Планирование элективного курса по физике для 10 (11) класса Небесная механика

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

Квитокская средняя общеобразовательная школа № 1

«РАССМОТРЕНО»

на заседании МО

Протокол №____ от «____»__________ 20___ г.

Руководитель МО_________

«РАССМОТРЕНО»

на заседании педсовета

Протокол №____от

«____»__________ 20___ г.

«СОГЛАСОВАНО»

Заместитель директора по УВР

«____»___________20__г.

_________/О.Б. Мельник

«УТВЕРЖДЕНО»

Приказом от «____»___________20__ г.

№____

Директор_______ О.В.Маслий

Рабочая

дополнительная общеобразовательная программа

внеурочной деятельности

Название: _______________ «Небесная механика» - элективный курс_________

Направление внеурочной деятельности: ____общеинтеллектуальное__________

_____________________________________________________________________

Автор: ___Маслий Оксана Васильевна, учитель физики высшей

__________квалификационной категории______

^{(Ф.И.О., должность)}

Населенный пункт:_______р.п. Квиток____________

Год разработки:__________2013г._____________

Пояснительная записка

Пребывание человека в ближнем космосе, запуски автоматических станций к планетам Солнечной систе­мы и возвращение их на Землю - повседневный факт. Изучение методов и условий осуществления подобных экспериментов вызывает у детей неподдельный инте­рес, что подтверждается проведением предлагаемого элективного курса. В школьном курсе физики косми­ческим полётам уделяется мало времени. Большин­ство вопросов, предлагаемых ниже, в средней школе не освещается.

Данная рабочая программа составлена на основе авторской С.А. Парамонова (учителя МОУ СОШ №12 г. Абакан), опубликованной и рекомендованной приложением к газете «Первое сентября» - «Физика» 2009г., №15.

Интегрированный курс «Элементы небесной ме­ханики» предполагает расширение и углубление зна­ний о гравитационном взаимодействии, повторение законов кинематики криволинейного движения, со­хранения энергии. Он обеспечивает применение этих законов в новых условиях, на примерах расчёта кос­мических скоростей и в решении других задач. Курс знакомит с траекториями движения космических ап­паратов, запускаемых человеком в Солнечной системе, ненавязчиво способствует подготовке к ЕГЭ по пред­лагаемым темам.

Продолжительность курса 34 ч. Предлагается уча­щимся 10-го или 11-го классов. Программа пред­полагает приобретение, закрепление и реализацию зна­ний школьников в ходе лекционных занятий, решение задач в новых ситуациях, выполнение контрольных работ, подготовку к физическим диктантам и теорети­ческому зачёту. Одновременно с этим происходит на­копление навыков решения задач в общем виде.

Необходимость программы «Элементы небесной механики» обусловлена широтой и необычностью представленного учебного материала из раздела фи­зики «Механика», отсутствием подобного материала в методической литературе.

Форма проведения занятий - сдвоенный урок: до­статочно времени для спокойной проработки теорети­ческих вопросов курса и решения задач с организацией самостоятельной деятельности детей. Второе очень важно, т.к. при этом реализуется возможность и необ­ходимость пробы личных навыков каждого школьника в решении задач. Вероятность правильной самооцен­ки достижений у каждого из них возрастает, что очень важно для правильного выбора своей деятельности по­сле средней школы.

Естественно, что учитель, ведущий курс, должен ис­пользовать определённые методы обучения. За основу можно взять брошюру «Методы обучения в современ­ной общеобразовательной школе» Бабанского Ю.К.

Учебный курс «Элементы небесной механики» можно расширить и углубить, упростить и усложне­ние в зависимости от предварительной подготовлен­ности школьников, приобретённой при обучении в средней школе, поставленных целей и задач и прочих факторов. Средства наглядности могут быть использо­ваны полностью или фрагментарно в зависимости от наличия времени. Возможна их замена другими, более современными и действенными. При отсутствии тако­вых увеличивается количество времени на решение за­дач и рассмотрение теоретических вопросов.

Формулы с условными названиями могут быть спроецированы на экран для записи школьниками в рабочую тетрадь. Исключается копирование формул школьниками на электронные носители: в процессе за­писи ручкой идёт усвоение учебного материала.

Предполагаются следующие формы проверки успешности реализации курса: контрольная работа, физический диктант, зачёт по теории.

