Открытый урок 10 класс "Реактивное движение"
учебно-методический материал по физике (10 класс) на тему

Воронежская область

Калачеевский район

МОУ Заброденская СОШ

 Урок на тему «Реактивное движение»

(10 класс)

                                                                      Учитель физики:

                                                                       Гредасова Елена Петровна

Тема урока «Реактивное движение»

Цели и задачи урока:

Образовательные: обобщить и систематизировать знания, полученные на уроках физики; показать практическое применение закона сохранения импульса, реактивного движения для объяснения явлений в природе и технике.

 Развивающие: способствовать развитию у школьников грамотной физической речи, мышления (умения обобщать и систематизировать, строить аналогии), способствовать формированию умений: добывать знания, осуществлять поиск информации, решать теоретические, практические и технические проблемы.

 Воспитывающие: содействовать патриотическому, экологическому воспитанию,  поддерживать познавательный интерес к физике показывая применения физических законов в природе и технике. 

Тип урока: урок обобщения и систематизации полученных знаний.

Ход урока:

Оборудование: опыты по реактивному движению: воздушный шарик, тележка на колёсиках, видеофрагменты – “Из истории космонавтики”, “Кальмары, осьминоги”, компьютер, проектор, рисунки кальмара, осьминога, “бешенного огурца”(в презентации).

Диск «Открытая физика».

1. Организационный момент. (1 мин.)
2. Проверка домашнего задания (тестирование – 5мин).
3.  Актуализация темы. (7 мин.) Вступительное слово учителя.

Живая природа – гениальный конструктор, инженер и технолог.

Живая природа с незапамятных времен служила человеку источником вдохновения в его стремлении к научному и техническому прогрессу. Живые прототипы – ключ к новой технике.  Сегодня мы рассмотрим одно из видов движения, оно называется – реактивное,  итак тема нашего урока “Реактивное движение в природе и технике”.

Цель нашего урока обобщить и систематизировать знания, полученные на уроках физики, рассмотреть примеры реактивного движения в природе и технике, научиться объяснять эти явления с помощью законов физики.

Опыт с воздушным шариком. Объясните принцип такого движения.

Давайте рассмотрим движение ракеты и попробуем дать определение такого движения.

Демонстрация реактивного движения (диск «ОФ») 

IV. Основная часть.  (17 мин)

Определение: Реактивное движение – это движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определённой скоростью относительно тела (при истечении продуктов сгорания из сопла реактивного летательного аппарата).

При таком движении возникает реактивная сила. Особенность реактивной силы – возникает без взаимодействия с внешними телами.

Рассмотрим скорость, которую может приобрести ракета. Если импульс выброшенных газов равен m v , а импульс ракеты m v , то из закона сохранения импульса получаем :

m v  =  m v  ;

откуда скорость ракеты:                

                   m v   

        v = --------------;

        m

Таким образом, скорость ракеты тем больше, чем больше скорость истечения газов.

Где в природе  встречается реактивное движение?

Сообщение №1. «Реактивное движение в природе. Живые ракеты».

   Реактивное движение, используемое ныне в самолетах, ракетах и космических снарядах, свойственно осьминогам, кальмарам, каракатицам, медузам – все они, без исключения, используют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой струи воды. Именно это дало повод назвать кальмаров биологическими ракетами. В мышцах кальмара в результате сложных превращений химическая энергия превращается в механическую.

При реактивном способе плавания животное производит засасывание воды через широко открытую мантийную щель в мантийную полость. Сила, вызывающая движение животного, создается за счет выбрасывания струи воды через узкое сопло, которое расположено на брюшной поверхности кальмара. Это сопло снабжено специальным клапаном, и мышцы могут его поворачивать. Изменяя угол установки воронки, кальмар плывет одинаково хорошо вперед, назад и в сторону.

   У кальмара засасывание воды и ее выбрасывание происходит за счет сокращения мышц, возбуждаемых нервами. Чтобы увеличить скорость движения, т.е. число реактивных импульсов в единицу времени, необходима повышенная проводимость нервов, которой обладают кальмары вследствие большого диаметра нервов.

