Урок на тему «Реактивное движение»

Тема урока: Реактивное движение.

Цель урока:

Узнать особенности и характеристики реактивного движения.

Задачи урока:

Показать практическое применение закона сохранения импульса в реактивном движении.

Показать практическое применение реактивного движения для объяснения явлений в природе и технике.

Познакомиться с историей развития реактивного движения.

Продолжать формировать у учащихся грамотную физическую речь, мышление (умения обобщать и систематизировать, строить аналогии).

Развивать зрительную, слуховую и моторную память.

Содействовать патриотическому, политехническому, экологическому воспитанию, воспитанию ответственности, высокой работоспособности, толерантности и эмпатии.

Формировать навыки самоконтроля в режиме самостоятельной работы.

Тип урока: комбинированный урок с элементами исследовательской деятельности.

Оборудование и программное обеспечение к уроку:

Компьютер, проектор.

Презентация «Реактивное движение».

Детский воздушные шарики (на каждой парте).

Дополнительные материалы к уроку для подготовки докладов учащихся: презентации, текстовые документы.

Формы работы на уроке: фронтальная, индивидуальная, групповая.

План урока

Орг. момент.

Проверка и разбор домашнего задания.

Изучение нового материала.

Закрепление нового материала.

Домашнее задание.

Подведение итогов урока. Рефлексия.

Ход урока

Организационный момент (0,5 мин).

Проверка и разбор домашнего задания (5 мин).

*Разбор решения задачи: Летящий горизонтально со скоростью 400 м/с снаряд массой 40 кг попадает в неподвижную платформу с песком массой 10 т и застревает в песке. С какой скоростью стала двигаться платформа? Решение записать на доске.

*Физический диктант. (Слайд)

1.Импульс тела – это физическая величина, которая равна_________________________

2._____________________________- это физическая величина, равная произведению силы на время её действия.

3.Изменение импульса тела _____________________ приложенной к нему силе и имеет такое же _______________, как и сила.

4._________________________________ равно импульсу действующей на него силы.

5.По какой формуле вычисляется импульс тела?

А. mv. Б. mv/2. В.ma. Г.GmM/R.

6.По какой формуле вычисляется импульс силы?

А. mv. Б. mv/2. В.ma. Г.Ft.

7.Указать единицу измерения импульса тела:

А.кг. Б.м. В.м/с Г.кгм/с.

8.Закон сохранения импульса: если сумма внешних сил ____________________, то импульс системы тел_____________________________.

9.Формула закона сохранения импульса:_____________________________.

(Слайд) Ответы:

1.....произведению массы тела на его скорость.

2.Импульс силы….

3…..пропорционально…………..направление…..

4.Изменение импульса тела……

5.А. 6.Г. 7.Г.

8……равна нулю……..сохраняется.

9.

Изучение нового материала (30 мин).

Актуализация темы урока (Слайд).

Эпиграф. Константин Эдуардович Циолковский говорил: «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». Но для того, чтобы завоевать космическое пространство, необходим новый вид транспорта, на котором люди могли бы покинуть Землю и отправиться в космос. Всем известно, что таким видом транспорта является ракета, космический корабль. Но не все знают, как они устроены, и как работают. Из 9-го класса вы знаете, что скорость тела изменяется только в результате действия на это тело других тел. Прошу ответить вас на следующиевопросы: (Слайд)

1. Благодаря чему разгоняется автомобиль?

А. Благодаря силе трения.

Б. Благодаря тому, что колёса отталкиваются от Земли.

В. Благодаря силе сопротивления воздуха.

Ответ – Б. По 3-ему закону Ньютона, колёса автомобиля, вращаясь, отталкиваются от Земли, т.е. они толкают дорогу назад, а дорога толкает автомобиль вперёд.

2 .От чего отталкивается пушка при отдаче? (Слайд)

А. От Земли.

Б. Ни от чего не отталкивается.

В. От ядра.

Ответ – В. Согласно 3-его закона Ньютона, а также закона сохранения импульса, пушка толкая ядро, сама от него отталкивается.

