План -конспект урока: "Реактивное движение. Развитие космонавтики"
план-конспект урока по физике (9 класс) по теме

Урок физики в 9 классе.

Тема: Реактивное движение.

Развитие космонавтики.

Цель урока: ознакомить учащихся с реактивным движением и историей развития космонавтики, показать роль советских ученых в развитии космонавтики.

Ход урока.

Организационный момент.

Приветствую детей и знакомлюсь с ними.

На прошлом уроке мы с вами проходили тему: «Закон сохранения импульса». Давайте вспомним, что он гласит? (Геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остается постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы).  

Основной этап урока.

Сегодня на уроке мы с вами узнаем, где применяется этот закон и, как развивалось одно из его детищ – космонавтика. Но где же этот закон применяется? Может вы мне подскажите? (в биологии – головоногие, космонавтика).

Быть может, уже много тысяч лет назад, глядя на ночное небо, человек мечтал о полете к звездам. Мириады мерцающих ночных светил заставляли его уноситься мыслью в безбрежные дали Вселенной, будили воображение, заставляли задумываться над тайнами мироздания. Шли века, человек приобретал все большую власть над природой, но мечта о полете к звездам оставалась все такой же несбыточной, как тысячи лет назад. Легенды и мифы всех народов полны рассказов о полете к Луне, Солнцу и звездам. Средства для таких полетов, предлагавшиеся народной фантазией, были примитивны: колесница, влекомая орлами, крылья, прикрепленные к рукам человека (Икар).

В 17 веке появился фантастический рассказ французского писателя Сирано де Бержерака (французский писатель – фантаст) о полете на Луну. Герои этого рассказа добрался до Луны в железной полоске, над которой он все время подбрасывал сильный магнит. Притягиваясь к нему, полоска все выше поднималась над Землей, пока не достигла Луны. "Из пушки на Луну" отправились герои Жюля Верна (английский писатель – фантаст). Известный английский писатель Герберт Уэльс (английский писатель – фантаст) описал фантастическое путешествие на Луну в снаряде, корпус которого был сделан из материала, не подверженного силе тяготения.

Предлагались разные средства для осуществления космического полета. Писатели фантасты упоминали и ракеты. Однако эти ракеты были технически необоснованной мечтой. Ученые за многие века не назвали единственного находящегося в распоряжении человека средства, с помощью которого можно преодолеть могучую силу земного притяжения и унестись в межпланетное пространство.

Достижение таких скоростей возможно только при движении с использованием силы тяги, создаваемой при истечении продуктов сгорания топлива из полузамкнутого сосуда (камеры). Этот принцип использовался человечеством уже около трёх тысяч лет тому назад, в древнем Китае. В древних рукописях этой страны упоминаются «огненные стрелы», представлявшие собой обычные стрелы, оснащенные пороховым ракетным двигателем, изготовленного из бамбука.

Первое использование боевых зажигательных ракет в Европе относится к 1421 году при осаде города Саанце. В России применение пороха и пороховых ракет началось с ХV века, но только с середины ХIX века начались теоретические исследования по проектированию и использованию боевых ракет. Одним из самых выдающихся специалистов в ракетном деле тех времен были А.Д.Засядко, К.И.Константинов и др. Особенно следует упомянуть о русском революционере Н.И.Кибальчиче, который в 1881году, находясь в заключении в Петропавловской крепости, накануне казни предложил «Проект воздухоплавательного прибора», движущегося с помощью порохового ракетного двигателя.

Но основные работы по развитию ракетной техники и воздухоплавания в целом начались в начале ХХ века.

Основоположником современной космонавтики по праву считается великий русский ученый-самоучка К. Э. Циолковский, который еще в конце XIX века выдвинул идею о возможности необходимости освоения человеком космического пространства. Первоначально эти мысли были опубликованы им в виде научно - фантастических повестей, а затем, в 1903 г. была опубликована знаменитая работа "Исследование мировых пространств реактивными приборами", в которой он показал возможность достижения космических скоростей и иных небесных тел с помощью ракеты на жидком топливе (демонстрация с шариком и ее объяснение). Впоследствии Циолковский опубликовал еще ряд работ посвященных ракетной технике и освоению космоса.

Еще в 1929г. в составе Газодинамической лаборатории (ГДЛ) (финансировавшейся государством) было образовано подразделение Глушко по разработке электрических и жидкостных ракет (еще раньше Глушко предлагал проект "Гелиоракетоплана" - дископлана, снабженного электроракетным двигателем питающимся от солнечных батарей - довольно смелый для 20-ых годов проект ). В 1932 г. московскому ГИРДу государством была предоставлена экспериментальная база для постройки и испытания ракет, а его начальником назначается молодой выпускник МВТУ, активный участник создания ГИРДа С. П. Королев. В следующем году на базе этой группы и на базе ГДЛ был создан Реактивный научно - исследовательский институт (РНИИ). Государство поддерживало ракетчиков отнюдь не из желания приблизить выход человечества в мировое пространство, а из "оборонных " соображений - уже тогда было ясно, что ракета это грозное оружие, а другие страны, особенно Германия, вели активные исследования в этом направлении. Вызывала интерес военных и возможность применения ракетных ускорителей на боевых самолетах, от которых недалеко было и до реактивной авиации.

