Видеоматериал для 7 класса на тему: "Давление в окружающем нас мире"
Тема урока "Реактивное движение. Области применения реактивного движения".
Цель урока:
Ø обучающие:
Ø развивающие:
Ø воспитательные:
Задачи урока:
1.Показать практическое применение закона сохранения импульса в реактивном движении.
2.Показать практическое применение реактивного движения для объяснения явлений в природе и технике.
3.Познакомиться с историей развития реактивного движения.
4.Продолжать формировать у учащихся грамотную физическую речь, мышление (умения обобщать и систематизировать, строить аналогии).
5.Развивать зрительную, слуховую и моторную память.
Тип урока: комбинированный урок с элементами исследовательской деятельности.
Оборудование и программное обеспечение к уроку:
v Мультимедийный проектор.
v Презентация «Реактивное движение».
v Детский воздушные шарики, легкоподвижная тележка, пробирка с водой и резиновой пробкой, штатив, спиртовка, держатель баллончик с газом для сифона, закреплённый на дощечке, ванна с водой, шило.
v Дополнительные материалы к уроку для подготовки докладов учащихся: видеофрагменты, презентации, текстовые документы. Папка «доклады».
Формы работы на уроке: фронтальная, индивидуальная, групповая.
План урока
a. Интересные факты из истории
b. Решение проблемной ситуации
c. Формирование понятия реактивного движения
d. Реактивное движение в природе
e. Реактивное движение в изобретениях людей
f. Историческая справка
Ход урока
Упр 20 (1, 2, 4) Учащиеся на перемене записывают решение задач на доске. На уроке производят анализ решения задач.
Ребята задают отвечающим дополнительные вопросы по тексту домашнего параграфа (п. 21)
На доске записан эпиграф к уроку:
Я говорю человеку: поверь в себя!
Ты все можешь!
Ты можешь познать все тайны вечности,.
стать хозяином всех богатств природы.
У тебя крылья за спиной. Взмахни ими!
Ну, взмахни, и ты будешь счастлив,
могуществен и свободен...
К. Э. Циолковский
Интересные факты из истории.
В течение многих веков человечество мечтало о полётах. Писатели-фантасты предлагали самые разные средства для достижения этой цели. В XVII веке появился рассказ французского писателя Сирано де Бержерака о полёте на Луну. Герой этого рассказа добрался до Луны в железной повозке, над которой он всё время подбрасывал сильный магнит. Притягиваясь к нему, повозка всё выше поднималась над Землёй, пока не достигла Луны.
Слайд №2, 3
В конце первого тысячелетия нашей эры в Китае использовали реактивное движение, которое приводило в действие ракеты-бамбуковые трубки, начинённые порохом, они использовались как забава. Один из первых проектов автомобилей был также с реактивным двигателем и принадлежал этот проект Ньютону. Пар из котла выбрасывался назад и двигал автомобиль вперед.
Слайд № 4
Решение проблемной ситуации.
Класс делится на 4 группы, для каждой своё задание. И одна проблемная ситуация: Что общего в этих опытах?
Задание группам:
Опыт 1.Надуть резиновый шарик и отпустить его.
Вопрос: За счёт чего шарик приходит в движение? Обсуждение в группе
Вывод: 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.
Опыт 2. Ученик встаёт на легкоподвижную тележку, спрыгивает с неё. Тележка движется в противоположную сторону.
Вопрос: почему тележка пришла в движение? Обсуждение в группе.
Вывод: тележка пришла в движение, т к от неё отделился мальчик. Система «тележка-мальчик»- замкнутая, её начальный импульс = 0. Если мальчик движется в одну сторону, то по закону сохранения импульса, тележка должна двигаться в другую сторону.
Учитель: Движение тележки является примером реактивного движения, и вы правильно указали причину её движения.
Опыт 3: Пробирка с водой и резиновой пробкой, висящая на, штативе горизонтально на 2 нитях, спиртовка.
Описание опыта: спирт горит, вода закипает и выбивает пробку.
Вопрос: за счёт чего пробка приходит в движение?
Вывод: нагреваясь, внутренняя энергия пара увеличивается и он совершает работу, выталкивая пробку .
Учитель: Движение пробки является примером реактивного движения.
Опыт 4: Баллончик с газом для сифона, закреплённый на дощечке, ванна с водой, шило.
Описание опыта. Баллончик с газом протыкается шилом и дощечка с баллончиком приходит в движение.
Вопрос: почему движется дощечка? Обсуждение в группе.
Вывод: Дощечка с баллончиком приходит в движение за счёт того, что из него выходит воздух.
Учитель: Движение пробки является примером реактивного движения.
Решение проблемной ситуации.
Вопрос: Что общего в этих опытах? Обсуждение в группах.