И в первой задаче и во второй одно тело отталкивается от другого… А от чего же должна отталкиваться ракета, разгоняясь в космосе? Как называется движение ракеты?

Сегодня на уроке нам предстоит найти ответы на эти и многие другие вопросы. Открыли тетради, записали число и тему урока: Реактивное движение. (Слайд)

(Учащиеся: записывают в тетрадь число и тему урока.)

Определение реактивного движения. Проблемный эксперимент.

С реактивным движением вы знакомы с раннего детства. Кто из вас не надувал воздушные шарики? Вот и у меня есть шарик… Я его отпускаю… Что произошло? Почему шарик пришёл в движение? Ясно, что из шарика вышел воздух очень быстро в одну сторону, а шарик полетел в противоположную. Воздух – это часть шарика, которая отделилась от него, в результате шарик пришёл в движение.(Слайд)

Загадка: (Слайд)

«Наберёт он в рот воды, чтобы не было беды, изо всех силёнок дунет, на врага водою плюнет и мгновенно удерёт, как реактивный самолёт!» Кто это? Кальмар.

Что помогает кальмару, медузе двигаться в водном пространстве? – Вода, которую они сначала заглатывают, а потом как будто выплёвывают. Т.е. от них тоже отделяется вода в одну сторону, а движутся они в противоположную. (Слайд)

Все вы видели, наверное, взлёт космического корабля. При взлёте остаётся огненный след, т.е. от него отделяется часть сгоревшего топлива и в результате этого он взлетает.

Подведём итог: Что общего в движении шарика, медузы, осьминога, космического корабля? –Можно предположить, что во всех случаях они движутся за счёт того, что от них отделяется часть системы. Такое движение называется реактивным. Попробуйте точнее сформулировать определение реактивного движения.(Слайд)

Запишите в тетрадь определение. Реактивное движение – это движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью его части.

Значит, объединяет все указанные выше объекты, то, что все они используют для передвижения реактивное движение. Одни из них являются биологическими объектами, а другие творениями рук человеческих.

Задачи:

Как разогнать лодку без помощи вёсел, если запастись достаточным количеством мячей? – Лодку можно разогнать и без помощи вёсел, действием только одних внутренних сил. Выбрасывая мячи, происходит толчок. Мячи летят в одну сторону, а лодка в другую, согласно закона сохранения импульса. (Слайд)

Почему пожарным труднее удержать шланг при тушении пожара? – Чем больше скорость воды в шланге, тем труднее его удержать. Вода с огромной скоростью вылетает из шланга и отталкивает шланг с пожарным в противоположную сторону.

Физкультминутка.

(Слайд)

Ты уже перестал удивляться чудесам, что есть на Земле:

Телевизору, голосу раций и компьютеру на столе.

Самолёты летят сквозь тучи, а к орбитам летят корабли…

Только как до вещей тех могучих домечтаться люди смогли?

Как вы думаете, о чём мы должны сейчас говорить? – Об истории развития реактивного движения. Слушая мой рассказ, вы записываете ответы на предложенные мной вопросы в тетрадь, составляя при этом свой краткий рассказ.

Историческая справка.

В конце первого тысячелетия нашей эры в Китае уже использовали реактивное движение, которое приводило в действие ракеты. Это были бамбуковые трубки, начинённые порохом. Они использовались для забавы.Один из первых проектов автомобиля был тоже с реактивным двигателем и принадлежал этот проект Ньютону. (Слайд).Первый чертёжреактивного двигателя был сделан в России на стене тюремной камеры Петропавловской крепости в 1881 году Николаем Ивановичем Кибальчичем.(Слайд). Он первый незадолго до казни закончил проект проникновения человека в космос. Суть этого проекта заключалась в том, что на платформе, где должны располагаться воздухоплаватели, крепится большой цилиндр с сужающимся отверстием в нижней части. В цилиндре установлена спрессованная пороховая свеча. От её сгорания газы, накапливаемые в цилиндре с силой будут вырываться в нижнее отверстие, и оказывая давление на верхнее дно цилиндра будут поднимать всю установку с воздухоплавателями. Конверт с этим проектом распечатали только через 37 лет после смерти автора. Вскоре после смерти Кибальчича эстафету покорения воздушного океана и космического пространства принял Константин Эдуардович Циолковский. Он писал: «Самый удобный путь – воздушный, он кратчайший, не замерзает, не требует ремонта, наиболее безопасный, и существует для всей суши и всех морей”. Циолковский хотел создать управляемый воздушный корабль. В 1895 году он высказал идею создания Искусственного Спутника Земли. А в 1897 году вывел свою гениальную формулу, которая получила название «Формула Циолковского» и установила зависимость между:

