Урок по физике для 9 класса по теме: "Искусственные спутники Земли."
план-конспект урока по физике (9 класс) на тему

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Мотивационный

Мотивация

Оргмомент. 

Приветствие учащихся 

Проверка готовности к уроку

Введение в тему урока

Мы живем в мире современных информационных технологий: мы звоним по телефонам, пользуемся Интернетом, смотрим различные каналы телевидения, пользуемся электронной почтой.

Учащиеся отвечают на вопросы учителя в ходе беседы.

Вопрос: Подумайте и скажите, без чего была бы невозможной быстрая передача информации в любую точку земного шара? Слайд 1.

Ответ: без спутников.

Вопрос: Что мы знаем о движении спутников Земли? Какое это движение? Поэтому давайте проверим свои знания о криволинейном движении.

Ответ: Это криволинейное движение.

Актуализация знаний

Тестирование.

Перед уроком на парты раскладываются черновики и листы ответов. Выдаются тесты для самоконтроля. На выполнение теста отводится 6 минут, за это время учащиеся отвечают на вопросы теста с пояснениями и решениями в листе-черновике, по окончании теста учащиеся вносят ответы в листы ответов и сдают черновики. Правильные варианты ответов приводятся на доске.

Перед тестом учащиеся подписывают листы ответов. После сдачи черновиков проверяются ответы и подсчитывают-ся баллы в листах ответов, учащиеся сами ставят себе оценку.

Целеполагание

Постановка компетентност-ных задач

Итак, тема нашего урока ИСЗ.

Учитель побуждает учащихся к формулировке темы урока, цели урока и постановке компетентностных задач.

Учащиеся участвуют в установлении темы и цели урока.

Вопрос: Как вы думаете, о каких физических характеристиках движения пойдет сегодня речь? 

Ответ: Основной характеристикой движения ИСЗ является скорость.

Вопрос: На какой вопрос мы должны ответить сегодня?

Слайд 2.Вселенная нас окружает,

размерами своими поражает.

Нет ей ни конца, ни края,

но физики законы постигая,

мы сможем дотянуться и до звезд,

ведь стоит лишь ответить на вопрос:

С какой нам скоростью лететь туда,

чтобы планету покинуть навсегда?

Ответ: Какую скорость необходимо сообщить физическому телу, чтобы оно стало ИСЗ?

Операционный

Формирование учебных действий

Учебное взаимодействие учителя и ученика

Изложение нового материала.

Слайд 3. В 17 столетии Исаак Ньютон привел рисунок, изображающий траекторию ядра вылетевшего в горизонтальном направлении из пушки, расположенной на высокой горе. Ученый заметил, что если пренебречь сопротивлением воздуха по мере возрастания начальной скорости ядро может вообще не упасть на землю, а будет двигаться по окружности, оставаясь на одной и той же высоте. Такое тело становится ИСЗ.

Слайд 4. Первая космическая скорость (круговая) – это минимальная скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы оно стало ИСЗ.

Вычислим, какой скоростью должен обладать ИСЗ, чтобы двигаться по круговой орбите на высоте h над поверхностью земли. На больших высотах ~200 км воздух сильно разряжен и оказывает незначительное сопротивление движущимся телам, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь.

Учащиеся записывают в тетрадь определение первой космической скорости и вывод формулы.

Слайд 4.

Вопрос: Какая сила действует на подобный ИСЗ?

Ответ: 

Слайд 4.

Вопрос: Как движется тело под действием силы?

Ответ: По II закону Ньютона, если на тело действует сила, то тело движется ускорено.

Вопрос: Какова траектория движения ИСЗ?

Ответ: окружность.

Слайд 4.

Вопрос: Если тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью, что можно сказать об ускорении тела?

Ответ: тело движется с центростремительным ускорением: .

Откуда следует, что круговая скорость ИСЗ:

В классе на доске решается задача на расчет первой космической скорости на поверхности Земли.

Учащиеся оформляют задачу в тетради.

Закрепление материала. Работа в группах

Учитель распределяет учащихся по группам, раздает старшим группы карточки с заданиями и лист группы для оценки работы.

В каждой карточке три задания.

Учащиеся нечетных парт поворачиваются лицом к учащимся четных пар, в результате образуются группы.

Задание 1 Решите задачу (задача решается в тетрадях).

Вычислите скорость, которую необходимо сообщить телу на высоте h от поверхности Земли, чтобы оно стало искусственным спутником Земли.

Задание 2 Работа с компьютером.

1) Используя интерактивную модель, введите заданную высоту (смотрите задание 1) и проверьте полученный результат – значение круговой скорости. Внесите свой результат в таблицу на доске, округлив полученное значение до одной десятой.

2) Изменяя начальную скорость на заданной высоте, определите, как изменяется траектория движения спутника.

Задание 3 Обсудите вопросы и ответьте на них.

По мере выполнения учащиеся на доске заполняют таблицу результатов.

Таблица результатов на доске проверяется учителем.

В каждой группе назначается старший, отвечающий за дисцип-лину и распределение обязанностей в ходе работы. Группа получает карточку с заданием и лист группы для оценки работы, которую запол-няет старший в конце урока, определяя вклад каждого учащегося в работу группы по пяти-балльной шкале. По мере выполнения учащиеся на доске заполняют таблицу результатов.

Аналитический

Формированиеумений оценки и самоконтроля учащихся

Рефлексия

Подведение итогов

Учащиеся класса обсуждают полученные результаты, отвечая на вопросы учителя.

Вопрос: Как изменяется значение первой космической скорости при увеличении высоты над поверхностью Земли?

