- 21.01.2015
- 4274
- 16
Повторительно-обобщающий урок на тему:
«Вес тела. Невесомость. Перегрузка. Естественный спутник Земли. Первая космическая скорость».
Урок-коллоквиум (2ч.): «Полет на Луну»
Цель урока: проверить уровень, качество знаний, умений и навыков по данной теме; на конкретных примерах показать, что развитие космонавтики тесно связано с использованием законов механики.
Задачи:
1 обучающая: закрепить умения и навыки решения задач на примере расчета 1 космической скорости, перегрузки и т.д.; учить применять знания в нестандартных ситуациях, принимать решение.
2 воспитательная: воспитывать любовь к планете Земля; культуру речи, чувство значимости Луны как естественного спутника Земли.
3 развивающая: развитие внимания, логического мышления при анализе проблемной ситуации, познавательного интереса к предмету на примере решения качественных задач и выполнения демонстрационного эксперимента.
Оборудование: диафильмы «Луна- спутник Земли», «Основные этапы освоения космоса»; стенгазета «Физическая газета», посвященная «Исследованиям на Луне»; кроссворды. Шар невесомости - прибор для определения невесомости. Бланки выполнения задания. Макет Луны; плакат «Луна – естественный спутник Земли»; карточки с заданиями.
Идея игры:
Класс делится на две соревнующиеся команды, которые оспаривают право лететь на Луну. Каждому ученику раздается бланк задания, с которым он работает на протяжении двух уроков.
С целью выявления качества выполненных работ и степени их самооценки, учащиеся должны каждый этап оценить соответствующему количеству баллов (от 1 до 5), а затем по общему результату поставить адекватную оценку в конце игры.
Бланк задания каждого учащегося анализируется учителем после зачетного урока, по которым определяются лучшие астронавты и звездный экипаж.
Ход урока:
1. Организационный момент
2. Вступление. «Луна – спутник Земли».
Нет человека на Земле, который, вглядываясь в звездное
небо, не чувствовал бы его красоты и величия, который не испытывал бы желания
познать его тайны.
Сегодняшний урок посвящается «полету» на Луну. Его цель – показать, как законы динамики помогают превращать в быль самую дерзновенную мечту человечества – летать.
Тернист и сложен был путь человека в космос. Тернист и сложен наш с вами путь познания законов динамики. Этот урок построен на задачах с астрофизическим содержанием, которые определят уровень ваших знаний.
Сегодня 24 января 2005 года, понедельник.
Сегодня вы не просто ученики, а космонавты, которые находятся в Центре подготовки космонавтов к полету. Перед вами поставлена задача: подготовится к старту, произвести полет на Луну и осуществить «мягкую» посадку на Землю.
1 этап: Центр подготовки космонавтов к полёту на Луну.
Учитель: Для полёта на Луну каждой команде потребуется сплоченный экипаж. Космонавт, находясь в полете в космическом пространстве, испытывает на себе действие таких явлений как невесомость и перегрузки. Эти условия сложны и понятны.
Проверим ваши знания о понятиях перегрузка и невесомость, а так же работу вестибулярного аппарата будущих космонавтов при выполнении фигур высшего пилотажа.
Задание 1: (по одному пилоту от каждой команды)
Для того, что бы выполнить на самолете-истребителе «петлю» Нестерова, рассчитайте скорости самолетов в нижней и верхней точках траектории. (У доски решают 2 ученика, задачи написаны на карточках).
Задача 1. Летчик давит на сидение кресла самолета в нижней точке «петле» Нестерова с силой 8000 Н. Если масса летчика 85 кг, а радиус «петли» 300 метров, определить скорость самолета и перегрузку летчика в этой точке траектории.
Задача 2. Какую минимальную скорость должен иметь самолет, делающий «петлю» Нестерова в верхней точке траектории, радиус кривизны который 250 м, что бы летчик ни повис на ремнях, к которым он пристегнут?
При движении самолета по круговой орбите
сила N, действующая на летчика, должна быть
отлична от нуля. Единственная точка, где N=0 - это
наивысшая точка траектории. Если в этой точке N=0,
в следующий момент она отлична от нуля, т.к. всякое тело стремится сохранить
состояние прямолинейного движения, и следовательно, летчика прижмет к сиденью.
Пока идет решение задач, учитель работает с классом.
Учитель: Первым испытанием для космонавтов является невесомость. Невесомость это удивительное состояние. В чём оно заключается?
Задание 2: ответить на качественные вопросы (устная дуэль).
Каждой команде раздаются карточки с 5 вопросами, на которые они должны дать полный ответ.
|
№ |
1 команда |
2 команда |
|
1 |
Что такое невесомость?
