Программа : Пёрышкин А. В., Гутник Е. М. «Физика 7-9 классы» Учебник icon

Программа : Пёрышкин А. В., Гутник Е. М. «Физика 7-9 классы» Учебник


4 чел. помогло.
Смотрите также:
Календарно-тематическое планирование Предмет физика класс 8 учебный год 2011 2012...
«Дрофа»
Приказ №95 от 22. 08. 2010 г. Рабочая программа учебного предмета (учебного курса...
Приказ №95 от 22. 08. 2010 г. Рабочая программа учебного предмета (учебного курса...
Программа предусматривает использование Международной системы единиц си...
Учебник по физике авторы Перышкин А. В., Гутник Е. М...
Тематическое планирование курса физики для 7 класс...
Учебное пособие для ученика, дидактический материал...
Рабочая программа учебного курса «Физика» для 8 класса...
Методические пособия «Поурочные планы по учебнику А. В. Перышкина» В. А. Шевцов...
Календарно-тематическое планирование (базовый уровень) по физике 9 класс Календарно-тематический...
Примерное поурочное планирование 7 класс Литература (7-8-е классы) Перышкин А. В., Родина Н. А...



Загрузка...
скачать
Автор: Казакова Юлия Владимировна

Учитель физики ГОУ СОШ № 546 ЮОУО г. Москвы


Разработка по теме «Реактивное движение».

Предназначена для проведения урока в 9 классе.

Программа: Пёрышкин А.В., Гутник Е.М. «Физика 7-9 классы»

Учебник: «Физика. 9 класс». А.В. Пёрышкин, Е.М. Гутник М.: «Дрофа», 2001


Тема урока: Реактивное движение. 9 класс. Базовый уровень.

Тип урока: изучение нового материала с использованием мультимедийной презентации.

^ Цели урока: обеспечить усвоение учащимися знаний о реактивном движении и его распространённости в природе и технике; развитие информационно-коммуникативных умений учащихся.

Задачи урока:

  1. Изучить физические основы реактивного движения.

  2. Изучить особенности реактивного движения и отдачи.

  3. Изучить распространённость реактивного движения.

  4. Сконструировать модели реактивных двигателей.

Методы:

  1. Анализ литературы и сайтов Интернета по данной теме.

  2. Просмотр видеофрагментов реактивного движения.

  3. Моделирование явления отдачи.

  4. Конструирование устройств и моделирование реактивного движения.

Выполнение поставленных целей достигается за счёт проведения фрагментов урока и демонстрации явлений и устройств самими учащимися, вовлечения учащихся в активную познавательную деятельность.

^ Подготовка урока.

Учащимся заранее даются задания:

- подготовить сообщения или демонстрации явлений «отдача», «реактивное движение»;

- сделать подборку иллюстраций в Интернете;

- подготовить модели реактивных устройств;

- подготовить фрагменты из мультфильмов и художественных фильмов, в которых присутствует реактивное движение.

Учащиеся по своим темам готовят презентации и видеофрагменты, из которых учитель создаёт общую презентацию, оформленную в едином стиле, выстроенную в соответствии с планом урока.

^ План урока

1 этап урока. Постановка целей урока.

2 этап урока. Изучение нового материала.

    1. Реактивное движение. Физические законы, лежащие в основе реактивного движения.

    2. Отдача.

    3. История создания и применения ракет.

    4. Движение ракеты.

    5. Проекты первых реактивных летательных аппаратов Н.И. Кибальчича, К.Э. Циолковского.

    6. История создания реактивных двигателей.

    7. Демонстрация моделей реактивных двигателей.

    8. Реактивное движение в природе.

    9. Реактивное движение в быту.

    10. Реактивное движение в мультфильмах и художественных фильмах.

3 этап урока. Подведение итогов.


Учитель. На прошлом уроке мы изучили закон сохранения импульса. Знание этого закона поможет нам объяснить реактивное движение и явление отдачи.

^ Закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов взаимодействующих тел, составляющих замкнутую систему, остается неизменной.



