Урок по физике реактивное движение
план-конспект урока по физике (9 класс) на тему

Урок 20. Реактивное движение.

Цели урока: познакомиться с особенностями и характеристиками реактивного движения, историей его развития.

Ход урока

1. Проверка  домашнего задания

Поскольку тема реактивного движения основана на глубоком понимании закона сохранения импульса, то в начале урока следует повторить весь материал, изученный по данной теме. Можно провести краткий опрос:

- Всегда ли удобно пользоваться законами Ньютона для описания взаимодействия тел.

- Что такое импульс?

- Куда направлен вектор импульса?

- Сформулируйте закон сохранения импульса.

- Кто открыл закон сохранения импульса?

- Как проявляется закон сохранения импульса при столкновении тел?

Решение домашних задач выписываются на доске и разбираются.

2. Новый материал

Начало изложения нового материала предполагает определение реактивного движения как одного из видов механического движения.

Движение, которое возникает как результат отделения  от тела какой-либо части, либо как результат присоединения к телу другой части, называется  реактивным движением.

На данном принципе работают реактивные самолеты и ракеты. Сила тяги обеспечивается  реактивной тягой струи раскаленных газов.

Каракатицы, осьминоги при движении в воде  также используют реактивный принцип перемещения. Набирая в себя воду, они, выталкивая ее, приобретает скорость, направленная в сторону, противоположную направлению выброса воды.

Простейшим примером реактивного движения является  подъем воздушного шарика при выходе воздуха из него (учитель демонстрирует движение шарика).

 В опыте с Г-образной трубкой учащиеся наблюдают, как трубка отклоняется в сторону, противоположную направлению струи.

После демонстрации опытов учитель задает вопросы:

- За счет чего возникает такое движение?

- Почему отклоняется трубка? Почему взлетает воздушный шарик?

- Почему движется ракета?

Согласно третьему закону Ньютона:

Если   F1 – сила, с которой ракета действует на раскаленные газы, а  F2 – сила с которой газы  отталкивают на себя ракету.

Модули этих сил равны

Именно  сила F2 и является реактивной силой. Рассчитаем скорость, которую может приобрести ракета.

Если импульс выброшенных газов  равен  Mг Vг, а импульс ракеты  Mp Vp, то из закона сохранения импульса получаем:

Mг Vг= Mp Vp

откуда скорость ракеты:

Vp= MгVг/Mp

Таким образом, скорость ракеты тем больше, чем скорость истечения газов Vг, и чем больше отношение Mг/Mp.

Ясно, что выведенная формула справедлива только для случая мгновенного сгорания топлива. Такого быть не может, так как мгновенное сгорание – это взрыв. На практике масса топлива уменьшается постепенно, поэтому для точного расчета используют более сложные формулы.

В заключении следует сказать, что современные технологии производства ракетоносителей не могут позволить превысить скорости в 8-12 км/с. Для третьей космической скорости (16,4 км/с)  необходимо, чтобы масса топлива превосходила массу оболочки носителя почти в 55 раз, что на практике реализовать невозможно. Следовательно, нужно искать другие способы построения ракетоносителей. Возможно, и другие виды силовых двигателей.

Следует обратить внимание учеников на роль К.Э. Циолковского в развитии взглядов на теорию ракетостроения и освоения космического пространства.

3. Доклады

Заранее  подготовленные ученики делают сообщения о жизни и научной деятельности С.П. Королева, К.Э. Циолковского, о Ю. А. Гагарине и В. А. Терешковой. Остальные учащиеся, по возможности, дополняют выступления.

4. Вопросы для повторения

- Какое движение называют реактивным?

- Верно ли утверждение: для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия с окружающей средой?

- На каком законе основано реактивное движение?

- От чего зависит скорость ракеты?

- Когда и где был запущен первый  искусственный спутник Земли?

Домашнее задание

1. Выучить параграф 23
2. Решить задачи

А) Ракета движется по инерции в космическом пространстве. На ее сопло надели изогнутую  трубку выходным отверстием в сторону движения и включили двигатели. Изменилась ли скорость движения?

Б) Какую скорость относительно ракетницы приобретает ракета массой 600 г, если её газы массой 15 г вылетают из нее со скоростью 800 м/с?

(ответ 20 м/с)

В)Ракета масса, которой без топлива 400 г, при сгорании топлива поднимается на высоту 125 м. Масса топлива 50 г. Определить скорость выхода газов из ракеты, считая, что сгорание топлива происходит мгновенно.

(ответ V2= 400м/с)