Урок презентация по теме «Реактивное движение» (1) - копия. Урок Реактивное движение
 Скачать 106 Kb.
|
|
Урок «Реактивное движение» 9 класс Горелова Ирина Владимировна Физика, урок-изучение нового материала Цели урока: обеспечить усвоение учащимися знаний о реактивном движении, его распространённости в природе и технике (межпредметные связи с биологией, историей, техникой); формирование умения применять закон сохранения импульса для объяснения явлений и решения задач; развитие информационно-коммуникативных умений учащихся. Задачи урока: Изучить физические основы реактивного движения. Изучить особенности реактивного движения и отдачи. Убедиться в распространённости реактивного движения. План урока 1 этап. Повторение и постановка целей урока. 2 этап. Изучение нового материала. Повторение Реактивное движение. Отдача. Реактивное движение в природе. Реактивное движение в технике. История создания и применения ракет. 3 этап. Проверка усвоения знаний. 4 этап. Подведение итогов. Повторение и постановка целей урока. На прошлом уроке мы изучили закон сохранения импульса. Что такое импульс тела? Сформулируйте закон сохранения импульса и сделайте его математическую запись на доске. Каковы границы применимости закона сохранения импульса? Полученные знания помогут нам объяснить механизм реактивного движения и явления отдачи, выяснить особенности реактивного движения, объяснить работу реактивных устройств. Изучение нового материала Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела. (Слайд 6). Реактивное движение лодки при выбрасывании с неё мячей. (Слайд 8). Докажите, что в представленных видеофрагментах движение лодки является реактивным. Почему скорость лодки в обоих случаях постепенно возрастает? Отдача – движение ствола или орудия в целом под давлением пороховых газов на дно орудия или оружия. Отдача производит движение его в сторону, обратную выстрелу, и давит на опору оружия — плечо стреляющего или лафет. Почему при выстреле пушка окатывается назад? Что надо сделать для уменьшения отдачи? Реактивное движение в природе. Реактивное движение используется многими моллюсками – осьминогами, кальмарами, каракатицами, медузами. Например, морской моллюск-гребешок движется вперед за счет реактивной силы струи воды, выброшенной из раковины при резком сжатии ее створок. Наибольший интерес представляет реактивный двигатель кальмара. При медленном перемещении кальмар пользуется большим ромбовидным плавником, периодически изгибающимся. 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. Недаром кальмара называют «живой торпедой». Таким образом, они, используют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой струи. Сальпа - морское животное с прозрачным телом, при движении принимает воду через переднее отверстие, причем вода попадает в широкую полость, внутри которой по диагонали натянуты жабры. Как только животное сделает большой глоток воды, отверстие закрывается. Тогда продольные и поперечные мускулы сальпы сокращаются, все тело сжимается, и вода через заднее отверстие выталкивается наружу. Реакция вытекающей струи толкает сальпу вперед. [7]. Реактивное движение можно встретить и в мире растений. Например, созревшие плоды «бешеного огурца» при самом легком прикосновении отскакивают от плодоножки, а из образовавшегося отверстия с силой выбрасывается клейкая жидкость с семенами. Сам огурец при этом отлетает в противоположном направлении до 12 м. [8]. Природа давно научилась использовать простое и экономичное реактивное движение. История создания реактивных двигателей.История появления реактивных двигателей уходит в далекое прошлое. Говорят, еще две с лишним тысячи лет назад, в III веке до нашей эры, великий греческий механик и математик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара.   Примерно тремя столетиями позже в Александрии — культурном и богатом городе на африканском побережье Средиземного моря — жил и работал выдающийся ученый Герон, Герон Александрийский В сочинениях Герона есть описание интересного прибора, который сейчас называют Героновым шаром. Он представляет собой полый железный шар, закрепленный так, что может вращаться вокруг горизонтальной оси. Из закрытого котла с кипящей водой пар по трубке поступает в шар, из шара он вырывается наружу через, изогнутые трубки, при этом шар приходит во вращение. Внутренняя энергия пара превращается в механическую энергию вращения шара. Геронов шар — это прообраз современных реактивных двигателей. [4].В  енгерский физик Я.А. Сегнер в 1750 г. сконструировал реактивное колесо. Вода из сосуда М, куда открыт сверху доступ воздуха, вытекает по двум загнутым трубкам и вращает силою реакции весь сосуд вокруг вертикальной оси. Ньютону же приписывают проект реактивного парового автомобиля. Котел с водой поставлен на колеса. Внизу помещается топка. Пар, вырываясь из отверстия сзади, дает реакцию, которая должна двигать повозку. «Сегнерово колесо» Сегнерово колесо можно сделать из большого пакета для молока или пластиковой бутылочки. Внизу у противоположных стенок пакета (бутылочки) надо проделать отверстия (в бутылочку надо воткнуть изогнутые трубочки). К верхней части пакета (бутылочки) привязать нить. Пакет (бутылочку) заполним водой. При вытекании воды из отверстий возникнет реактивная сила, которая вращает пакет (бутылочку). История создания и применения ракет. Первые пороховые ракеты были изобретены в Китае примерно в X веке нашей эры. На протяжении нескольких сотен лет они использовались как сигнальные и фейерверочные ракеты. Позже появились и боевые зажигательные ракеты. В России пороховые ракеты были приняты на вооружение в начале XIX века. В 1850 г. в Петербурге начал работать специальный «ракетный завод» Максимальная дальность полета русских ракет достигала 4 км при общей массе до 80 кг. В то время это были рекордные данные. Ракетное производство просуществовало недолго: в 80-х годах XIX века было изобретено нарезное оружие, и боевые ракеты сняли с производства. В современных войнах ракетное оружие начало широко применяться во время Второй мировой войны. Немецкие войска применяли баллистические ракеты Фау-2 против английских и бельгийских городов. Советские войска с большим успехом использовали установки залпового огня «Катюша». [1]. Проекты первых реактивных летательных аппаратов Н.