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

 Пояснительная записка

Конспект урока по физике в 9 классе разработан по теме «Закон сохранения импульса» с применением ЭОР (в конце имеются ссылки).

Главной целью урока является изучение закона сохранения импульса и практическое применение реактивного движения в окружающей нас жизни     Необходимо учить детей применять полученные знания при решении нестандартных задач в практической деятельности, развивать  их творческие способности, интерес к физике.

      Урок по данной теме будет способствовать развитию познавательных и творческих способностей, формированию исследовательских навыков,   обучению проектной деятельности и применение её в повседневной жизни.

Муниципальное образовательное учреждение

Пертовская средняя общеобразовательная школа

муниципального образования –

Чучковский муниципальный район Рязанской области

Рязанская область, Чучковский район, Пертово

                                                      План - конспект
                        урока физики в 9 классе

                  «Закон сохранения импульса»

                                   Учитель физики

                                                     первой квалификационной  категории

                                     Чекалина Ольга Юрьевна

Пертово, 2014 год.

Цели  урока:

1.  Образовательные:

• изучить новую физическую величину – импульс тела;  

научиться определять взаимосвязь между действующей силой, временем ее действия и изменением скорости тела;

• изучение закона сохранения импульса.

2. Воспитательная:

• формирование познавательного интереса к физике.

3. Развивающая:

• Развитие политехнических знаний и умений, умения пользоваться терминами и применять знания в новой обстановке.

 Задачи:

1. Показать практическое применение закона сохранения импульса в реактивном движении. Показать практическое применение реактивного движения для объяснения явлений в природе и технике.

2. Создать условия для развития исследовательских и творческих навыков; навыков общения и совместной деятельности.

3. Способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу.

Демонстрации: взаимодействие стального шарика и магнита; взаимодействие легкоподвижной тележки, скатывающейся по наклонной плоскости, с неподвижным телом; взаимодействие двух одинаковых шаров, подвешенных на нитях.

 Тип урока: комбинированный.

 Формы работы учащихся: индивидуальная, самостоятельная.

 Необходимое техническое оборудование:

компьютер с выходом в Интернет, проектор, экран.

        План урока

1.  Оргмомент (0,5 мин).
2. Повторение пройденного материала. (10 мин)                                                                                                                              
3. Изучение нового материала (28 мин)
4. Физкультминутка (1 мин)                                                                                  
5. Закрепление нового материала (2,5 мин)
6. Рефлексия 2 мин.
7. Домашнее задание (0,5 мин)
8. Подведение итогов урока (0,5 мин)

        Ход урока

1. Организационный момент: объявление темы, цели урока, озвучивание контрольных вопросов (т.е. вопросов, ответы на которые должны быть получены в течение урока).

Контрольные вопросы:

• Какое движение называется реактивным?
• На каком законе основано реактивное движение?
• От чего зависит скорость ракеты?

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. Этими замечательными словами (К.Э. Циолковского), я хочу начать наш сегодняшний урок, на котором мы познакомимся с практическим применение закона сохранения импульса. Сегодня мы с вами будем применять полученные ранее знания, как из области физики, по теме: «Закон сохранения импульса»

подвести детей к формулировке цели

2.Повторение теоретического материала Повторение изученного или Актуализация знаний (если повторяемые знания будут использоваться в новой теме).

Мотивация! – позитивное отношение к новому. Где пригодится? Зачем это надо?

Разминка 

        Что такое импульс тела?

        Почему эта величина векторная?

        В каких единицах измеряется импульс?

        Чем отличается правая часть формулы Закона сохранения импульса от левой?

        Меняется ли скорость тел при взаимодействии?

 Учащиеся дают устные ответы.

3.      Тест. Тест выполняется учащимися письменно с дальнейшей самопроверкой под контролем учителя.

1.  По какой формуле вычисляется импульс тела?

a.      P = m · V  

b.      P = m  · S

c.      F = v  ·  A

1. В каких единицах измеряется импульс тела?

               а.   кг /см?

               b.  м/ кг?

               с.  кг · м / с

     3. Математическая запись закона сохранения импульса.

               а.  m1 v?1+ m2 v?2  =  m1 v1 + m2 v2

               b.  m1 v1+ m2 v2  =  m1 v1 + m2 v2

               с.  m1 v?2+ m2 v?1  =  m2 v1 + m2 v1

      4. Импульс – величина…

               а.   динамичная

               b.  векторная

               с.  постоянная

     5. Молоток массой 1 кг, движущийся со скоростью 3 м/с, ударяет по гвоздю.

Какой импульс получает гвоздь при входе в твёрдое тело?

               а.   3 кг /см?

               b.   3 м/ кг?

                 с.  3  кг · м / с

Изучение нового материала.

