Инфоурок Физика КонспектыКонспект урока "Искусственные спутники Земли "

Конспект урока "Искусственные спутники Земли "

Скачать материал

Тема: « Искусственные спутники Земли»

 

Цели  урока:

 

 изучить движение тел в гравитационном поле Земли. Углубить понимание  закона Всемирного тяготения и движения по окружности путем их применения для вывода формулы первой космической скорости. Познакомить учащихся с историей запусков ИСЗ, с успехами и трудностями, которые пришлось преодолеть нашим ученым, физикам, конструкторам первых космических аппаратов.

 

Задачи:

 

Образовательные:

 

·         изучить движение тел в гравитационном поле Земли. Углубить понимание  закона Всемирного тяготения и движения по окружности путем их применения для вывода формулы первой космической скорости;

·         выработать умения воспринимать и излагать новый материал;

·         показать практическую значимость изучаемого материала;

·         познакомить учащихся с успехами в освоении космического пространства.

 

Воспитательные:

 

  • сформировать интерес учащихся к изучаемому материалу. Рассмотреть примеры из истории космической техники, показать роль ученых, физиков, конструкторов;
  • воспитывать чувство патриотизма и гордости за свою Родину.

 

Развивающие:

  • продолжить обучение умению выделять главное, существенное в изучаемом материале на основе сравнения скоростей, сообщаемым телам  в горизонтальном направлении у  поверхности Земли, с траекториями движения в поле тяготения Земли, анализировать  проводить сравнения, находить общие и отличительные черты  делать выводы;
  • развивать внимание, память, устную речь;
  • развивать познавательную, информационно-коммуникативную компетенции .

 

Тип урока: комбинированный

Оборудование урока:

  • Мультимедийный проектор, компьютер
  • Видеоресурсы: (Запуски ИСЗ, космических ракет, документальные кадры запуска первого в мире ИСЗ 4 октября 1957 года)
  • Компьютерные модели: «Движение искусственных спутников Земли» с диска «Открытая физика» 2.6. фирмы «Физикон»; анимации по физике.

·        Учебник: А.В. Перышкин, Е.М. Гутник Физика 9 класс

 

 

 

 

 

 

 

Ход урока:

Этапы

Время

Деятельность учащихся

Деятельность учителя

Организация работы

1-2 минуты

Подготовка к работе на уроке

Объявление темы урока и порядка работы на уроке

Повторение изученного (актуализация знаний)

10 минут

Дифференцированная: - работа по индивидуальным заданиям - участие во фронтальной беседе

Распределение индивидуальных заданий по карточкам и проведение фронтальной беседы с использованием дидактического материала

Приобретение новых знаний

15 минут

Восприятие и запись нового материала

Изложение нового материала в форме диалога с учащимися

Закрепление новых знаний

5 минут

Решение задач по новой теме

Контроль работы учащихся у доски и на местах

Изложение материала развивающего характера

10 минут

Дифференцированное: - сообщения и использованием информационных технологий - восприятие материала сообщений

Оказание необходимой технической помощи учащимся, делающим сообщения

Подведение итога урока, выставление оценок, задание на дом

2-3 минуты

 

 

                               I.           Организация работы.

- Здравствуйте! Я приветствую вас и всех гостей, которые присутствуют сегодня на уроке.

Мы рады видеть их в нашей школе.

 

                            II.           Повторение изученного (актуализация знаний)

Фронтальный опрос:

·        какую тему  вы изучали на прошлом уроке? Приведите примеры движения по окружности;

·        с помощью каких опытов можно убедиться, что мгновенная скорость тела, движущегося по окружности, направлена по касательной к окружности?

·        куда направлено ускорение тела при его движении по окружности с постоянной по модулю скоростью? Как называется это ускорение?

·        можно ли считать движение по окружности с постоянной по модулю скоростью равномерным? Почему?

·        можно ли считать движение по окружности равноускоренным? Почему?

·        по какой формуле можно вычислить модуль вектора центростремительного ускорения? Выразите отсюда r и u.

·        по какой формуле можно вычислить модуль вектора центростремительной силы? Выразите отсюда m, r и u.