Вывод: все тела пришли в движение, потому что от них что-то отделилось.
Формирование понятия реактивного движения.
После этого учащиеся формулируют определение реактивного движения:
Под реактивным понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела.
Реактивное движение в природе.
Слайды № 5, 6
В природе можно часто встретить реактивное движение, например: каракатицы, осьминоги при движении в воде также используют реактивный принцип перемещения. Набирая воду в себя, они, выталкивая её, приобретают скорость, направленную в сторону, противоположную направлению выброса воды.
Кальмар является самым крупным беспозвоночным обитателем океанских глубин. Он передвигается по принципу реактивного движения, вбирая в себя воду, а затем с огромной силой проталкивает её через особое отверстие- «воронку», и с большой скоростью ( около 70 км/ч) двигается толчками назад. При этом все десять щупалец кальмара собираются в узел над головой , и он приобретает обтекаемую форму.
Слайд № 7
Созревшие плоды « бешеного» огурца при самом легком прикосновении отскакивают от плодоножки, из огурца с силой выбрасываются семена, сам огурец при этом отлетает в противоположном направлении. Так огурец распространяет свои семена.
Реактивное движении в изобретениях людей.
Принцип реактивного движения находит широкое применение в авиации и космонавтике.
Слайды № 8, 9
Рассмотрим упрощенную теорию ракетного движения.
Из сопла ракеты с огромной скоростью вылетают назад продукты сгорания топлива и, согласно закону сохранения импульса, сама ракета получает сильнейший толчок вперед. Посмотрите на рисунок устройства ракеты в учебнике. Основную массу ракеты в начале полета составляет топливо.
Предположим сначала, что ракета выбрасывает сразу весь запас топлива в виде газа. Обозначим массу ракеты mоб, а массу газа mг. скорости оболочки и газа после выбрасывания топлива – v об, vг. Cогласно закону сохранения импульса: vоб= vг . значит скорость оболочки тем больше, чем больше масса газа и скорость газа.
В современных ракетах скорость вылетающего газа достигает нескольких километров в секунду (в несколько раз больше скорости пули). Чтобы при такой скорости ракета приобрела первую космическую скорость, необходимо, чтобы масса топлива была в несколько раз больше массы оболочки. Но и это было бы только в том случае, если бы весь газ из ракеты вылетал сразу. Но при этом ускорение, полученное ракетой было бы настолько большим, что возникающие перегрузки не смогли бы выдержать ни космонавты, ни приборы.
Чтобы этого не происходило, ракета должна разгоняться длительное время. При длительном разгоне газ передает импульс не только оболочке, но и тому запасу топлива, который ракета несет с собой. В результате расход топлива увеличивается в десятки раз.
Слайд № 10
Поэтому для увеличения скорости ракеты с тем же топливом ее делают многоступенчатой. Первая и вторая ступени – это баки с горючим. Когда топливо сгорает, резервуар отбрасывается в полете и сгорает в атмосфере из-за трения о воздух. При этом масса ракеты уменьшается, а скорость соответственно увеличивается.
Исследования околоземного и межпланетного космического пространства проводятся с помощью многоступенчатых ракет. Третью ступень космического корабля можно использовать для торможения корабля. При этом ракету поворачивают 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.
Учитель: А кто является автором такого грандиозного сооружения как ракета? Кто придумал модель? Кто воплотил теорию в жизнь?
Историческая справка.
Слайд № 11
Кибальчич автор первого в России проекта пилотируемого ракетного аппарата для полета в космос. Проект разработан в 1881 г.
Кибальчич Николай Иванович народоволец, приговоренный к смертной казни за покушение на царя Александра второго. 3 апреля он был повешен в Санкт-Петербурге по высочайшему указу.
Зачитываются слова Кибальчича. “Находясь в заключение, за несколько дней до смерти я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей иди. Если же моя идея после тщательного обсуждения учеными - специалистами будет признана исполнимой, то я буду счастлив тем, что окажу громадную услугу Родине и человечеству”.
Кибальчич ждал решения, он не мог знать, что конверт распечатают только через...37 лет.
Далее выступления ребят с докладами об основоположниках космонавтики.
К.Э. Циолковский
(1857–1935)
Слайд № 12
Имя Константина Эдуардовича Циолковского, великого основоположника космонавтики, известно во всем мире.
Родился К.Э. Циолковский в с. Ижевском под Рязанью. Его отец был лесничим. После перенесенной в детстве скарлатины Костя почти полностью потерял слух. Из-за глухоты мальчик не смог учиться в гимназии и занимался самостоятельно. Став взрослым, он сдал экзамен на звание учителя и начал работать сначала в Калужской губернии, а затем в одном из училищ г.Калуги. Здесь в Калуге, школьный учитель физики и математики написал свои замечательные работы по воздухоплаванию, авиации и космонавтики.