^ Замкнутой системой называется система тел, взаимодействующих только друг с другом и не взаимодействующих с другими телами (внешние силы не действуют, компенсируют друг друга (Fтяж и Fупр) или очень малы (сила трения).

^ Изучение нового материала

Сообщение 1. Под реактивным движением понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела.

Видеофрагмент № 1. Реактивное движение лодки,

когда с неё спрыгивают.



Видеофрагмент № 2. Реактивное движение лодки

при выбрасывании с неё камней.



  • Докажите, что в представленных видеофрагментах движение лодки является реактивным.

  • Почему скорость лодки в обоих случаях постепенно возрастает?

  • Будет ли двигаться конструкция, изображённая на рисунке?



Сообщение 2. Отдача – движение ствола или орудия в целом под давлением пороховых газов на дно орудия или оружия. Отдача производит движение его в сторону, обратную выстрелу, и давит на опору оружия — плечо стреляющего или лафет.



Видеофрагмент № 3. Стрельба из пушки.



  • Почему при выстреле пушка окатывается назад?

  • Что надо сделать для уменьшения отдачи?

Демонстрация опыта «Отдача».



Для изучения явления отдачи я взял резиновую трубочку с Г-образной стеклянной трубочкой на конце и закрепил её в штативе. Шприцем вливал воду в верхний конец трубочки и наблюдал, как по мере увеличения скорости потока воды, трубка всё сильнее отклоняется назад.



Сообщение 3. Я изучил отдачу при броске тела. Если стоя на роликовых коньках бросить вперёд мяч, то сам откатываешься назад. При одновременном броске двух мячей, приобретаемая скорость становится больше и дальность отката увеличивается. Результат отдачи зависит от массы и скорости отделяющегося тела или вещества. Наблюдаемое явление полностью согласуется с законом сохранения импульса.

Видеофрагмент № 4. Демонстрация явления отдачи при броске мяча.



Явление отдачи наблюдается при нырянии с лодки в воду или прыжке с лодки на берег, при соскакивании со скейта и т.д.

Сообщение 4. История создания и применения ракет.

Первые пороховые ракеты были изобретены в Китае примерно в X веке нашей эры. На протяжении нескольких сотен лет они использовались как сигнальные и фейерверочные ракеты. Позже появились и боевые зажигательные ракеты. Известно, что в конце XVIII века индийские войска в борьбе с английскими колонизаторами использовали боевые ракеты на чёрном дымном порохе массой от 3 до 9 кг и дальностью полета до 2 км. Это грозное оружие заинтересовало англичан, они его усовершенствовали и с успехом использовали при осаде Копенгагена уже в 1807 г. В России пороховые ракеты были приняты на вооружение в начале XIX века. В 1850 г. в Петербурге начал работать специальный “ракетный завод” под руководством генерал-лейтенанта К. И. Константинова. Максимальная дальность полета русских ракет достигала 4 км при общей массе до 80 кг. В то время это были рекордные данные.

Ракетное производство просуществовало недолго: в 80-х годах XIX века было изобретено нарезное оружие, и боевые ракеты сняли с производства.

В современных войнах ракетное оружие начало широко применяться во время Второй мировой войны. Немецкие войска применяли баллистические ракеты Фау-2 против английских и бельгийских городов. Советские войска с большим успехом использовали установки залпового огня «Катюша».



Сообщение 5. Движение ракеты.

Видеофрагмент № 5. Старт ракеты.



  1. Что можно сказать о направлении движения ракеты?

  2. Какими способами можно добиться увеличения скорости движения ракеты?

  3. Почему использование многоступенчатых ракет выгодней?

  4. Почему ракета взлетает не сразу после начала выхода газов, а через некоторое время?

Рассчитаем, с какой скоростью движется оболочка ракеты. Запишем закон сохранения импульса для замкнутой системы двух тел: газа и оболочки.



Следовательно, чтобы увеличить скорость движения ракеты, нужно взять массу топлива во много раз больше массы полезного груза. Чтобы ракета стала искусственным спутником Земли, ей необходимо сообщить скорость 7,9 км/с. Для достижения такой скорости масса топлива должна превышать массу полезного груза в 55 раз. Это значит, что большую часть массы ракеты на старте, составляет масса топлива.