Проблемный эксперимент  

а) 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. Прежде, чем вы попытаетесь сформулировать определение реактивного движения, мне бы хотелось спросить у вас, будет ли являться примером реактивного движения следующий случай:

б)Ученик встаёт на легкоподвижную тележку, спрыгивает с неё. Тележка движется в противоположную сторону.

Учащиеся высказывают своё мнение, учитель фиксирует мнения учащихся и их обоснования на доске.

Учитель: Что общего в первом и во втором опытах?

Учащиеся: Тележка и шарик пришли в движение, потому что от них что-то отделилось (ученик, воздух).

После этого учащиеся формулируют определение реактивного движения.

Под реактивным движением понимается движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела, например, при истечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата.

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

Демонстрация : ЭОР «РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ» 

Применение.

Реактивное движение используется многими моллюсками – осьминогами, кальмарами, каракатицами, медузами.

Наибольший интерес представляет реактивный двигатель кальмара. (ЭОР 1,2)  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”.

Учитель: К.Э. Циолковский вывел формулу, позволяющую рассчитать максимальную скорость, которую может развить ракета. Попробуем и мы вывести формулу для расчета максимальной скорости движения.

Задание: используя закон сохранения импульса рассчитать максимальную скорость движения ракеты.

Учащиеся делают в тетради следующую запись:

Согласно третьему закону Ньютона:

где Fl - сила, с которой ракета действует на раскаленные газы, a F2 - сила, с которой газы отталкивают от себя ракету.

Модули этих сил равны: Fl=F2.

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

Если импульс выброшенных газов равен mгvг , а импульс ракеты mpvp, то из закона сохранения импульса получаем: mгvг = mpvp

Откуда скорость ракеты: vp = mгvг/mp

Таким образом, скорость ракеты тем больше, чем больше скорость истекания газов , и чем больше отношение - mг / mp

Сообщения учащихся:

1. .«Принцип устройства и действия ракеты».

2. «Биография К.Э.Циолковского».

УЧИТЕЛЬ                     Решение задач. (Задачи 1,2 решаются учащимися у доски, задача 3 – самостоятельно).

Задача 1.

Какую скорость Vp приобретает ракета, если масса mг мгновенно выброшенных газов составляет 0,3 m ракеты, а их скорость V=2км/с.

Задача 2.

Какую скорость приобретает ракета, если масса mг мгновенно выброшенных газов составляет 0,5 m ракеты, а их скорость V=2км/с.

Задача 3.

Определить скорость Vp ракеты, если выход газов происходит со Vг=300 м/c. До взлета mp с горючим равна 600 г, а горючего - 300 г.

Закрепление.

Вопросы: 

Что такое реактивное движение?

Привести примеры реактивного движения.

От чего зависит скорость ракеты?

Как осуществляется торможение ракеты (спуск), космического корабля.

Итоги урока.

Завершить наш урок, ребята, я тоже хочу словами Константина Эдуардовича Циолковского:

"Основной мотив моей жизни – сделать что-нибудь полезное для людей, не прожить даром жизнь, продвинуть человечество хоть немного вперед."

Я хочу, чтобы эти слова стали девизом и вашей жизни, чтобы каждый из вас внес свой вклад в развитие нашей страны, общества, науки.

Рефлексия   учитель задает вопросы:

                   -Чем лично для вас был интересен урок?

                   - Какие формы работы вам понравились?

                   - На каком этапе урока вы испытывали затруднения? достигнуты ли цели

Учащиеся отвечают на вопросы.

Домашнее задание: §23 Упр. 22.

Перечень, используемых на данном уроке ЭОР.

Литература

1.«Принцип устройства и действия 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.

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.

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 180о, 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 .(ЭОР 1, 2)

3. «Биография К.Э.Циолковского»

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.

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.

3.«Космонавтика и экология»

В 2004 г. Академия исследований пространства подготовила и опубликовала в сети Интернет ресурс http://www.h-cosmos.ru  о некоторых вопросах, связанных с исследованием пространства, космическими исследованиями, историей Космоса в СССР и России

Одна из основных идей ресурса – впервые выдвинутая концепция, согласно которой одной из первостепенных целей космических исследований является задача защиты окружающей среды. Именно интенсивное развитие высокотехнологичных средств космической техники позволит достигнуть необходимого уровня эффективного управления и контроля, с целью создания технических средств, без которых немыслимо достижение основной цели – защиты экосистемы планеты. Ибо сложную проблему нельзя решить простыми способами и малыми средствами. По данным ООН, уже к концу XX века на планете имеет место самый масштабный экологический кризис за последние 65 миллионов лет. Ранее в истории цивилизации не приходилось сталкиваться с задачей столь сложной, как по необходимости вовлечения глобальных крупномасштабных финансовых потоков, так и технологически, включая технологии производства, управления производством и контроля. Отсюда потребность в интенсивной выработке и развитии технологий более высокого уровня. В качестве базовых могут рассматриваться уже имеющиеся продвинутые технологии, включая в первую очередь космические отрасли.