Скоростью ракеты в любой момент времени.

Скоростью истечения газов из сопла.

Массой ракеты.

Массой газов или взрывных веществ. (Слайд)

Вопросы:

Где и когда впервые использовали реактивное движение?

С каким двигателем был первый проект автомобиля?

Где, когда и кем был сделан первый чертёж реактивного двигателя и проект проникновения человека во Вселенную?

Кто и в каком году предложил идею создания ИСЗ?

В каком году выведена «Формула Циолковского»?

Какие физические величины связывала формула?

Прочитать получившийся рассказ.

Формула Циолковского.

Выведем формулу Циолковского. Для этого вспомним закон сохранения импульса, т.к. он имеет большое значение для исследования реактивного движения. Реактивное движение – это следствие вытекающее из этого закона. Запишите формулу закона сохранения импульса. При решении задач на закон сохранения импульса можно использовать некоторыйалгоритм решения: (Слайд)

Выбрать систему.

Записать закон сохранения импульса до взаимодействия.

Записать закон сохранения импульса после взаимодействия

Записать закон сохранения импульса системы.

Выразить неизвестную величину через другие величины.

Найти эту величину.

Задача. Вывести формулу расчёта скорости ракеты. (Слайд)

Решение:

Вывод: Скорость ракеты зависит от массы и скорости газов. Чем больше масса и скорость выброшенных газов, тем больше скорость ракеты. (записать в тетрадь)

Задача: Какую скорость относительно ракетницы приобретает ракета массой 600 г, если газы массой 15 г вылетают из неё со скоростью 800 м/с?

Решение:

Физкультминутка.

Ракеты и реактивные двигатели.

Современная космическая ракета представляет собой очень сложный летательный аппарат, имеющий огромную массу и состоящий из сотен тысяч и миллионов деталей. Ракеты бывают одноступенчатые и многоступенчатые.(Слайд). Чтобы ракета летеланеобходимо, чтобы из сопла вылетали продукты сгорания топлива, а для этого нужно, чтобы она имела двигатель. Существует два вида реактивных двигателей: воздушно-реактивный и ракетный.

Воздушно-реактивный двигатель – это реактивный двигатель, использующий для сжатия горючего кислород атмосферного воздуха. По способу сжатия воздуха различают пульсирующий и прямоточный двигатели. (Слайд)

Ракетный двигатель – это реактивный двигатель, не использующий для работы окружающую среду (воду, воздух). (Слайд)Распространены химические ракетные двигатели, разрабатывают и испытывают электрические, ядерные и другие ракетные двигатели. Простейший ракетный двигатель работает на сжатом газе. По назначению различают разгонные, тормозные и управляющие двигатели. Основной двигатель в космонавтике «Зенитная управляемая ракета «Стрела-10МЗ» способна поражать цели на расстоянии 5 км и на высоте 3500 м.

Освоение космического пространства. (Слайд)

Широкое применение реактивное движение получило в освоении космического пространства. Космонавтика (от греч. κόσμος — Вселенная и ναυτική — искусство мореплавания, кораблевождение) — процесс исследования космического пространства при помощи автоматических и пилотируемых космических аппаратов, а также сами полёты в космическом пространстве. (Слайд). Важнейшими этапами в освоении космического пространства являются: (Слайд)

1957 г.- под руководством Королёва была создана первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которая в том же году была использована для запуска первого в мире искусственного спутника Земли.

