Открытый урок по физике по теме: 'Реактивное движение'. (9 класс)

Урок № 20.

Тема урока: «Реактивное движение».

Цель урока:

• Познакомить учащихся с реактивным движе­нием, историей его развития; применить закон сохранения импульса для случая реактивного движения.

Задачи:

• Образовательные:

  • ввести понятие реактивного движения;

  • распространить применение закона сохранения импульса на реактивное движение;

  • способствовать развитию навыков учащихся самостоятельно приобретать информацию, уметь выделять главную мысль.

• Воспитательные:

  • способствовать развитию интеллектуальных способностей учащихся;

  • активизировать деятельность учащихся на уроке.

Ход урока:

1. Оргмомент, приветствие учащихся.

2. Проверка домашнего задания

Так как тема реактивного движения основана на глубоком понимании закона сохранения импульса, то в начале урока следует повторить весь мате­риал, изученный по данной теме. Для этого можно провести краткий опрос:

- Всегда ли удобно пользоваться законами Ньютона для описания взаи­модействия тел?

- Что такое импульс?

- Как направлен вектор импульса?

- Сформулируйте закон сохранения импульса.

- Кто открыл закон сохранения импульса?

- Как проявляется закон сохранения импульса при столкновении тел?

Во время опроса, решения 2-х домашних задач выписываются на доске и разбираются. (У доски работают 2-е учащихся).

Задача №1

Человек массой 40 кг, бегущий со скоростью 5 м/с, догоняет тележку, движущуюся со скоростью 2 м/с в том же направлении, и вскакивает на неё. С какой скоростью они продолжают движение?

Задача №2

Два шарика массой 0,5 кг и 1 кг движутся навстречу друг другу со скоростями 7 м/с и 8 м/с. Какова будет их скорость, если после столкновения они движутся как единое целое.

3. Объяснение нового материала.

Итак, тема нашего сегодняшнего урока «Реактивное движение» (пр. сл.1)

Учитель просит одного из учащихся надуть резиновый шарик и отпустить его. Шарик приходит в движение.

Затем опыт с Г-образной трубкой, в ходе которого учащиеся наблюдают, как трубка отклоня­ется в сторону, противоположную направлению струи.

После демонстрации опытов вопросы учащимся:

- За счет чего возникает такое движение шарика и трубки? (Шарик приходит в движение за счёт того, что из него выходит воздух, а трубка из-за вытекания из нее воды).

Движение шарика и трубки является примером реактивного движения, и вы правильно указали причину этого движения. Как видно из примеров реактивная сила возникает без какого-либо взаимодействия с внешними телами. (пр. сл.2).

Каракатицы, осьминоги при движении в воде также используют реактив­ный принцип перемещения. Набирая в себя воду, они, выталкивая ее, приоб­ретают скорость, направленную в сторону, противоположную направлению выброса воды. (пр. сл.3).

Примеры реактивного движения есть и в мире растений. (пр. сл.4).

Прежде, чем мы попытаемся дать определение реактивного движения, мне бы хотелось заметить, что реактив­ное движение является одним из видов механического движения.

После этого учащиеся дают определение реактивного движения (учитель корректирует его). Определение записывается в тетрадь:

"Реактивное движение - это движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части".(пр. сл.5).

Самым ярким примером реактивного движения является движение ракеты. (пр. сл.6).

Основные элементы космического корабля следующие: (пр. сл.7).

• головная часть (место для космонавтов, приборный отсек);

• бак с окислителем и бак с топливом;

• насосы, камера сгорания топлива;

• сопло (сужение камеры для увеличения скорости истечения продуктов сгорания).

В настоящее время применяют многоступенчатые космические корабли. Суть многоступенчатой космической ракеты заключается в том, что после того, как топливо и окислитель первой ступени (часть ракеты) будут полностью израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается, и в действие вступает двигатель второй ступени и т.д.

Согласно закона сохранения импульса: М_р*V_р= m_г*V_г

Откуда скорость ракеты: V_р= m_г*V_г/М_р.

Таким образом, скорость ракеты тем больше, чем больше скорость истечения газов, и чем больше отношение m_г/ М_р.

Ясно, что выведенная формула справедлива только для случая мгновенно­го сгорания топлива. Такого быть не может, так как мгновенное сгорание -это взрыв. На практике масса топлива уменьшается постепенно, поэтому для точного расчета используют более сложные формулы.