Задание для индивидуальной работы (для слабоуспевающих учащихся)

Укажите на рисунке направление вектора ускорения в точке А при равномерном движении тела по окружности

http://festival.1september.ru/articles/213781/img1.jpg

Укажите на рисунке направление вектора скорости в точке А при равномерном движении тела по окружности

Запишите формулу центростремительного ускорения

 

Запишите Закон всемирного тяготения

 

Как двигалась бы Луна, если бы на нее не действовала сила тяготения?

 

 

                           III.         Приобретение новых знаний

 

Активизация:

 

1.      Как будет двигаться тело, если бросить его в горизонтальном направлении? Правильно по участку параболы.

2.      А можно бросить тело так, чтобы оно не упало на Землю? Кто считает, что можно, а кто считает, что нельзя?

3.      А если тело движется по окружности вокруг Земли, то какая сила удерживает его, не давая ему упасть? Сила тяжести.

4.      Как вы думаете, может ли служить примером движения по окружности – движение спутников вокруг планет солнечной системы? Да.

5.      Какие планеты вы знаете? Какой спутник у Земли?

 

У планет нашей солнечной системы есть естественные спутники, которые созданы природой, значит существуют и искусственные. Что значит – «искусственный» - сделан человеком, запущен человеком

Проблемный вопрос:

А что нужно сделать, чтобы тело стало искусственным спутником Земли?

Писатели-фантасты уже несколько веков рисуют нам картины создания искусственных спутников Земли. И один из таких проектов вовсе не кажется безнадежным. Вообразите себе пушку, стоящую на высокой башне. Если из пушки выстрелить, то ядро, описав дугу, упадет на землю. Если же в пушку положить побольше пороху, то ядро получит большую скорость и упадет дальше. При этом Земля вследствие вращения как бы “убегает” от ядра. Если продолжать увеличивать начальную скорость, ядро будет падать все дальше и дальше.

Наконец, можно выстрелить так, что ядро никогда не упадет. Оно будет кружить вокруг нашей планеты, то есть превратится в искусственный спутник Земли. Для этого нужно подобрать такую начальную горизонтальную скорость, чтобы поверхность Земли из-за ее шарообразности удалялась от тела как раз на столько, на сколько тело приближается к Земле благодаря притяжению к ней.

Рассчитаем, с какой скоростью должно вылететь ядро, чтобы стать искусственным спутником Земли, то есть обращаться вблизи Земли по круговой орбите.

Вывод формулы:

рис9_1

 

 

Теперь подсчитаем числовые значения первой космической скорости.

 

Если h < R3, то r = R3

 

g = g0 – ускорение свободного падении вблизи поверхности Земли.

 

Подставим в формулу uI:

, где R3 = 6,4 106 м g0 = 9,8 м/с2

u = 7,9 км/с – первая космическая скорость вблизи поверхности Земли.

Посмотрим анимационную модель (демонстрируется модель движения  шарика вблизи Земли с различными скоростями) Диск Библиотека наглядных пособий Механика®Модель®Гора Ньютона

А как будет выглядеть формула для расчёта первой космической скорости, если h над поверхностью Земли пренебречь нельзя?

рис12_1

Выводы:

  1. Скорость спутника зависит от его высоты над поверхностью Земли
  2. Скорость не зависит от массы спутника

Движение спутника является примером свободного падения, так как происходит только под действием силы тяжести. Но спутник не падает на Землю благодаря тому, что обладает большой скоростью, направленной по касательной к окружности, по которой он движется.

 

Ответ на вопрос:

 

Для того чтобы некоторое тело стало искусственным спутником Земли, его нужно вывести за пределы земной атмосферы (300 – 310 км) и придать определенную скорость.

 

Если скорость тела, запускаемого на высоте h над Землёй, превышает соответствующую этой высоте первую космическую скорость, то его орбита представляет собой эллипс. Чем больше скорость, тем более вытянутой будет эллиптическая орбита.

При скорости равной 11,2 км/с, которая называется второй космической скоростью, тело преодолевает притяжение к Земле, становясь при этом искусственным спутником Солнца.

При скорости равной 16,7 км/с, которая называется третьей космической скоростью, тело преодолевает притяжение Солнца и уходит в космическое пространство.