Зачёт по теории проводится в письменной форме: учитель назначает варианты и называет вопросы, ко­торые школьники должны осветить достаточно корот­ко и точно. Например, вывести формулу для расчёта: первому варианту - первой космической скорости с применением знаний из кинематики и динамики; вто­рому варианту - второй космической скорости с ис­пользованием закона сохранения энергии; третьему варианту - третьей космической скорости. Количе­ство' вариантов и вопросы учитель Может подбирать сам в зависимости от конкретных условий.

Общие итоги подводятся на последнем занятии и сообщаются школьникам. Деятельность каждого оце­нивается в баллах (от «0» до «5») и словами («Посред­ственно», «Хорошо», «Превосходно») по общим впе­чатлениям учителя. Результаты сводятся в таблицу:

ФИО учащегося

Входная диагностика

Выходная диагностика

Знание формул

Умение решать задачи

в общем виде

Общие

в п е ч а т л е н и я учителя

Зна­ние формул

Умение решать задачи в общем виде

Общие впечатления

учителя

</

Ожидаемые результаты обучения

• Приобретение новых знаний по вопросам: «Гра­витационное тяготение внутри Земли», «Новые вари­анты расчёта первой космической скорости», «Расчёт второй космической скорости», «Расчёт третьей кос­мической скорости», «Расчёт радиуса геостационар­ной орбиты для спутника, запущенного в плоскости земного экватора».

• Ознакомление с вопросами: «Траектории возвра­та с околоземных орбит», «Примеры траекторий дви­жения космических кораблей в Солнечной системе».

• Выучивание необходимых формул.

• Приобретение (совершенствование) навыков ре­шения задач в общем виде по новым темам.

• Получение навыков решения более сложных физических задач, чем в школьном курсе.

• Практика в логике изложения мыслей в письмен­ном виде во время решения задач и при выполнении зачёта по теории.

• Формирование более глубоких и реальных пред­ставлений о космическом пространстве и его исследо­вании человеком при просмотре видеоматериалов.

Календарно-тематический план

Раздел

Тема

Количество часов

Календарные сроки

Формы организации внеурочной деятельности

Виды

внеурочной деятельности

Теоретич.

Практич.

По плану

Фактически

Введение

1-2

График зависимости напряжённости гравитаци­онного поля от расстояния до центра Земли. Орбиты искусственных спутников Земли.

1

1

07.09,

14.09

Поисковые исследования

познавательная

техническое творчество

«Первая космическая скорость»

3-4

Варианты расчёта первой космической скоро­сти.

1

1

21.09,

28.09

Поисковые исследования

познавательная

5-12

Решение задач по теме «Первая космическая скорость»

4

4

05.10, 12.10,

19.10, 26.10,

02.11, 16.11,

23.11, 30.11

Поисковые исследования

познавательная

13-14

Расчёт радиуса геостационарной орбиты для спутника, запущенного в плоскости земного экватора

1

1

07.12.

14.12

Поисковые исследования

познавательная

техническое творчество

15-16

Контрольная работа по теме «Первая космиче­ская скорость»

1

1

21.12.

28.12.

познавательная

«Вторая космическая скорость»

17-18

Траектории возврата с околоземных орбит. Рас­чёт второй космической скорости. Примеры траек­торий движения космических кораблей в Солнечной системе

1

1

18.01.

25.01.

Поисковые исследования

Техническое творчество

19-26

Решение задач по теме «Вторая космическая ско­рость»

4

4

01.02, 08.02,

15.02, 22.02,

01.03, 08.03,

15.03, 22.03.

Поисковые исследования

познавательная

27-28

Контрольная работа по теме «Вторая космиче­ская скорость»

1

1

05.04,

12.04

Поисковые исследования

«Третья космическая скорость»

29-30

Расчёт третьей космической скорости

1

1

19.04.

26.04

Поисковые исследования

познавательная

31-32

Зачёт по теории

1

1

03.05,

10.05

33-34

Итоговое занятие

1

1

17.05.

24.05

Содержание курса

1. График зависимости напряжённости гравитаци­онного поля от расстояния до центра Земли. Орбиты искусственных спутников Земли (2 ч).

2. Варианты расчёта первой космической скорости (2 ч).

3. Решение задач по теме «Первая космическая скорость» (8 ч).

4. Расчёт радиуса геостационарной орбиты для спутника, запущенного в плоскости земного экватора (2 ч).

5. Контрольная работа по теме «Первая космиче­ская скорость» (2 ч).

6. Траектории возврата с околоземных орбит. Рас­чёт второй космической скорости. Примеры траек­торий движения космических кораблей в Солнечной системе (2 ч).

7. Решение задач по теме «Вторая космическая ско­рость» (8 ч).

8. Контрольная работа по теме «Вторая космиче­ская скорость» (2 ч).

