конспект урока по теме "Реактивное движение"
план-конспект урока по физике (9 класс)

Тема урока: Реактивное движение

Цели урока:

Образовательные: актуализация знаний по теме  «Закон сохранения импульса» для изучения реактивного движения. Применение реактивного движения в космонавтике и других областях науки и окружающей жизни, выявление межпредметных связей ;

Воспитательные: формирование ценностных ориентаций, воспитание чувства гордости за нашу страну.

Оборудование к уроку: компьютер, аудиколонки, мультимедиапроектор, резиновые шары для проведения опытов, сегнерово колесо; интерактивное приложение к УМК «Физика» Генденштейна Л.Э., Дика Ю.И., Кирика Л.А. (М.:Илекса, 2005).

Ход урока:

1. Организационный

Учитель: Реактивное движение лежит в основе полетов космических кораблей. Впервые идею использования реактивного движения для космических полетов предложил русский ученый и инженер Н. И. Кибальчич. Большой вклад в разработку теории космических полетов был сделан русским ученым  К. Э. Циалковским. Ему же принадлежит идея использования многоступенчатых ракет. Однако лишь полвека спустя удалось реализовать мечту человека о выходе в космическое пространство. Большую роль здесь сыграли работы  С.П. Королёва. Благодаря его труду наша страна 4 октября 1957 г. Первой в мире запустила спутник, а 12 апреля 1961 г. – космический корабль с человеком на борту –

Ю. А. Гагариным.  

2. Объяснение нового материала

В основе реактивного движения лежат законы классической механики: законы Ньютона и закон сохранения импульса. С. П. Королёв говорил: «Главное – разработка технического средства, способного сообщить телу первую космическую скорость». Для движения автомобиля необходимо взаимодействие с дорогой, для корабля – с водой, для самолета – с воздухом. А с чем взаимодействовать космическому кораблю? От чего ему оттолкнуться? В космическом пространстве нет среды, с которой тело могло бы взаимодействовать и тем самым изменять направление и модуль скорости. Для космических полетов могут быть использованы только реактивные летательные аппараты – ракета.

Проведем опыт. Возьмите мяч, станьте на тележку (чтобы уменьшить силу трения) и бросьте мяч горизонтально — вы вместе с тележкой поедете при этом в обратную сторону, оттолкнувшись от брошенного мяча.

   Например, находясь в лодке без весел, можно «заставить» лодку двинуться, если что-то бросить из лодки. Скажем, чтобы лодка двинулась вперед, можно бросить мяч назад. Бросая мяч, вы толкаете его, а он, в свою очередь, толкает вас — в противоположном направлении. Сидя в лодке, вы передаете ей полученный импульс, и она движется вперед.

  Подобным же образом приходит в движение и пушка при отдаче во время выстрела: «толкая» ядро, пушка, согласно закону сохранения импульса , и сама «отталкивается» от него.

   Движение, при котором тело изменяет свою скорость, отбрасывая свою часть, называется реактивным движением .

 Демонстрации:  

- дети проводят опыт с воздушным шариком, к которому скотчем прикреплена трубочка из под сока с продетой через нее ниткой;

- фрагменты из интерактивного приложения к УМК. Анимация с примерами реактивного движения: плывущая лодка без весел (из неё выбрасывают предметы), стреляющая пушка и т.д.

- опыт с сегнеровым колесом (делает учитель)

 3.  Первичная проверка понимания

   - Пожалуйста, прокомментируйте опыт с сегнетовым колесом и продемонстрированные на экране фрагменты.

 Ученики объясняют и комментируют.

4. Выводы из рассмотренных примеров. Обобщение.

Какое движение называется реактивным? (Учащиеся формулируют определение реактивного движения)

   5. Из истории развития реактивного движения

Сообщения учащихся

ДРЕВНЕГРЕЧЕСКАЯ РЕАКТИВНАЯ ИГРУШКА

   По дошедшим до нас источникам, первым использовал реактивное движение древнегреческий ученый Герон на рубеже старой и новой эры. Небольшой наполненный водой металлический сосуд в форме птицы подвешивался над огнем. Когда вода закипала, струя пара выбрасывалась назад, толкая «птицу» вперед. Это устройство служило в основном забавой и не нашло практического применения.

ПЕРВЫЕ РАКЕТЫ  

   Принцип реактивного движения был переоткрыт только тысячу лет спустя — около 960 г. в Китае. Китайцы к тому времени уже изобрели порох, и их ракеты представляли собой бамбуковые трубки, начиненные порохом. Эти ракеты не отличались точностью, зато наводили панику на людей и лошадей.

КТО ПЕРВЫМ ПРЕДЛОЖИЛ АВТОМОБИЛЬ С РЕАКТИВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ?

   Один из первых проектов автомобиля был также с реактивным двигателем. И принадлежал этот проект самому Ньютону. В котле, стоящем на колесах, кипит вода. Пар выбрасывается назад, а вследствие отдачи сам автомобиль движется вперед  

КТО ПЕРВЫМ ПРЕДЛОЖИЛ ИСПОЛЬЗОВАТЬ РАКЕТЫ ДЛЯ ПОЛЕТА В КОСМОС?  

    Первым мысль о том, что с помощью ракет можно начать освоение космоса, высказал учитель одной из калужских гимназий Константин Эдуардович Циолковский.

   Опередив свое время почти на полвека, Циолковский заложил основы теории реактивного движения и ракетных двигателей, предложил использовать многоступенчатые ракеты, разработал основные идеи систем жизнеобеспечения экипажа и другие аспекты космических путешествий. Вот как образно описывал принцип действия ракеты сам Циолковский:  «Водород и кислород, смешиваясь в узкой части постепенно расширяющейся трубы, вроде духового музыкального инструмента, соединяются химически и образуют водяной пар при страшно высокой температуре. Он имеет огромную упругость и вырывается из широкого отверстия трубы с ужасающей скоростью по направлению трубы или продольной оси камеры».    Циолковскому принадлежит знаменитое изречение: «Земля – колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели».

ГДЕ БЫЛ ЗАПУЩЕН ПЕРВЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ И КТО СТАЛ ПЕРВЫМ КОСМОНАВТОМ?  

     Первыми мечту Циолковского о космических полетах осуществили советские ученые и конструкторы под руководством Сергея Павловича Королева.  Первый искусственный спутник Земли был запущен в СССР 4 октября 1957 года, а первый полет человека в космос осуществлен 12 апреля 1961 года. Первым космонавтом Земли стал Юрий Алексеевич Гагарин.

КАК УСТРОЕНА КОСМИЧЕСКАЯ РАКЕТА?

  В головной части ракеты расположена кабина космонавтов и приборы. В начале полета на эту часть приходится всего несколько процентов от общей массы ракеты.

Основная масса ракеты в начале полета приходится на запас топлива. В камере сгорания топливо превращается в газ при высокой температуре и большом давлении.  Через реактивные сопла продукты сгорания топлива выбрасываются назад.

6.  Расчет скорости ракеты

Дано:                            Решение:

mоб

mг

υг_______

υоб   - ?

Учащиеся решают задачу, использую закон сохранения импульса: если начальный импульс замкнутой системы равен нулю, таким он должен и оставаться. Чем больше скорость истечения газа, тем больше скорость оболочки ракеты. Существуют и другие факторы.

7. Подведение итогов занятия

Учащиеся получают информацию о результатах своей работы.

8. Домашнее задание: §23, упр. 22 (1)