 часа 28 минут московского времени с космодрома Байконур в СССР принял старт первый в мире искусственный спутник Земли (ИСЗ). При поперечнике в 580 мм масса первого спутника составляла 83,6 кг. Он просуществовал 92 суток. Космонавтика и экология. В 2004 г. Академия исследований пространства подготовила и опубликовала в сети Интернет ресурс http://www.h-cosmos.ru о некоторых вопросах, связанных с исследованием пространства, космическими исследованиями, историей Космоса в СССР и России Одна из основных идей ресурса – впервые выдвинутая концепция, согласно которой одной из первостепенных целей космических исследований является задача защиты окружающей среды. Именно интенсивное развитие высокотехнологичных средств космической техники позволит достигнуть необходимого уровня эффективного управления и контроля, с целью создания технических средств, без которых немыслимо достижение основной цели – защиты экосистемы планеты. Ибо сложную проблему нельзя решить простыми способами и малыми средствами. По данным ООН, уже к концу XX века на планете имеет место самый масштабный экологический кризис за последние 65 миллионов лет. Ранее в истории цивилизации не приходилось сталкиваться с задачей столь сложной, как по необходимости вовлечения глобальных крупномасштабных финансовых потоков, так и технологически, включая технологии производства, управления производством и контроля. Отсюда потребность в интенсивной выработке и развитии технологий более высокого уровня. В качестве базовых могут рассматриваться уже имеющиеся продвинутые технологии, включая в первую очередь космические отрасли. Решение задач. (слайд 29-30) Задача 1. Какую скорость Vp приобретает ракета, если масса mг мгновенно выброшенных газов составляет 0,3 m ракеты, а их скорость V=2км/с. Задача 2. Какую скорость приобретает ракета, если масса mг мгновенно выброшенных газов составляет 0,5 m ракеты, а их скорость V=2км/с. Задача 3. Определить скорость Vp ракеты, если выход газов происходит со Vг=300 м/c. До взлета mp с горючим равна 600 г, а горючего - 300 г. Закрепление. (слайд 3) Вопросы: Какое движение называется реактивным? На каком законе основано реактивное движение? От чего зависит скорость ракеты? Что такое реактивное движение? Привести примеры реактивного движения. От чего зависит скорость ракеты? Как осуществляется торможение ракеты (спуск), космического корабля. Итоги урока. (слайд 31) Завершить наш урок, я тоже хочу словами Константина Эдуардовича Циолковского: "Основной мотив моей жизни – сделать что-нибудь полезное для людей, не прожить даром жизнь, продвинуть человечество хоть немного вперед." Я хочу, чтобы эти слова стали девизом и вашей жизни, чтобы каждый из вас внес свой вклад в развитие нашей страны, общества, науки. Домашнее задание: (слайд 32) §19 Задача: Какова скорость ракеты, если масса ракеты 10 тонн, масса топлива 20770 кг и скорость выброса продуктов сгорания 10 км/с. Используемые ресурсы: Первый полет Ю.А. Гагарина https://youtu.be/jQp_Hoagztw Реактивное движение https://youtu.be/5AgaL5q8isY | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||