Четвёртая космическая скорость  - минимально необходимая скорость тела, позволяющая преодолеть притяжение галактики Млечный Путь. Четвёртая космическая скорость не постоянна для всех точек Галактики, а зависит от расстояния до центральной массы (для нашей галактики таковой является объект Стрелец A*, сверхмассивная чёрная дыра). По грубым предварительным расчётам в районе нашего Солнца четвёртая космическая скорость составляет около 550 км/с.

Вывести спутник стало возможно при использовании ракет. Двигатели ракеты должны совершить работу против силы тяжести и силы сопротивления воздуха, а также сообщить спутнику соответствующую скорость.

   Закрепление новых знаний

1. Работа в группах.

·                    Определить первую космическую скорость для спутников, вращающихся вокруг Земли на различных высотах (обратиться к доске).    Rз = 6400 км,    Мз = 6*10 24 кг

I ряд: h = 940 км (Ответ: 7,4 км/с)
II ряд: h = 1650 км (Ответ: 7 км/с)

·                    Определить первую космическую скорость для запуска  спутника с поверхностей планет

Планета

Масса планеты

Радиус планеты, км

1-я космическая скорость

Земля

6*10 24 кг

6400

7,9 км/с

Меркурий

0,336*10 24 кг

2440

3 км/с

Плутон

0,012*10 24 кг

1200

0,82 км/с

 

                                     IV.                        Изложение материала развивающего характера

Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — беспилотный космический аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической (круговой) орбите.

 

Искусственные спутники Земли широко используются для различных нужд человека. Спутники по своему назначению могут быть:

 

ü Научно-исследовательские ИСЗ.  Аппаратура, устанавливаемая на борту ИСЗ, а также наблюдения ИСЗ с наземных станций позволяют проводить разнообразные геофизические, астрономические, геодезические и др. исследования.

ü Спутники связи служат для обеспечения телевизионных передач, радиотелефонной, телеграфной и др. видов связи между наземными станциями, расположенными друг от друга на расстояниях до 10—15 тыс. км.

ü Метеорологические спутники предназначены для регулярной передачи на наземные станции телевизионных изображений облачного, снегового и ледового покровов Земли, сведений о тепловом излучении земной поверхности и облаков

ü Навигационные спутники, функционирование которых поддерживается специальной наземной системой обеспечения, служат для навигации морских кораблей, в том числе подводных.  Спутниковая система «Глонас» в будущем будет насчитывать около 30 спутников.

ü  Пилотируемые корабли-спутники. Пилотируемые корабли-спутники и обитаемые орбитальные станции являются наиболее сложными и совершенными ИСЗ.

ü Астрономические спутники — это спутники предназначенные для исследования планет, галактик и других космических объектов.

 

Первый в мире искусственный спутник Земли запущен в СССР 4 октября 1957 года.

4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут 34 был осуществлён запуск первого космического аппарата искусственного спутника Земли. Его вывела на орбиту ракета-носитель, которая, развив скорость 8 км/с, взлетела вертикально.

На ее борту был первый ИСЗ - ПС-1 (простейший спутник-1) весом 83,6 кг  диаметром 58 см

Спутник ПС-1 летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн. км), прежде чем сгорел в атмосфере, а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта.

Прослушать позывные первого спутника Земли 04-Pozyvnye Pervogo Sputnika Zemli

 

В США запуск первого спутника привел в настоящий шок. Оказалось вдруг, что СССР, страна, не успевшая еще толком оправиться от войны, имеет мощный научный, промышленный и военный потенциал, и что с ней надо считаться. Престиж США как мирового лидера в научно-технической и военной области пошатнулся. Это вызвало недоумение и страх: в небе над головой беспрепятственно и безнаказанно летает чужой аппарат!

 

12 апреля 1961 г. первый в мире летчик – космонавт Юрий Алексеевич Гагарин совершил космический полет на корабле – спутнике «Восток»

 

В настоящее время на околоземной орбите и в дальнем космосе находится примерно 600-610 действующих космических аппаратов, около 100 из которых - российские (по данным Международной федерации астронавтов)

 

                                        V.                        Подведение итога урока:

v Заполнить таблицу: Верные и неверные суждения

v Выставление оценок;

v Задание на дом: § 20 Упр.19, подготовить презентацию по теме «Основоположники советской авиации»  (по желанию)

                                     VI.                        Рефлексия урока:

·        Что было объектом изучения на нашем урока?