Большая семья жила очень скромно. В Доме музее К.Э.Циолковский в Калуге посетители видят простую обстановку его кабинета, веранду - мастерскую, где ученый собственноручно изготовил множество моделей и приборов. Крыша дома служила обсерваторией. Там он в небольшую подзорную трубу наблюдал за Солнцем, Луной, звездами и планетами. Удивительно как в такой убогой обстановке, при отсутствии всякой поддержки К.Э.Циолковский смог совершить свои великие открытия. Только при советской власти условия жизни и работы Циолковского резко изменились. Советское правительство оказало ему всяческое содействие. Его работы привлекли внимание ученых и стали широко известны в нашей стране и за рубежом. За заслуги Циолковский был награжден орденом Трудового Красного Знамени.
Самые главные научные труды К.Э.Циолковского посвящены космическим ракетам и их полетам в космос. В 1903 г. в статье “Исследование мировых пространств реактивными приборами” великий ученый впервые в мире научно обосновал возможность межпланетных перелетов. Циолковский доказал, что только ракета может стать межпланетным кораблем. Он предложил для космически ракет особое жидкое химическое топливо: сжиженный кислород и водород.
В других своих работах ученый писал: чтобы придать ракете нужную космическую скорость, необходимо “ракетные поезда”. Теперь мы называем их многоступенчатыми ракетами. Когда израсходуется топливо первой ступени ракеты, она отделяется и падает на Землю. Двигатели второй ступени разгоняют ракету дальше.
К.Э. Циолковский предложил создать в космосе крупные орбитальные станции, чтобы человек смог долгое время там жить и работать.
Ученый считал, что с развитием техники космос будет непременно освоен. Он был убежден, что во Вселенной есть множество планет, населенных разумными существами. Возможно, что разумная внеземная жизнь по уровню своего развития далеко опередил человечество. Циолковский предложил технические средства, которые помогут человечеству расселиться в солнечной системе.
По мнению Циолковского, осваивая космическое пространство, люди должны особенно заботиться о природе нашей планеты. Вот почему он успешно проектировал аппараты для орошения пустынь, у него возникла идея транспорта на воздушной подушке.
Имя К.Э.Циолковского всегда будет упоминаться среди имен величайших гениев человечества. Он обладал огромным даром предвидеть будущее науки. Но никто из современников великого ученого не ожидал, что так быстро воплотятся в жизнь его дерзкие мечты. Исследования Циолковского, посвященные ракетной технике и теории межпланетных путешествий, и сейчас служат руководством для конструкторов и ученых. Его гениальные идеи успешно претворяются в жизнь.
Королев Сергей Павлович
(1906–1966)
Слайд № 13
Авиация была страстью Сергея Королева. В годы первых пятилеток наша страна создавала свою промышленность, укрепляя военную мощь. В эти годы был выдвинут лозунг: “Комсомол - на самолет!”. Юный Королев мечтал стать летчиком, строить летательные аппараты и самому летать на них.
В Москве, куда Королев приехал из Одессы, он учился одновременно в Московском Высшем техническом училище и в школе летчиков. Когда Королев познакомился с работами К.Э.Циолковского, он навсегда увлекся полетами в космос. Ему хотелось летать выше, быстрее и дальше. Но, чтобы достичь невиданных высот и скоростей, нужно было создать ракеты, ракетную технику.
В 1933 г. 17 августа, в подмосковном пригороде Нахабино в небо поднялась первая ракета. Она поднялась на высоту всего 400 метров. Но с этих метров начались тысячи км межпланетных перелетов. Ракету запустили участники Группы изучения реактивного движения (ГИРД) во главе с С.П.Королевым.
С 1933 г. Королев руководил отделом ракетных летательных аппаратов в Реактивном научно-исследовательском институте. Он создал управляемую крылатую ракету и ракетопланер. В годы Великой Отечественной войны конструктор работал над реактивными двигателями для боевых самолетов.
После войны стал руководителем большого коллектива, работавшего над созданием мощных ракет. С именем Главного конструктора Сергея Павловича Королева связано начало освоения космического пространства. Сначала на высоте в сотни километров. Были подняты научные приборы и животные. Затем в конструкторском бюро Королева был создан первый в мире искусственный спутник Земли. День его запуска -4 октября 1957 года – мы считаем днем начала космической эры в истории человечества.
12 апреля 1961 года академик Королев проводил в полет первого космонавта – Юрия Алексеевича Гагарина. Полет человека в космос был целью жизни Главного конструктора. Он сам говорил об этом. Вслед за гагаринским “Востоком” при жизни Королева в космос полетели еще пять таких кораблей, был создан совершенный многоместный космический корабль “Восход”.