И. Кибальчича, К.Э. Циолковского. (Слайд 20). Автором первого в мире проекта реактивного летательного аппарата, предназначенного для полета человека, был русский революционер – народоволец Н.И. Кибальчич. Его казнили 3 апреля 1881г за участие в покушении на императора Александра II. Свой проект он разработал в тюрьме после вынесения смертного приговора. Н.И. Кибальчич писал: «Находясь в заключении, за несколько дней до своей смерти я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моем ужасном положении…Я спокойно встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мною». [2]. В 1903 году появилась в печати статья преподавателя калужской гимназии К.Э. Циолковского “Исследование мировых пространств реактивными приборами”. В этой работе содержалось важнейшее для космонавтики математическое уравнение, теперь известное как “формула Циолковского”, которое описывало движение тела переменной массы. В дальнейшем он разработал схему ракетного двигателя на жидком топливе, предложил многоступенчатую конструкцию ракеты, высказал идею о возможности создания целых космических городов на околоземной орбите. Многие из его идей были осуществлены на практике. Движение ракеты.Что можно сказать о направлении движения ракеты? Какими способами можно добиться увеличения скорости движения ракеты? Почему использование многоступенчатых ракет выгодней? Почему ракета взлетает не сразу после начала выхода газов, а через некоторое время? Рассчитаем, с какой скоростью движется оболочка ракеты. Запишем закон сохранения импульса для замкнутой системы двух тел: газа и оболочки. Чтобы увеличить скорость движения ракеты, нужно взять массу топлива во много раз больше массы полезного груза. Чтобы ракета стала искусственным спутником Земли, ей необходимо сообщить скорость 7,9 км/с. Для достижения такой скорости масса топлива должна превышать массу полезного груза в 55 раз. Это значит, что большую часть массы ракеты на старте, составляет масса топлива. У двухступенчатой ракеты в центральной части находится вторая ступень, а вокруг неё расположены топливные баки и реактивные двигатели первой ступени. На старте начинают работать двигатели обеих ступеней. Когда запасы топлива в первой ступени заканчиваются, она отделяется. Полезный груз находится в головной части ракеты, он укрыт головным обтекателем, форма которого уменьшает сопротивление воздуха во время полета в атмосфере. После выхода в космическое пространство обтекатель тоже сбрасывается, и автоматический спутник или пилотируемый корабль начинают самостоятельный полет. Для изменения направления и величины скорости космического корабля также используются миниатюрные реактивные двигатели. Ракеты на жидком топливе используют керосин и кислород как окислитель. Посмотрим на макет ракеты. Найдем части ракеты. С.П.Королев 1 спутник Полет «Бурана» Подведём итоги нашего урока. Что вы узнали нового? В основе реактивного движения лежит закон сохранения импульса тела, который выполняется только для замкнутой системы тел. Скорость движения реактивного устройства зависит от массы и скорости отделения от него вещества. Реактивное движение распространено в природе (осьминоги, кальмары, каракатицы, медузы используют для плавания реактивное движение (отдачу), бешеный огурец), используется человеком в технике (реактивные двигатели, ракеты и ракетные установки) и быту (фейерверки, поливальные установки, игрушки и т.д.). Простейшие модели реактивных двигателей и устройств можно сделать самим. Проявлением реактивного движения является отдача, которую надо учитывать на практике (при стрельбе, спрыгивании с лодки, скейта и т.д.). Результат отдачи зависит от массы и скорости отделяющегося тела или вещества. Результаты урока: Изучены физические основы реактивного движения и отдачи. Показана распространённость реактивного движения в технике, быту и природе. Использование мультимедийной презентации способствовало повышению интереса и мотивации учащихся к изучению данной темы. Список использованных источников http://bibliotekar.ru/CentrOruzh/12.htm http://www.m31.spb.ru/archive/books/fire_enthusiasts/chapter4.htm http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/n_i_j/1950/9/tsiolk.html http://notevilbird.livejournal.com/6965.html http://allforchildren.ru/sci/perelman2-10.php http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/rynin/rak-i-dvig/rynin-rakety3a.html http://www.uer.varvar.ru/flora_fauna_pacific10.htm http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D1%88%D0%B5%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D0%B3%D1%83%D1%80%D0%B5%D1%86_%D0%BE%D0%B1%D1%8B%D0%BA%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9 |