1932 г. в Москве по инициативе ГИРДа были организованы инженерно - конструкторские курсы. На курсах читали лекции видные советские ученые, в частности, создатель теории воздушно-реактивных двигателей Б. С. Стечкин, один из основателей авиационной медицины Н. М. Добротворский (уже тогда там читали курс физиологии высотного полета). Выпускником этих курсов был, в частности, И. А. Меркулов - создатель прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД). В 1939 г. была испытана первая в мире двухступенчатая ракета с ПВРД его конструкции.

Ракета с первым ИСЗ стартовала 4 октября 1957 г. в 22 ч. 28 мин. по московскому времени. Ракета-носитель (2-я ступень - блок "А", - Ред.) совершила 882 оборота и прекратила существование 2 декабря 1957 г., спутник - 1440 оборота и прекратил существование 4 января 1958 г.

В январе ракета-носитель "Молния" (Р-7, дополненная еще двумя ступенями) впервые достигла второй космической скорости, и вывела в космос станцию "Луна-1", массой 1472кг. "Луна-1", пройдя в 6 тыс. км., от поверхности нашего спутника вышла на орбиту вокруг солнца. Связь со станцией поддерживалась до расстояния 600 тыс. км. (рекорд для того времени). В сентябре того же года станция "Луна-2" достигла поверхности Луны (попросту упала на нее). Впервые созданный человеком аппарат достиг поверхности иного небесного тела. Кстати, Годдард еще в 20-ых г. г. собирался "послать снаряд на Луну", но тогда этот проект справедливо вызвал скептические замечания ученых.

В начале 1960г. был создан Центр подготовки космонавтов и из летчиков-истребителей набирается первый отряд космонавтов. Первый полет человека должен был состояться в декабре 1960г. но был отложен из-за страшной катастрофы на Байконуре - на стартовом столе взорвалась баллистическая ракета Р-14 (ОКБ Янгеля). Погибли десятки человек, в том числе члены государственной комиссии во главе с маршалом Неделимым (официально было объявлено, что он погиб в автокатастрофе). Возникла опасность, что американцы обгонят нас - их полет был намечен на май 1961г. (хотя это был суборбитальный полет, но первым человеком в космосе стал бы все же американец).

Однако 12 апреля 1961г. на третьем в серии корабле "Восток" Ю. А. Гагарин совершил первый космический полет и благополучно вернулся на Землю. Правда, полет проходил не так гладко, как сообщал ТАСС. Корабль был выведен на слишком высокую орбиту, и если бы отказал тормозной двигатель упал бы на Землю не через 10 дней, как предполагалось, а через 50, на что ресурсы системы жизнеобеспечения рассчитаны, не были. К счастью, тормозной двигатель сработал нормально, и корабль устремился к Земле, но один из разъемов, соединявших спускаемый аппарат, с приборным отсеком не разошелся, и отсек, волочился за спускаемым аппаратом, пока злосчастный провод не сгорел в атмосфере. На высоте примерно 7 км., космонавт катапультировался спокойно приземлился.(см. рисунки).

Цели своей мы достигли - полет Алана Шепарда состоялся спустя почти месяц после Гагарина, а "настоящий" орбитальный полет Дж. Глена состоялся лишь в феврале следующего года. К тому времени в Союзе был произведен уже второй орбитальный полет - полет Г. С. Титова, который продолжался более суток.

Космонавтика нужна науке - она грандиозный и могучий инструмент изучения Вселенной, Земли, самого человека. С каждым днем все более расширяется сфера прикладного использования космонавтики. Служба погоды, навигация, спасение людей и спасение лесов, всемирное телевидение, всеобъемлющая связь, сверхчистые лекарства и полупроводники с орбиты, самая передовая технология - это уже и сегодняшний день, и очень близкий завтрашний день космонавтики. А впереди - электростанции в космосе, удаление вредных производств с поверхности планеты, заводы на околоземной орбите и Луне. И многое-многое другое.

Вот какие горизонты открывает нам реактивное движение.

Закрепление нового материала.

Итак, в конце урока мы выполнили все задачи, но  давайте вспомним некоторые моменты:

Кто разработал теорию реактивного движения?

Кто осуществил проект?

Когда был запущен первый ИСЗ?

Кто был первым космонавтом?

В конце урока раздаю «мордочки» и прошу детей оставить ту, которая соответствует его настроению.

Выставляю оценки учащимся.