4 октября 1957 — запущен первый искусственный спутник Земли Спутник-1. (СССР). Он весил 86,3 кг. Прорвавшись сквозь земную атмосферу, первая космическая ласточка вынесла в околоземное пространство научные приборы и радиопередатчики. Они передали на Землю первую научную информацию о космическом пространстве, окружающем Землю. Наибольшая точка подъема (апогей) располагалась на высоте 947 км.(Слайд)

3 ноября 1957 — запущен второй искусственный спутник Земли Спутник-2, впервые выведший в космос живое существо, — собаку Лайку. (СССР). спутник весил 508,3 кг. Наибольшая точка подъема (апогей) располагалась на высоте 1671 км. (Слайд)

4 января 1959 — станция «Луна-1» прошла на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны и вышла на гелиоцентрическую орбиту. Она стала первым в мире искусственным спутником Солнца. (СССР).

14 сентября 1959 — станция «Луна-2» впервые в мире достигла поверхности Луны в районе Моря Ясности вблизи кратеров Аристид, Архимед и Автолик, доставив вымпел с гербом СССР. (СССР).(Слайд)

4 октября 1959— запущена АМС «Луна-3», которая впервые в мире сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны. Также во время полёта впервые в мире был на практике осуществлён гравитационный манёвр. (СССР). (Слайд)

19 августа 1960 — совершён первый в истории орбитальный полёт в космос живых существ с успешным возвращением на Землю. На корабле «Спутник-5» орбитальный полёт совершили собаки Белка и Стрелка. (СССР).(Слайд)

12 апреля 1961— совершён первый полёт человека в космос. В этот исторический день ушел в космос корабль «Восток» с первым в истории человечества летчиком-космонавтом на борту Юрием Алексеевичем Гагариным. Облетев земной шар, он через 1 час 48 минут благополучно приземлился в заданном районе Советского Союза.

Слава о новом беспримерном подвиге советского народа в деле освоения космического пространства громовым эхом прокатилась по всему миру. Она вызвала радость и восхищение в сердцах наших друзей. (Слайд)

Корабль был запущен с космодрома Байконур в 9 час. 07 мин. по московскому времени и, совершив один оборот по орбите, приземлился в 10 час. 55 мин. в районе деревни Смеловка Саратовской области. Высота перигея орбиты составила 181 км, высота апогея 327 км.

Трехступенчатая Ракета-носитель «Восток» состояла из четырех боковых блоков (ı ступень), расположенных вокруг центрального блока (II ступень). Над центральным блоком помещена III ступень ракеты. На каждом из блоков I ступени был установлен четырехкамерный жидкостно-реактивный двигатель РД-107, а на II ступени — четырехкамерный реактивный двигатель РД-108. На III ступени был установлен однокамерный жидкостно-реактивный двигатель с четырьмя рулевыми соплами. Вес корабля с последней ступенью ракеты-носителя 6,17 т, длина 7,35 м, вес без последней ступени 4,73 т. (Слайд)

Корабль «Восток» состоял из спускаемого аппарата (1) и приборно-агрегатного отсека (5). Спускаемый аппарат был выполнен виде шара диаметром 2,3 м. Вес спускаемого аппарата 2,4 т, а его диаметр 2,3 м. В спускаемом аппарате было установлено кресло космонавта (2), приборы управления, система жизнеобеспечения. Кресло располагалось таким образом, чтобы возникающая при взлете и посадке перегрузка оказывала на космонавта наименьшее действие. В кабине поддерживалось нормальное атмосферное давление и такой же, как на Земле, состав воздуха. Шлем скафандра был открыт, и космонавт дышал воздухом кабины. (Слайд)

Освоение космоса  — это процесс, который состоит в последовательном включении космических систем в народнохозяйственные комплексы.

Существуют три основных направления интеграции космических систем в инфраструктуру народного хозяйства:

1.Космические информационные комплексы — современные системы связи, метеорология, навигация, системы использования и контроля природных ресурсов, охрана окружающей среды.

2.Космические научные системы — научно-проектные исследования и натурные эксперименты.