Известно, что у кальмара самые крупные в животном мире нервные волокна (диаметр 1 мм) они проводят возбуждение со скоростью 25 м/с. Этим объясняется большая скорость движения кальмаров (до 70 км/ч). Поиски инженеров направлены на создание конструкции такого гидрореактивного двигателя. Который бы, как и кальмар, не нуждался в дополнительном засасывающем устройстве.

Инженеры уже создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его называют водометом. В нем вода засасывается в камеру. А затем выбрасывается из нее через сопло; судно движется в сторону, противоположную направлению выброса струи. Вода засасывается при помощи обычного бензинового или дизельного двигателя.

Примеры реактивного движения можно обнаружить и в мире растений. Например, созревшие плоды “бешеного” огурца при самом лёгком прикосновении отскакивают от плодоножки и из образовавшегося отверстия с силой выбрасывается горькая жидкость с семенами; сами огурцы при этом отлетают в противоположном направлении.

     История развития реактивной техники и космонавтики связана с именами великих соотечественников К.Э. Циолковского и С.П. Королева.

Сообщение №2. «Научная деятельность К.Э. Циолковского и С.П. Королёва».

Практической космонавтике более 35 лет. Время меняет темп жизни. Каждая эпоха характеризуется определенными научными открытиями и их практическим использованием.

                                                Космическая промышленность.

Современное состояние космонавтики, когда на орбитальных станциях в длительных космических полетах работают космонавты, когда по маршруту Земля – орбитальная станция курсируют пилотируемые и автоматические пассажирские и грузовые транспортные корабли, содержание работ, которые выполняют космонавты, позволяет говорить об исключительном народно-хозяйственном и научном значении практического Космоса.

Объективный и тщательный контроль за состояние Земной атмосферы возможен только из Космоса. Искусственные спутники связи, космическая метеослужба, космическая геологоразведка и многое другое уже сейчас решают важные государственные вопросы с охраной природы.

Заметим, что из Космоса впервые получены сведения о величине нефтяных пятен в океане, о том, что редеют джунгли в Амазонки, о загрязнении озера Байкал, об интенсивном наступлении пустынь на леса и степи.

Все это стало возможным благодаря изучению и внедрению в практику теории реактивного движения.

На Земле из-за гравитации практически невозможно добиться получения чистых материалов. В условиях невесомости это осуществить очень легко. Можно получить чистые сплавы, к тому же на материал не будут влиять стенки плавильной печи, как на Земле.

Особое значение для электронной промышленности имеют искусственные кристаллы. Так вот, в космосе их можно выращивать практически любых размеров, чего нельзя сделать на Земле из-за силы тяжести. Полупроводниковые кристаллы используются практически везде – например, в нашем телевизоре, микроволновой печи, компьютере. Космическое производство сделает искусственные кристаллы намного дешевле, да и выращивать их станет проще.

V. Закрепление. (5 мин.)

Задача проецируется на экран (Диск ОФ)

Ученики комментируют решение задачи.

Ребятам, которые решили задачи, предлагается ответить на контрольные вопросы. Контрольные вопросы:

1. Растение, семейства тыквенных, зрелые плоды которого свои семена разбрасывают очень далеко.

2. Представитель головоногих , выбрасывающий при опасности “облако” чернильной жидкости.

3. Легендарное чудовище “о восьми ногах” из головоногих.

4. Ученый, чьи законы помогли открыть реактивное движение.

5. Закон сохранения какой величины используется в реактивном движении?

6. Устройство, работающее по принципу реактивного движения.

7. Кишечнополостные, передвигающиеся с помощью реактивного толчка.

VI. Итог урока.     (2 мин)

Учитель подводит итог урока, благодарит ребят за работу, выставляет оценки.

VII. Домашнее задание.     (3 мин)

 § 43, 44. Задачи, повторить формулы.

Задачи высвечиваются на экран или сбрасываются на флеш-карты.

1. Какую скорость относительно ракетницы приобретает ракета массой 600г, если газы массой 15г вылетают из неё со скоростью 800 м\с?
2. Ракета масса которой без топлива 400г, при сгорании топлива поднимается на высоту 125м. Масса топлива 50г. Определите скорость сгорания выхода газов из ракетницы, считая, что сгорание топлива происходит мгновенно.