К Луне, Венере, Марсу полетели автоматические аппараты. Впервые в истории на поверхность Луны “прилунилась” советская автоматическая станция.
Родина наградила этого выдающегося ученого самыми высокими наградами. С.П.Королев - лауреат Ленинской премии, дважды Герой Социалистического Труда. За выдающиеся работы в области космонавтики ученые и инженеры награждаются Золотой медалью имени Королева.
Гагарин Юрий Алексеевич
(1934–1968)
Слайд № 14, 15
12 апреля 1961 года над землей пронеслась потрясающая весть. “Человек в космосе! Русский, советский!”
Многовековая мечта людей о полете к звездам сбылась. Сказку сделал былью смоленский парень Юрий Гагарин. Гражданин нашего Отечества. Вся планета восхищалась его подвигом. Имя Гагарина сразу стала известно всему миру. Но остался самим собой - скромным и добрым, улыбчивым и обаятельным. А героем космоса стал благодаря своей воле, настойчивости и верности мечте. Она зародилась в нем еще в детстве.
Весной, когда сходил снег, ребятишки запускали бумажного змея. Юра бежал за ним и, смотря в небо, думал: “Вот бы и мне и с ним летать...”
Скоро в мирное детство ворвалась война. Ужасы ее Юра испытал на себе. А потом было ремесленное училище под Москвой, индустриальный техникум в Саратове. Аэроклуб, прыжки с парашютом. Военное летное училище в Оренбурге, откуда он попросил направление на Север. Там, в суровых условиях, Гагарин много летал, учился, почти все свободное время читал.
Жизнь мчалась вперед. За искусственными спутниками Земли появилась космическая ракета, которая сфотографировала невидимую сторону Луны. Полет в не изведанное приближался.
Юрий Гагарин начал “космическую” подготовку в первой группе космонавтов. С успехом прошел он испытания в сурдокамере, на стремительной центрифуге, полеты на невесомость.
И всякий раз Юрий предлагал: “Можно сначала я?” К полету в космос он готовился упорно. Не жалея ни сил, ни Времени. Не зная устали помогал товарищам, а те в свою очередь ему. Каждый горел желанием полететь в космос первым. Но все предполагали, что первым полетит Юрий Гагарин. Так оно и вышло. Государственная комиссия назвала его.
Оказавшись один в небывалом до этого рейсе, он думал о колоссальной ответственности первооткрывателя комических трасс. Это была ответственность перед всеми людьми на Земле.
Но голос его из космоса звучал спокойно: “Полет проходит нормально. Вижу горизонт Земли. Такой красивый ореол!” Совершив по орбите полный оборот вокруг нашей планеты за 108 минут, корабль Гагарина благополучно приземлился. Космическая эра началась.
За Гагариным в космос полетели другие. Первый космонавт радовался успеху своих друзей, мечтал о новых полетах, готовился, летал. Однако трагическая гибель оборвала его короткую яркую жизнь. Но след от нее остался навсегда - и на Земле и в космосе. Учитель. Это были люди преданные своему делу, своей Родине, своему народу.
Константин Эдуардович Циолковский совершил свой научный подвиг совершенно бескорыстно. Об этом свидетельствуют его слова: “Основной мотив моей жизни - не прожить даром жизнь, продвинуть человечество хоть немного вперед. Вот почему я интересовался тем, что не давало мне ни хлеба, ни силы, но я надеюсь, может быть скоро, а может быть и в отдаленном будущем - дадут обществу горы хлеба и бездну могущества.
Девизом Сергея Павловича Королева – главного конструктора космических ракет и созданной им школы было: “работать и работать и в интересах Родины, в интересах человечества”.
Закрепление нового материала.
Слайд № 16
1. Определите, в какой из приведённых ниже ситуаций описывается реактивное движение?
Слайд № 17
2. Наберёт он в рот воды-
Чтобы не было беды, Изо всех силёнок дунет,
На врага водою плюнет
И мгновенно удерёт,
Как ракетный самолёт.
А. Петров «Кальмар»
Каков принцип передвижения кальмара?
Слайд № 18
3 Расчётная задача.
Ракета массой 1 кг, содержащая снаряд 200г, поднялась на высоту 500 м. Определите скорость выхода газов, считая, что сгорание пороха происходит мгновенно. Сопротивление воздуха не учитывать.
Как можно затормозить космический корабль?
Слайд № 19
Слайд № 20
№ 4 Как можно затормозить космический корабль?
Домашнее задание .
П. 22, стр 85, упр 21, стр 87
Подведение итогов урока. Рефлексия.
Учитель: сегодня на уроке мы с вами познакомились с новым видом движения – реактивным движением,
Что узнал нового и интересного на уроке?
Что понравилось на уроке? Почему?
Что не понравилось?
Автор: Васильева Инна Леонидовна