3.Космическая индустриализация — производство фармакологических препаратов, новых материалов в интересах электронной, электротехнической, радиотехнических и других отраслей, проводить разработку ресурсов Луны, других планет Солнечной системы и астероидов, удалять в космос отходы вредных промышленных производств.

Различные страны используют космические аппараты для спутниковой разведки, дальнего обнаружения баллистических ракет, связи, навигации. Создавались также системы противоспутникового оружия.

Космос сегодня (Слайд)

Сегодняшний день характеризуется новыми проектами и планами освоения космического пространства. Активно развивается космический туризм. Пилотируемая космонавтика вновь собирается вернуться на Луну и обратила свой взор к другим планетам Солнечной системы (в первую очередь к Марсу).

В 2010 году в мире на космические программы было потрачено $68 млрд, в том числе в США — $48,8 млрд, ЕС — $7,9 млрд, Японии — $3 млрд, России — $2,8 млрд, Китае — $2 млрд.

Тем не менее, на фоне космической гонки 70-х годов и обширной программы пилотируемой космонавтики СССР современное состояние космонавтики выглядит более скромным. Уже несколько десятилетий как прекращены пилотируемые полёты к другим планетам, прекращены программы многоразовых космических корабле, осталась только одна орбитальная станция против двух одновременно поддерживаемых СССР в середине 80-х годов.

Границы применимости реактивного движения. (Слайд)

Реактивное движение живых организмов.

По принципу реактивного движения передвигаются некоторые представители животного мира, например, кальмары и осьминоги. Они способны развивать скорость 60 - 70 км/ч.

Гражданская авиация.

Военная авиация.

Военная артиллерия.

Ракетные войска.

Космонавтика!

4. Домашнее задание.

П. 41, 42. Вопросы стр.112.

Доклад, реферат, презентация об учёных-исследователях космоса.

Задача: Метеорит сгорает в атмосфере не долетая поверхности Земли. Что происходит при этом с его импульсом?

5.Закрепление нового материала (3,5 мин).

Сегодня вы познакомились с реактивным движением. Напоследок я предлагаю вам задачу: ЛЕТАЮЩИЙ КАЛЬМАР МОЖЕТ ВЫПРЫГИВАТЬ ИЗ ВОДЫ И ПРОЛЕТАТЬ ДО 100 М , ПЛАНИРУЯ НА РАСПРАВЛЕННЫХ ШИРОКИХ ПЛАВНИКАХ , КАК ЛЕТУЧАЯ РЫБА . КАК ЕМУ ЭТО УДАЁТСЯ ?

КАЛЬМАР СОВЕРШАЕТ БЫСТРЫЕ РЫВКИ С ПОМОЩЬЮ РЕАКТИВНОЙ СИСТЕМЫ , УПРАВЛЯЕМОЙ КРУПНЕЙШИМИ СРЕДИ ВСЕГО ЖИВОГО МИРА НЕРВНЫМИ КЛЕТКАМИ. У ЭТОГО ГОЛОВОНОГОГО МОЛЛЮСКА ПОД ГОЛОВОЙ РАСПОЛАГАЕТСЯ КОРОТКАЯ ТРУБКА , ИЗ КОТОРОЙ С СИЛОЙ ВЫТАЛКИВАЕТСЯ ВОДА , ТАК ЧТО ЖИВОТНОЕ ОТБРАСЫВАЕТСЯ РЕАКТИВНОЙ СИЛОЙ В ПРОТИВОПОЛОЖНУЮ СТОРОНУ СО СКОРОСТЬЮ 33 КМ/Ч.

Реактивное движение – единственный вид движения, который может осуществляться без взаимодействия с окружающей средой.

Одно из главнейших изобретений человечества в XX веке - это изобретение реактивного двигателя, который позволил человеку подняться в космос.

“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”.

Кто знает, может быть когда-нибудь, закончив школу, институт, вы изобретёте такой космический корабль, который будет совершать экскурсии на другие планеты.

ОТКРЫТЫЙ УРОК ПО ТЕМЕ:

Подготовила: Кравченко Зоя Владимировна

Учитель физики, Плавенская СОШ

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/383955-urok-na-temu-reaktivnoe-dvizhenie