Ответ: это состояние свободного падения под действием только силы тяготения к планете или звезде. |
В какой стадии движения межпланетного корабля космонавт почувствует состояние невесомости?
Ответ: с момента выключения двигателей в космическом пространстве. |
|
2 |
Почему в космосе понятие верх и низ теряют смысл для космонавтов?
Ответ: ощущение верха и низа вызваны внутренними напряжениями в организме, в следствие действия силы тяжести и реакции опоры. В космосе этого нет. |
Пишет ли перьевая ручка в состоянии невесомости?
Ответ: Пишет. Это объясняется тем, что в жидкостях существуют силы поверхностного натяжения. Без них, автоматическая шариковая ручка поставила бы большую кляксу, выпустив сразу весь запас чернил. Не образовалась бы пена, которая помогает смыть грязь. Действие перьевой ручки основано на явлении капиллярности, которое сохраняется в условиях невесомости. |
|
3 |
Можно ли в состоянии невесомости измерить вес тела при помощи пружинных весов?
Ответ: пружинными весами нельзя измерить вес тела в состоянии невесомости, т.к. в этом случае вес тела отсутствует, и в пружине не возникают деформации. |
Можно ли при свободном полете космического корабля измерить массу тела, при помощи рычажных весов? Ответ: Нельзя. Т.к. весы это равноплечий рычаг. В земных условиях равновесие наступает тогда, когда масса гирь равна массе взвешиваемого тела, о чем судят по горизонтальному положению стержня - рычага. В невесомости и опоры (чаши весов) и тела, лежащие на них, падают к земле с ускорением свободного падения, поэтому при любом соотношении массы тела и массы гирь, - весы будут находиться в равновесии. |
|
4 |
Можно ли измерить давление воздуха в кабине космического корабля барометром-анероидом, при выключенном двигателе?
Ответ: Можно. Главной частью барометра-анероида, является металлическая коробочка с волнистой гофрированной поверхностью, из которой выкачан воздух. Стрелка показывает, как меняется давление. Давление газа объясняется ударами молекул о какую-либо поверхность. |
Вытекает ли вода из носика чайника в состоянии невесомости, если его наклонить?
Ответ: Не вытекает. Причиной вытекания жидкости из носика наклонного чайника в обычных условиях, является разность давлений на различных уровнях, а однородная жидкость в сообщающихся сосудах любой формы должна находиться на одном уровне; поэтому, стремясь к этой закономерности, жидкость вытекает из носика наклонного чайника. В невесомости исчезает вес и поэтому давление в жидкости на всех уровнях одинаково. В невесомости жидкость не вытекает, ее надо из сосуда выталкивать. |
|
5 |
Справедлив ли закон сообщающихся сосудов при свободном полете космического корабля?
Ответ: закон сообщающихся сосудов в условиях невесомости не выполняется. |
Почему тела внутри спутника, движущегося за пределами земной атмосферы, невесомы?
Ответ: потому что все тела внутри спутника и сам спутник движутся практически с одинаковым центростремительным ускорением. |
Оценить ответы: за каждый правильный ответ один балл.
Проверить решение задач: пилоты комментируют ход решения задач (максимальный балл – 5)
Состояние невесомости возникает не только в космосе, но и на Земле.
Задание 3: Рассказать об устройстве принципа работы «шара невесомости», и показать его в действии (Игнатьев Кирилл).
Задание 4: Прокомментируйте вывод формулы, для расчета перегрузки, которую испытывает космонавт при взлете ракеты и в невесомости. (Через графопроектор показывается решение на экран, участники команд комментируют его.)
Подводится итог 1 этапа: «Подготовки космонавтов к полету на Луну».
Учитель: Убедившись, что вы полностью подготовлены теоретически и физически к запуску космического корабля, можно осуществлять полет на Луну.
2 этап: «Полет на Луну» (контролируемый ЦУП).
Учитель: Я - «Центр управления полетом» даю разрешение произвести полет на Луну обеим командам.
Вопрос: Что надо для того, чтобы «разорвать оковы тяжести» и выйти в открытый космос?
Ответ: ракете необходимо сообщить космическую скорость в горизонтальном направлении на высоте, атмосфера очень разряжена.
Стартуя вертикально, за пределами атмосферы на высоте 300 км от поверхности Земли, видны траектории движения ИСЗ.
Задание 5: Определить по каким траекториям будут двигаться ИСЗ с
|
Третьей космической скоростью, С эллиптической скоростью? |
Первой космической и параболической скоростью?
|
Сформулировать определения этих скоростей и чему равны их численные значения? (через графопроектор показывается на экран рисунок с траекториями движения спутников).
Вопрос: Что называется ИСЗ?
(Ответ: ИСЗ - это тело, движущееся по окружности вокруг Земли).