У двухступенчатой ракеты в центральной части находится вторая ступень, а вокруг неё расположены топливные баки и реактивные двигатели первой ступени. На старте начинают работать двигатели обеих ступеней. Когда запасы топлива в первой ступени заканчиваются, она отделяется. Полезный груз находится в головной части ракеты, он укрыт головным обтекателем, форма которого уменьшает сопротивление воздуха во время полета в атмосфере. После выхода в космическое пространство обтекатель тоже сбрасывается, и автоматический спутник или пилотируемый корабль начинают самостоятельный полет. Для изменения направления и величины скорости космического корабля также используются миниатюрные реактивные двигатели. Ракеты на жидком топливе используют керосин и кислород как окислитель.

Сообщение 6. Проекты первых реактивных летательных аппаратов Н.И. Кибальчича, К.Э. Циолковского.

Автором первого в мире проекта реактивного летательного аппарата, предназначенного для полета человека, был русский революционер – народоволец Н.И. Кибальчич. Его казнили 3 апреля 1881г за участие в покушении на императора Александра II. Свой проект он разработал в тюрьме после вынесения смертного приговора. Н.И. Кибальчич писал: “Находясь в заключении, за несколько дней до своей смерти я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моем ужасном положении…Я спокойно встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мною”.

В 1903 году появилась в печати статья преподавателя калужской гимназии К.Э. Циолковского “Исследование мировых пространств реактивными приборами”. В этой работе содержалось важнейшее для космонавтики математическое уравнение, теперь известное как “формула Циолковского”, которое описывало движение тела переменной массы. В дальнейшем он разработал схему ракетного двигателя на жидком топливе, предложил многоступенчатую конструкцию ракеты, высказал идею о возможности создания целых космических городов на околоземной орбите. Многие из его идей были осуществлены на практике.


^

Сообщение 7. История создания реактивных двигателей.


История появления тепловых двигателей уходит в далекое прошлое. Говорят, еще две с лишним тысячи лет назад, в III веке до нашей эры, великий греческий механик и математик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара. Рисунок пушки Архимеда и ее описание были найдены спустя 18 столетий в рукописях великого итальянского ученого, инженера и художника Леонардо да Винчи.

Как же стреляла эта пушка? Один конец ствола сильно нагревали на огне. Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась и превращалась в пар. Пар, расширяясь, с силой и грохотом выбрасывал ядро.


Рис. 1
Примерно тремя столетиями позже в Александрии — культурном и богатом городе на африканском побережье Средиземного моря — жил и работал выдающийся ученый Герон, которого историки называют Героном Александрийским. Герон оставил несколько сочинений, дошедших до нас, в которых он описал различные машины, приборы, механизмы, известные в те времена. В сочинениях Герона есть описание интересного прибора, который сейчас называют Героновым шаром.

О
Рис. 2
н представляет собой полый железный шар, закрепленный так, что может вращаться вокруг горизонтальной оси. Из закрытого котла с кипящей водой пар по трубке поступает в шар, из шара он вырывается наружу через, изогнутые трубки, при этом шар приходит во вращение. Внутренняя энергия пара превращается в механическую энергию вращения шара. Геронов шар — это прообраз современных реактивных двигателей.

Венгерский физик Я.А. Сегнер в 1750 г. сконструировал реактивное колесо. Вода из сосуда М, куда открыт сверху доступ воздуха, вытекает по двум загнутым трубкам и вращает силою реакции весь сосуд вокруг вертикальной оси (рис. 2).

Н
Рис. 3
ьютону же приписывают проект реактивного парового автомобиля, схема которого изображена на рис. 3. Котел с водой поставлен на колеса. Внизу помещается топка. Пар, вырываясь из отверстия сзади, дает реакцию, которая должна двигать повозку.

