Урок физики по теме: "Реактивное движение в природе и технике"

Цели урока для учителя:

проверить степень усвоения теоретического материала по теме “Импульс тела. Закон сохранения импульса”.

Цели урока для учащихся:

выяснить, за счёт чего происходит реактивное движение, особенность реактивного движения.

Задачи:

• 
  Образовательные:
  
  • 
    ввести понятие реактивного движения;
    
  • 
    распространить применение закона сохранения импульса на реактивное движение;
    
  • 
    способствовать развитию навыков учащихся в самостоятельном приобретении информации, в умении выделять главную мысль, выражать неизвестную величину из формулы.
    
• 
  Воспитательные:
  
  • 
    способствовать развитию интеллектуальных способностей учащихся;
    
  • 
    активизировать деятельность учащихся на уроке;
    
  • 
    показать огромный вклад ученых, инженеров, летчиков-испытателей в дело создания многоступенчатой ракеты для освоения космического пространства.
    
• 
  Развивающие:
  

• 
  дать возможность почувствовать свой потенциал каждому учащемуся, чтобы показать значимость полученных знаний (личностно-ориентированный подход);
  
• 
  побудить к активной работе;
  
• 
  воспитывать эстетическое восприятие мира через демонстрацию и наглядность;
  
• 
  формировать научное мировоззрение, представления о роли физики в жизни общества и его технических достижений.
  

Тип урока: урок изучения нового материала.

Формы: индивидуальная, фронтальная, групповая работы;

и методы: иллюстративно-словестный, практический, компьютерное тестирование, демонстрация документального фильма, самостоятельная работа с учебником, частично-поисковый

ТСО и наглядность:

• 
  ПО: ОС Windows, Microsoft Power Point, Microsoft Word, Microsoft Excel, мультимедиа – проектор, CD «энциклопедия Кирилла и Мефодия»
  
• 
  Презентация “Реактивное движение”, «Тест»
  
• 
  Карточки-задания к работе
  

План урока.

1. 
   Организационный момент. (3 мин.)
   
2. 
   Повторение пройденного материала. (10 мин.)
   
3. 
   Изучение нового материала. (15 мин.)
   
4. 
   Закрепление полученных знаний. (7 мин.)
   
5. 
   Домашнее задание. (2 мин.)
   
6. 
   Подведение итогов урока. (3 мин.)
   

---

Ход урока

1. 
   Организационный момент.
   

Называются Цели урока

Мы познакомимся с практическим применение закона сохранения импульса. Сегодня мы с вами будем применять полученные ранее знания по теме: «Закон сохранения импульса»

2. 
   Повторение пройденного материала.
   

1. Проверка д/з у доски

2. Параллельно идет фронтальный опрос

- Какая физ. величина называется импульсом? Как по другому называют импульс?

- Как обозначается, в каких единицах измеряется импульс?

- Как направлен вектор импульса тела?

- Чему равен импульс покоящегося тела?

- Сформулировать закон сохранения имульса.

- Алгоритм решения задач на зси

3. Выполнение индивидуальных заданий
1 – группа: тестирование с самопроверкой (максимальная оценка «4»)

2 - группа: решение задач на знание и умение применить формулы импульса (максимальная оценка «5»

3. 
   Изучение нового материала.
   

Проблемный эксперимент

Учитель просит учащегося 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.

После этого учащиеся формулируют определение реактивного движения.

Учитель: Хорошо, это и есть тема нашего сегодняшнего урока.

Определение реактивного движения и реактивной силы

Реактивное движение в природе и технике

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”.

---

Реактивное движение в авиации и космонавтике

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.

Устройство ракеты

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.

Скорость ракеты. Закон сохранения импульса позволяет оценить скорость ракеты. Предположим сначала, что весь газ, образующийся при сгорании топлива, выбрасывается из ракеты сразу, а не постепенно, как это происходит в действительности. Обозначим массу газа через m_г, а скорость газа через v_г. Массу и скорость оболочки обозначим соответственно m_об и v_об. Направим координатную ось вдоль направления движения оболочки, тогда проекции скоростей газа и оболочки по модулю будут равны модулям векторов, но знаки их противоположны.

Так как сумма импульсов оболочки и газа должна быть равна нулю, то нулю должна быть равна и сумма их проекций: m_гv_г - m_обv_об = 0, или m_гv_г = m_обv_об.

Отсюда находим скорость оболочки: v_об = m_гv_г

---

/m_об

Из формулы видно, что скорость оболочки тем больше, чем больше скорость выбрасываемого газа и чем больше отношение массы газа к массе оболочки. Следовательно, чтобы увеличить скорость движения ракеты, нужно взять массу топлива во много раз больше массы полезного груза.

Мы считали, что весь газ выбрасывается из ракеты мгновенно. На самом деле он вытекает постепенно, хотя довольно быстро. Это значит, что после выброса какой-то части газа оболочке приходится “возить” с собой еще не вылетевшую часть топлива. Кроме того, мы не учли, что на ракету действуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Все это приводит к тому, что отношение массы топлива к массе оболочки много больше, чем мы получили. Более точный расчет показывает, что при скорости газа 2000 м/с, для достижения скорости, равной первой космической, масса топлива должна быть в 55 раз больше массы оболочки. Для межпланетных полетов (с возвращением на Землю) масса топлива должна быть в тысячи раз больше массы оболочки.

Решение задачи упр 22 (2) стр 86 (Ответ: 33 М/с)

Многоступенчатые ракеты (самостоятельная работа с учебником Стр.85, рис. 46)

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.

На рисунке показана 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 180^о

---

, 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.

 История создания реактивной техники.

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.

Биография С.П.Королева

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.

Демонстрация  видеофильма «Пуск первого пилотируемого корабля».

\

Затем учитель подводит итоги сообщений и сообщает о перспективах создания и использования космических ракет.В начале XX века люди мечтали о возможности космических полётов, теперь уже работают многоцелевые орбитальные станции. Невозможное сегодня станет возможным завтра. Циолковский мечтал о времени, когда люди запросто смогут “поехать” в гости на любую планету, смогут путешествовать во всей Вселенной. И вы, ребята, также можете внести свой вклад в интересное дело – в освоение космического пространства.

---

Смотрите также файлы

• Дисциплина Теоретические основы и методика социальнокоммуникативного развития дошкольников.doc

• Тема Обязанности и ответственность работников по соблюдению требований охраны труда и трудового распорядка.docx

• Психологопедагогические аспекты использования эор на уроках информатики.doc

• Выдающиеся личности в истории вычислительной техники. Августа Ада Лавлейс.rtf

• Титульный лист Мифологическая основа первобытных праздников и представлений Оглавление.docx