Учитель: Луна, это естественный спутник Земли, ближайшее к нам космическое тело, которое на протяжении многих столетий привлекало к себе внимание человечества. Луна совсем не шарообразна, однако можно записать ее средний радиус Rл=1738км, - это значительно меньше, чем средний радиус Земли Rз=6400км. Масса Луны меньше массы Земли в 81 раз, а сила тяжести на Луне в 6 раз слабее Земной. (Плакат: Луна - естественный спутник Земли).
Задания 6 и 7 выполняют одновременной две команды.
Задание 6 (1 команда): Рассчитать ускорение свободного падения у поверхности Луны, если масса Луны меньше массы Земли в 81 раз, если Rл=1738 км, а Rз=6400 км. (Решает у доски пилот 1 команды).
Задание 6 (2 команда): Докажите, что сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем сила тяжести на Земле, gл по таблице. (Решает у доски пилот 2 команды).
Остальные участники игры выполняют задание в бланке заданий задач.
Учитель: Чтобы совершить круговой полет вокруг Земли, нужно развивать скорость у поверхности Земли 8 км/с. А чтобы покинуть Луну, какая необходима скорость?
Задание 7: Рассчитать первую космическую скорость у поверхности Луны (ученик у доски).
Задание 8: Пока ученик выводит первую космическую скорость у поверхности Луны, сделать сообщение об исследованиях на поверхности Луны - «Маршрутами на Луну».
Учитель: Итак VIk=1,7 км/с, VIз=8км/с. Что легче: улететь с Земли на Луну или с Луны на Землю? (Ответ : т.к. при запуске ракеты с Луны нужна меньшая скорость 1,7 км/с, то легче улететь с Луны на Землю.)
Учитель: Корабли подлетели к Луне, выключили двигатели и вышли на круговую орбиту. Космонавтам необходимо приступить к исследованиям.
Задание 9: (выполнить в бланке заданий на местах)
|
1 команде |
2 команде |
|
Определить орбитальную скорость вращения космического корабля, движущегося вокруг Луны, на высоте 200 км от поверхности Луны, если масса Луны 7,3*1022 кг, а её радиус 1,7*106 м. |
Определите период вращения космического корабля, движущегося вблизи поверхности Луны, если её плотность равна 3 г/см3. |
Итак, подведем итог исследованиям:
1 команда: орбитальная скорость вращения космического корабля, движущегося вокруг Луны на высоте 200 км равна 1,6км/с.
2 команда: период вращения космического корабля, движущегося вблизи поверхности Луны 69 НС, если ее плотность 3г/см3.
Задание 10: плотность неизвестной планеты 681 кг/м3.
Учитель: ЦУП благодарит вас за успешно выполненные задания, дает разрешение вернуться на Землю и желает вам «мягкой» посадки.
3 этап: Возвращение на Землю - «голубую жемчужину Вселенной».
Вопрос: Знаете ли вы как возвращается космонавт с круговой орбиты на Землю? (Сообщение).
4 этап: Подведение итогов полета.
Подсчитайте общее количество балов за задания.
Оцените свою работу.
Обязательно узнать результаты игры:
Кто получил «5»? «4» и т.д.
Учитель: Завершился наш полет. Цель, поставленная перед вами, достигнута. Вы убедились, что космонавтика движет вперед фундаментальные науки. Космос - идея сильных духом людей. Он рядом. Прошлое и будущее -как на ладони. Я верю, что и некоторые из вас впишут свою страницу в историю космонавтики.
Урок показал, что вы делаете к этому первые шаги. Любите Землю, любите нашу Россию. Гордитесь тем, что первый ИСЗ, первый космонавт, первая женщина- космонавт, первый выход в открытый космос, первая орбитальная станция были наши – советские, российские. (Слова учителя сопровождаются фрагментами диафильма «Основные этапы освоения космоса»).
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Разработка направлена на повторение и обобщение следующих тем:"Вес тела. Невесомость. Перегрузка. Естественный спутник Земли. Первая космическая скорость". Основная цель урока - это проверить уровень и качество знаний, умений и навыков учащихся по данной теме, показать на конкретных примерах, что развитие космонавтики тесно связано с использованием законов механики. Урок закрепляет умения и навыки решения задач на примере расчёта первой космической скорости, перегрузки космонавтов и т. д., учит применять знания в нестандартных ситуациях, принимать решения;воспитывает любовь к планете Земля, культуру речи, чувство значимости Луны как естесственного спутника Земли. Урок направлен на развитие логического мышления при анализе проблемных ситуаций, познавательного интереса к предмету на примере решения качественных задач и выполнения демонстрационного эксперимента.
6 656 252 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Малкина Татьяна Владимировна. 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
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс повышения квалификации
72/108 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Мини-курс
5 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.