9. Расчёт третьей космической скорости (2 ч).

10. Зачёт по теории (2 ч).

11. Итоговое занятие (2 ч).

Тематический план (34 ч)

1. График зависимости напряжённости гравитаци­онного поля от расстояния до центра Земли. Орбиты искусственных спутников Земли. Сообщение школь­никам краткого содержания программы. Запись не­обходимых формул. Разъяснение сути и условий про­ведения физического диктанта. Изучение графика зависимости g(r) внутри и вне Земли. Доказательство зависимостей g ~ R внутри Земли и g - 1 /г² вне Земли. Знакомство с возможными орбитами спутников Зем­ли (по рисунку Ньютона).-2 ч.

2. Варианты расчёта первой космической скоро­сти. Проведение физического диктанта на проверку знаний формул школьного курса механики. Разъяс­нение назначения первой космической скорости. Де­монстрация трёх вариантов вывода формулы первой космической скорости для запуска спутника на около­земную орбиту: с применением формул кинематики и динамики; на основе экспериментальных сведений и формул кинематики; на основе знаний из кинематики и геометрии. Обсуждение вопроса о вычислении пер­вых космических скоростей для других тел Солнечной системы. Демонстрация кинофрагмента «Запуск и ор­битальный полёт космического корабля».- 2 ч.

3. Решение задач по теме «Первая космическая скорость». Демонстрация кинофрагмента «Полёт Ю.А.Гагарина в космос». Решение задач на вычисление скорости движения и периодов обращения искусственных спутников Земли. Обсуж­дение вопроса о весе и невесомости тел на Земле и круговой орбите. Решение задач, в которых разъясняются вопросы, обуслов­ленные состоянием невесомости: проблемы измерения массы тел; изменения хода маятниковых и пружинных часов; справедливости законов Паскаля и Архимеда и др.-2 ч..

4. Решение задач по теме «Первая космическая ско­рость», в которых требуется вычислить первые косми­ческие скорости для других тел Солнечной системы и связанные с ними многие важные характеристики око­лопланетного движения. Демонстрация кинофильма «Физические основы космических полётов». -2 ч.

5. Решение задач по теме «Первая космическая ско­рость», в которых необходимо сравнить первые космиче­ские скорости, периоды обращения, линейные и угловые скорости обращения, другие характеристики движений вблизи тел Солнечной системы. Демонстрация кино­фильма «Искусственные спутники Земли».-2 ч.

6. Решение задач по теме «Первая космическая скорость», в которых рассчитываются энергетические характеристики и их изменения у тел, движущихся по околопланетным траекториям. Демонстрация ки­нофильма из трёх частей «Успехи СССР в освоении космоса.-2 ч.

7. Расчёт радиуса геостационарной орбиты для спутника, запущенного в плоскости земного экватора. Решение задачи, сформулированной в теме. Просмотр кадров по названной теме из диафильма «Космонавти­ка и научно-технический прогресс». Решение задач на расчёт характеристик стационарных орбит спутников для различных тел Солнечной системы .2 ч.

8. Контрольная работа по теме «Первая космиче­ская скорость». Задачи выбираются по сложности, соотвстстветствующей уровню восприятия и навы­ков школьников на данный момент времени, из сбор­ника «Контрольные работы по физике» А.Е.Марон, Е.А.Марон (4 варианта по 6 задач в каждом на 3 уровня сложности). - 2 ч.

9. Траектории возврата с околоземных орбит. Рас­чёт второй космической скорости. Примеры траек­торий движения космических кораблей в Солнечной системе. Анализ ошибок. Знакомство с задачей воз­врата спускаемого аппарата с круговой и эллиптиче­ской траекторий. Просмотр кадров по названной теме из диафильма «Космонавтика и научно-технический прогресс». Вывод формулы для второй космической скорости при запуске в космос с Земли. Изучение кос­мической траектории «Улиточная трасса» и трассы по­падания ракеты в комету.-2 ч.

10. Решение задач по теме «Вторая космическая скорость», в которых рассчитываются вторые косми­ческие скорости для различных тел Солнечной систе­мы. - 2 ч.

11. Решение задач по теме «Вторая космическая скорость» на вычисление кинетической и потенци­альной энергий тел, удаляющихся от какой-либо пла­неты.- 2 ч.

12. Решение задач по теме «Вторая космическая скорость», в которых вычисляются сравнительные ха­рактеристики движения искусственных спутников в Солнечной системе. - 2 ч.

13. Решение задач по теме «Вторая космическая скорость» и комбинированных задач. Демонстрация кинофильма из двух частей «Успехи СССР в освоении космоса». - 2 ч.