В
Рис. 4

Рис. 5
1831 г. в Венеции было издано сочинение «Открытие, как управлять воздушным шаром». В нем описано применение ракет, подвешенных к шару. Реакция их, по мнению автора, достаточна, чтобы достичь Луны. Поворотами труб можно менять направление движения корабля (рис.4).

В 1839 г. Нюрнбергский механик Ребенштейн предлагал использовать для изобретённого им аэроплана в качестве двигателя реактивное действие водяных паров или сжатого углекислого газа. В 1837г. появился рисунок его самолёта (рис. 5).




Сообщение 8. Демонстрация моделей реактивных двигателей.

Модель 1. Воздушный шар. Воздух в шаре создает давление на оболочку по всем направлениям. Если отверстие в шарике не завязывать, то из него начнет выходить воздух, при этом сама оболочка будет двигаться в противоположном направлении. Это следует из закона сохранения импульса: импульс шара до взаимодействия равен нулю, после взаимодействия – геометрической сумме импульсов газа и оболочки, поэтому они должны приобрести равные по модулю и противоположные по направлению импульсы, т. е. двигаться в противоположные стороны.

^ Модель 2. Крутящийся воздушный шар. Надуем детский воздушный шар, и прежде, чем перевязать отверстие ниткой, вставим в него согнутую под прямым углом трубочку для сока. В тарелку, размером меньше диаметра шара, нальём воду и опустим туда шар так, чтобы трубочка была сбоку. Воздух из шара будет выходить, и шар начнет вращаться по воде под действием реактивной силы.



^ Модель 3. "Сегнерово колесо" можно сделать из большого пакета для молока или пластиковой бутылочки. Внизу у противоположных стенок пакета (бутылочки) надо проделать отверстия (в бутылочку надо воткнуть изогнутые трубочки). К верхней части пакета (бутылочки) привязать нить. Пакет (бутылочку) заполним водой. При вытекании воды из отверстий возникнет реактивная сила, которая вращает пакет (бутылочку).



Модель 4. Тепловой реактивный двигатель Ньютона. Мы решили сделать и испытать паровой двигатель подобный двигателю Ньютона. Для этого мы взяли колбу, налили в неё воду, закрыли пробкой со вставленной в неё стеклянной трубочкой и закрепили её на вращающемся диске. Под колбой поместили спиртовую горелку. Когда вода закипела, из трубочки пошёл пар, и постепенно диск стал вращаться.

Таким образом, сделать действующие модели устройств реактивного двигателя для нас оказалось несложно.

^ Изучение реактивного движения и явления отдачи

Создавая модели реактивных устройств, мы обнаружили странное явление, которое сначала мы не могли объяснить.

Мы взяли пакет из под молока, прорезали внизу дырочку, налили в него воды, поставили его на игрушечную машинку, которая могла перемещаться по поддону. Вода из пакета вытекала, а машинка оставалась на месте. Как же так? В результате взаимодействия воды и машинки, машинка должна была приобрести импульс, равный импульсу, вытекаемой воды и поехать. Но этого не наблюдалось.

Мы сделали дырочку в пакете больше, налили в него воду и снова провели опыт. Машинка поехала! Следовательно, машинка приобрела импульс, достаточный для того, чтобы преодолеть силу трения и сдвинуться с места.

Мы сделали вывод, что воду и машинку нельзя считать замкнутой системой, так как на машинку действовала достаточно большая сила трения (из-за большого веса пакета с водой). Мы же знаем, что закон сохранения импульса выполняется только в замкнутой системе тел. Следовательно, чтобы машинка и шарик пришли в движение, внешняя сила (сила трения) должна стать значительно меньше внутренних сил взаимодействия тел. Увеличения внутренних сил взаимодействия тел мы добились, увеличив дырочку в пакете.




Сообщение 9. Реактивное движение в природе.

Реактивное движение используется многими моллюсками – осьминогами, кальмарами, каракатицами, медузами. Например, морской моллюск-гребешок движется вперед за счет реактивной силы струи воды, выброшенной из раковины при резком сжатии ее створок.