Ответ: При увеличении высоты круговая скорость уменьшается.

Вопрос: По какой траектории будет двигаться тело, если ему сообщить начальную скорость равную первой космической скорость на заданной высоте?

Ответ: Окружность.

Вопрос: Как изменяется траектория при увеличении начальной скорости на заданной высоте?

Слайд 5. На экране проецируется зависимость формы траектории объекта от начальной скорости.

Если скорость космического корабля 7,9 км/с и направлена параллельно поверхности Земли, то корабль становится спутником Земли, движущимся по круговой орбите на небольшой высоте над Землей. При скорости, лежащей между 7,9 и 11,1 км/с, орбита корабля будет эллиптической. При скорости 11,2 км/с корабль будет двигаться по параболе, а при еще большей скорости – по гиперболе.

Ответ: Траектория из окружности превращается в эллипс, который все более вытягивается по мере увеличения скорости. При некотором значении начальной скорости эллипс превращается в параболу.

Резервное время. (Используются слайды 6, 7, 8, 9, 10).

Если в конце урока осталось время целесообразно предложить учащимся небольшой кроссворд, это позволит им снять напряжение, поднять настроение, а заодно в игровой форме повторить некоторые аспекты урока. (Слайд 10).

Краткие сообщения учащихся о Гагарине Циолковском и Королеве

Комментирование задания на дом.

По окончании урока учащиеся записывают дифференцированное домашнее задание, что позволяет учитывать интересы и склонности учащихся. В обязательную часть входит параграф и упражнение. По желанию учащиеся могут составить кроссворд минимум из десяти слов на тему «Космос» и решить задачу повышенной сложности.

Учащиеся записывают задание на дом: § 20, упр.19. *Составить кроссворд «Космос».

*Вычислить высоту над землей для ИСЗ, движущегося по геостационарной орбите.

ЛИСТ ОТВЕТА

Фамилия, имя____________________________________________

Класс_________                              Вариант_________

Отметка  «_____» (выставляется по сумме набранных баллов)

Состав группы

Фамилия, имя

Участие в работе группы

ГРУППА 1

Задание 1  Вычислите скорость, которую необходимо сообщить телу на высоте 500 км от поверхности Земли, чтобы оно стало искусственным спутником Земли.

Задание 2

1. Используя интерактивную модель, введите заданную высоту (смотрите задание 1) и проверьте полученный результат – значение круговой скорости. Внесите свой результат в таблицу на доске.
2. Изменяя начальную скорость на заданной высоте, определите, как изменяется траектория движения спутника.

Задание 3  Почему ИСЗ не падают на землю?

ГРУППА 2

Задание 1 Вычислите скорость, которую необходимо сообщить телу на высоте 1000 км от поверхности Земли, чтобы оно стало искусственным спутником Земли.

Задание 2

1. Используя интерактивную модель, введите заданную высоту (смотрите задание 1) и проверьте полученный результат – значение круговой скорости. Внесите свой результат в таблицу на доске.
2. Изменяя начальную скорость на заданной высоте, определите, как изменяется траектория движения спутника.

Задание 3 ИСЗ движется по круговой орбите с постоянной по модулю скоростью. Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли равномерным движением?

ГРУППА 3

Задание 1 Вычислите скорость, которую необходимо сообщить телу на высоте 1500 км от поверхности Земли, чтобы оно стало искусственным спутником Земли.

Задание 2

1. Используя интерактивную модель, введите заданную высоту (смотрите задание 1) и проверьте полученный результат – значение круговой скорости. Внесите свой результат в таблицу на доске.
2. Изменяя начальную скорость на заданной высоте, определите, как изменяется траектория движения спутника.

Задание 3 ИСЗ движется по круговой орбите с постоянной по модулю скоростью. Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли равноускоренным движением?

ГРУППА 4

Задание 1 Вычислите скорость, которую необходимо сообщить телу на высоте 2000 км от поверхности Земли, чтобы оно стало искусственным спутником Земли.

Задание 2

1. Используя интерактивную модель, введите заданную высоту (смотрите задание 1) и проверьте полученный результат – значение круговой скорости. Внесите свой результат в таблицу на доске.
2. Изменяя начальную скорость на заданной высоте, определите, как изменяется траектория движения спутника.

Задание 3 От каких физических величин зависит скорость, с которой ИСЗ вращаются по круговой орбите? А от каких не зависит?

ГРУППА 5

Задание 1 Решите задачу.

Вычислите скорость, которую необходимо сообщить телу на высоте 2500 км от поверхности Земли, чтобы оно стало искусственным спутником Земли.

Задание 2

1. Используя интерактивную модель, введите заданную высоту (смотрите задание 1) и проверьте полученный результат – значение круговой скорости. Внесите свой результат в таблицу на доске.
2. Изменяя начальную скорость на заданной высоте, определите, как изменяется траектория движения спутника.

Задание 3 Можно ли вывести ИСЗ на такую орбиту, чтобы он завис над какой-нибудь точкой земного шара?

ГРУППА 6

Задание 1 Вычислите скорость, которую необходимо сообщить телу на высоте 3000 км от поверхности Земли, чтобы оно стало искусственным спутником Земли.

Задание 2

1. Используя интерактивную модель, введите заданную высоту (смотрите задание 1) и проверьте полученный результат – значение круговой скорости. Внесите свой результат в таблицу на доске.
2. Изменяя начальную скорость на заданной высоте, определите, как изменяется траектория движения спутника.

Задание 3 Можно ли считать обращение спутника вокруг Земли свободным падением?