14. Контрольная работа по теме «Вторая космиче­ская скорость». Задачи выбираются в соответствии с темами, при изучении которых ученики получили на­выки решения задач из сборника «Контрольные рабо­ты по физике» А.Е.Марон, Е.А.Марон - 2 ч.

15. Расчёт третьей космической скорости. Анализ ошибок в контрольной работе. Физический диктант на проверку знаний формул с включением изученных в данном курсе. Вывод формулы для расчёта третьей космической скорости при запуске тел с Земли. Об­суждение вопроса о траекториях полёта спутника в за­висимости от скорости его запуска над поверхностью планеты - 2 ч.

16. Зачёт по теории. Письменная работа в 2-3 вари­антах с выводом соответствующих формул и полным разъяснением сути физических явлений. Например, вывод формулы для расчёта космической скорости: 1-й вариант - первой, 2-й вариант - второй, 3-й вариант - третьей. - 2 ч.

17. Итоговое занятие. Анализ ошибок и недостат­ков в письменных формулировках, допущенных в зачё­те по теории. Подведение общих итогов работы школь­ников за весь курс. Сообщение результатов усвоения курса. Анонимное анкетирование школьников с целью выявления недостатков элективного курса, получения пожеланий и рекомендаций для его совершенствова­ния-2 ч.

Литература для учителя:

1. Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С. Физика в примерах и задачах. - М.: Наука, 1979.

2. Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С. - Физи­ка для поступающих в вузы. - М.: Наука, 1982.

3. Блудов М.И. Беседы по физике. - М.: Просвещение, 1984.

4. Баканта Л.П., Белонучкин В.Е., Козел С.М., Колачевский Н.Н., Косоуров Г.И., Мазанько И.П. Сборник задач по физике. - М.: Наука, 1971.

5. Бабанский Ю.К. Методы обучения в современной об­щеобразовательной школе. - М.: Просвещение, 1985.

6. Гладкова Р.А., Добронравов В.Е., Жданов Л.С., Цодиков Ф.С. Сборник задач и вопросов ло физике. - М.: Наука, 1977.

7. Гольдфарб Н.И. Сборник вопросов и задач по физи­ке. - М.: Высшая школа, 1973.

8. Дубровский А., Траиковский С. По материалам зару­бежной печати. - Наука и жизнь, 2005, № 9.

9. Енохович А.С. Справочник по физике и технике. - М.: Просвещение, 1989.

10. Зубов В.Г., Шальнов В.П. Задачи по физике. - М.: Наука, 1972.

11. Карякин Н.И., Быстров К.Н., Киреев П.С. Краткий справочник по физике. - М.: Высшая школа, 1969.

12. Коган Б.Ю. Задачи по физике. • М.: Просвещение, 1971.

13. Марон А.Е., Марон Е. А, Контрольные работы по физи­ке. 10-11 классы. - М.: Просвещение, 2004.

14. Перельман Я,И. Занимательная физика. - М.: На­ука, 1971.

15. Роджерс Эрик. Физика для любознательных. - М.: Мир, 1970.

16. Садовский Д. Имя с обратной стороны Луны. - На­ука и жизнь, 2004, № 9.

Литература для школьников:

1. Раздаточный материал: копии рисунков, чертежей, фотографий, текстов задач для решения в классе и контрольных работ.

2. Копии таблицы из учебника по астрономии «Основ­ные характеристики планет Солнечной системы».

Средства наглядности

• Видеофрагменты: «Полёт Ю.А.Гагарипа в космос», «Запуск и орбитальный полёт космического корабля», «Невесомость».

• Видеофильмы: «Полёт космического¹ корабля» (в 2-х ч.); «Физические основы космических полётов»; «Успехи СССР в освоении космоса» (в 2-х ч.); «Успехи СССР в освоении космоса» (в 3-х ч.); «Искусственные спутники Земли» (в 2-х ч.); «Состояние невесомости».

• Видеофильм «Космонавтика и научно-техничес­кий прогресс».

Список иллюстраций:

• график зависимости g(r) вну­три и вне Земли;

• орбиты спутников Земли (по рисунку Ньютона);

• траектории возврата с околоземных орбит; в комету - как в яблоко;

• «улиточная трасса» полёта Земля-Луна-Земля;

• основные характеристики пла­нет Солнечной системы;

• космические скорости; путе­шествие по маршруту Земля-космос-Земля;

• необхо­димые формулы с условными названиями.

• Иллюстрация «Путешествие до маршруту Земля- космос- Земля»