В заключение хочу сказать, что современные технологии производства ракетоносителей не могут позволить превысить скорости в 8-12 км/с. Для третьей космической скорости (16,4 км/с) необходимо, чтобы масса топлива превосходила массу оболочки носителя почти в 55 раз, что на практике реали­зовать невозможно. Следовательно, нужно искать другие способы построе­ния ракетоносителей. Возможно, и другие виды силовых двигателей.

А теперь несколько слов из истории развития ракетостроения и космонавтики. (пр. сл.8).

Первые упоминания о ракетах встречаются в древнекитайских летописях. Первый фундаментальный труд «О боевых ракетах», принадле­жавший перу К.И. Константинова, крупного военного специалиста, вышел в Париже в 1861 году. Проекты первых отечественных пороховых ракет были разработаны Н.И. Тихомировым в 1894 году.

История космической ракетной техники и космонавтики знает немало славных имен, и в первую очередь великий русский ученый К.Э. Циолковский, кото­рый в 1883 году пришел к мысли о возможности использования реактивного движения для создания межпланетных летательных аппаратов. (пр. сл.9).

Основоположник практической космонавтики - академик С.П. Королев.

Первое «космическое» испытание ракеты - вывод на околоземную орбиту первого в истории человечества искусственного спутника Земли (ИСЗ). Испытание, проведенное 4 октября 1957 года, было успешным.

И, наконец, после многочисленных земных и космических экспериментов наступило 12 апреля 1961 года - день первого в мире полета человека а космос - Ю. А. Гагарина - гражданина СССР (доклад о Ю.А. Гагарине). (пр. сл.10).

Первый пилотируемый полет на Луну корабля «Аполлон» был осуществ­лен в 1969 году. Астронавты США Н. Армстронг и Э. Олдрин установили на Луне научную аппаратуру и, собрав образцы лунного грунта, вернулись со своим драгоценным грузом на Землю.

Противники освоения космоса продолжали по-прежнему считать, что затраты по сравнению с полученными результатами слишком велики. Однако, каждая секунда пребывания на Луне экипажа «Аполлон-12» стоила 30 тыс. дол., каждый килограмм лунного грунта, доставленного на Зем­лю, стоил 1 млрд. дол.

Постепенное планомерное развитие космонавтики в Советском Союзе, очевидные успехи астронавтики США, деятельность других стран в этом же направлении позволили накопить важный экспериментальный материал и однозначно установить несомненные преимущества и рентабельность космо­навтики. Оказалось, что по самым скромным расчетам, проведенным в США, съемки панорамы земной поверхности из космоса в 5-10 раз дешевле аэро­фотосъемки. Применение метеоспутников в нашей стране более чем на поря­док увеличивает эффективность службы предсказания погоды.

На данном этапе стало очевидным, что в некоторых областях науки и народного хозяйства, та­ких, как геодезия, связь, навигация, океанография, метеорология, астроно­мия, гидрология, геология, лесное хозяйство, сельское и рыбное хозяйство и т.п., применение космических средств не только уже рентабельно, но в ряде случаев и незаменимо.

4. Закрепление изученного материала.

Учащиеся отвечают на вопросы учителя:

- Какое движение называют реактивным?

- Верно ли утверждение: для осуществления реактивного движения не требуется взаимодействия с окружающей средой?

- Какому закону подчиняется реактивное движение?

- От чего зависит скорость ракеты?

- Когда и где был запущен первый искусственный спутник Земли, состоялся первый полет человека в космос?

Решают задачу:

Космический корабль массой 10 т движется со скоростью 9 км/с. Для торможения корабль выбрасывает в направлении движения 1450 кг продуктов сгорания со скоростью 3 км/с относительно корпуса. Какова скорость корабля после торможения?

5.Домашнее задание

Выучить §22; упр. 22 (1,2 ), вопр 1-8.

6. Выводы по уроку, подведение итогов (учащиеся с помощью учителя), выставление оценок.

●движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части называется реактивным движением;

●использовать ракеты для освоения космоса предложил К.Э. Циолковский- основоположник теоретической космонавтики;

●воплотил эти идеи на практике академик С.П. Королев;

●запуск первого искусственного спутника Земли и первый полет человека в космос были осуществлены в Советском Союзе.

7. Урок закончен, всем спасибо.