·        Что нового мы узнали на уроке?

·        Выполнили ли мы поставленные задачи?

·        Знания каких предметов вам пригодились на этом уроке?

 

 

Закончить урок стихотворением о космосе:

Преодолев земное притяженье,
Ракета от Земли оторвалась…
И не было счастливее мгновенья –
Здесь новая эпоха началась.

Ступень… вторая… Третья отделилась,
Сгорая в атмосфере без следа…
А над Землей внезапно появилась
Стремительно летящая звезда.

И Человечество застыло в изумленье:
Летящий в небе серебристый шар -
Рук человеческих великое творенье -
Был послан от Земли Вселенной в дар!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

Опорный конспект

Искусственные спутники Земли

  1. Искусственный спутник Земли – это
  2. Типы спутников:

1.

2.

3.

4.

5.

3. Первый искусственный спутник запущен в_________________________________ 4.Траектория движения и скорость ИСЗ:

 

скорость

траектория

 

 

 

 

 

 

 

 

  

5. Первая космическая скорость равна ________________

6. Первую космическую скорость можно рассчитать по формуле  ____________________   

 

Задание

                            

Укажите на рисунке направление вектора ускорения в точке А при равномерном движении тела по окружности

http://festival.1september.ru/articles/213781/img1.jpg

Укажите на рисунке направление вектора скорости в точке А при равномерном движении тела по окружности

Запишите формулу центростремительного ускорения

 

Запишите Закон всемирного тяготения

 

Как двигалась бы Луна, если бы на нее не действовала сила тяготения?

 

 

 

Приложение 2

Определить верные и неверные суждения

 

суждение

верно

неверно

1

Если тело бросить с некоторой высоты, сообщив ему скорость в горизонтальном направлении, то тело упадет на землю, двигаясь по параболе.

 

 

2

Если подобрать скорость, при которой поверхность Земли будет удаляться от тела на столько, на сколько тело будет приближаться к ней. В этом случае тело будет двигаться на постоянном расстоянии от Земли, т.е. по окружности.

 

 

3

Если подобрать скорость, при которой поверхность Земли будет удаляться, то можно покинуть пределы Земли и стать искусственным спутником другой планеты.

 

 

4

Назначение искусственных спутников может быть любым, в зависимости от потребностей человека.

 

 

5

Искусственный спутник Земли- космический летательный аппарат, выведенный на околоземную орбиту.

 

 

6

Искусственные спутники Земли имеют орбиту ниже 150 км.

 

 

7

Искусственные спутники Земли нельзя сделать «висящими» над одной точкой планеты.

 

 

8

Спутниковая система «Глонас» состоит из 2-х спутников.

 

 

9

Первый спутник запущен США в 1958 году.

 

 

10

Всего сейчас на орбите 100 искусственных спутников.

 

 

11

Есть спутники, которые запущены с Земли и стали спутниками других планет.

 

 

 

Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Скачать материал
Скачать материал "Конспект урока "Искусственные спутники Земли ""

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 2 месяца

Специалист по безопасности

Получите профессию

Интернет-маркетолог

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 625 716 материалов в базе

Материал подходит для УМК

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 07.12.2017 8269
    • DOCX 134 кбайт
    • 110 скачиваний
    • Рейтинг: 5 из 5
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Старикова Марина Викторовна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Старикова Марина Викторовна
    Старикова Марина Викторовна
    • На сайте: 7 лет и 6 месяцев
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 18078
    • Всего материалов: 10

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Фитнес-тренер

Фитнес-тренер

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс повышения квалификации

Теоретическая механика: векторная графика

36 ч. — 180 ч.

от 1580 руб. от 940 руб.
Подать заявку О курсе

Курс повышения квалификации

Особенности подготовки к сдаче ЕГЭ по физике в условиях реализации ФГОС СОО

36 ч. — 180 ч.

от 1700 руб. от 850 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 48 человек из 27 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в профессиональном образовании

Преподаватель физики

300/600 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 40 человек из 21 региона

Мини-курс

Фокусировка и лидерство: достижение успеха в условиях стресса и перемен

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Психологические концепции и практики

6 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 22 человека из 17 регионов

Мини-курс

Психология детства и подросткового возраста

3 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 61 человек из 37 регионов