Наибольший интерес представляет реактивный двигатель кальмара. При медленном перемещении кальмар пользуется большим ромбовидным плавником, периодически изгибающимся. Для быстрого броска он использует реактивный двигатель. Мышечная ткань – мантия окружает тело моллюска со всех сторон, объем ее полости составляет почти половину объема тела кальмара. Животное засасывает воду внутрь мантийной полости, а затем резко выбрасывает струю воды через узкое сопло. Это сопло снабжено специальным клапаном, и мышцы могут его поворачивать, изменяя направление движения. Двигатель кальмара очень экономичен, он способен развивать скорость до 60 – 70 км/ч. Недаром кальмара называют “живой торпедой”. Таким образом, они, используют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой струи.

Сальпа - морское животное с прозрачным телом, при движении принимает воду через переднее отверстие, причем вода попадает в широкую полость, внутри которой по диагонали натянуты жабры. Как только животное сделает большой глоток воды, отверстие закрывается. Тогда продольные и поперечные мускулы сальпы сокращаются, все тело сжимается и вода через заднее отверстие выталкивается наружу. Реакция вытекающей струи толкает сальпу вперед.

Реактивное движение можно встретить и в мире растений. Например, созревшие плоды “бешеного огурца” при самом легком прикосновении отскакивают от плодоножки, а из образовавшегося отверстия с силой выбрасывается клейкая жидкость с семенами. Сам огурец при этом отлетает в противоположном направлении до 12 м.

Природа давно научилась использовать простое и экономичное реактивное движение.

Сообщение 10. Реактивное движение в быту и технике.



Сообщение 11. Реактивное движение очень популярно в мультфильмах и художественных фильмах, например, «Ивашка из дворца пионеров», «Ну, погоди!», «Каникулы в Простоквашино», «Усатый нянь».

  • Как вы думаете, могли бы в реальной жизни произойти события, показанные в данных видеофрагментах?




Учитель. Подведём итоги нашего урока. Что вы сегодня узнали?


  1. В основе реактивного движения лежит закон сохранения импульса тела, который выполняется только для замкнутой системы тел.

  2. Скорость движения реактивного устройства зависит от массы и скорости отделения от него вещества.

  3. Реактивное движение распространено в природе (осьминоги, кальмары, каракатицы, медузы используют для плавания реактивное движение (отдачу), бешеный огурец), используется человеком в технике (реактивные двигатели, ракеты и ракетные установки) и быту (фейерверки, поливальные установки, игрушки и т.д.).

  4. Простейшие модели реактивных двигателей и устройств можно сделать самим.

  5. Проявлением реактивного движения является отдача, которую надо учитывать на практике (при стрельбе, спрыгивании с лодки, скейта и т.д.).

Результат отдачи зависит от массы и скорости отделяющегося тела или вещества.

Результаты урока:

  1. Изучены физические основы реактивного движения и отдачи.

  2. Изучен принцип работы реактивного двигателя.

  3. Показана распространённость реактивного движения в технике, быту и природе.

  4. Созданы модели реактивных двигателей.

  5. При подготовки к уроку и его проведении у учащихся развивались информационные и коммуникативные умения.

  6. Применение различных форм работы на уроке способствовало повышению интереса и мотивации учащихся к изучению данной темы.


Источники информации


  1. http://class-fizika.narod.ru

  2. http://ru.wikipedia.org

  3. http://www.rtc.ru/encyk/bibl/New/rynin/rak-i-dvig/rynin-rakety.html

  4. http://festival.1september.ru

  5. http://www.uer.varvar.ru/flora_fauna_pacific10.htm

  6. http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/rynin/rak-i-dvig/rynin-rakety.html

  7. http://markx.narod.ru/pic/

  8. Фрагменты из мультипликационных фильмов «Ну, погоди!», «Ивашка из дворца пионеров», «Каникулы в Простоквашино», художественного фильма «Усатый нянь».










Скачать 141,87 Kb.
оставить комментарий
Дата17.10.2011
Размер141,87 Kb.
ТипУрок, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

плохо
  1
хорошо
  1
отлично
  10
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх