Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Внеклассное мероприятие по учебной дисциплине ОУД.08. Физика на тему " Освоение космоса со времен Ю.А. Гагарина до наших дней"

Внеклассное мероприятие по учебной дисциплине ОУД.08. Физика на тему " Освоение космоса со времен Ю.А. Гагарина до наших дней"

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Внеклассное мероприятие по учебной дисциплине ОУД.08. Физика на тему : «Освоение космоса со времен Ю.А. Гагарина до наших дней».


Цели внеклассного мероприятия (слайд 2):

  • Расширить кругозор учащихся по физике.

  • Развивать внимание, смекалку.

  • Развивать познавательный интерес учащихся к освоению космического пространства.

  • Воспитывать гордость за свою страну



План. (слайд 3)

  1. «Человек в космосе!»

2. Кто такие космонавты и астронавты?

3. Как готовят космонавтов к полету?

4. Что чувствует человек при полёте?

5. Что такое невесомость?

6. Влияние невесомости на организм человека.

7. Как космический корабль выводят в космос?

8. Что такое космические станции? Что такое МКС?

9. Видеотур по МКС

10. Питание космонавтов.

11. Зачем надевать скафандр?

12. «Ку́пол»

13. Как космонавты возвращаются на Землю?

14. Вывод

15. Рефлексия.

16. Симфония МКС - Интервальная съемка Земли с Международной космической станции.



(слайд 4) Ещё с древних времен бесконечно-глубокое пространство, усыпанное множеством сияющих алмазов, манило людей и притягивало их взгляды…

С тех пор как на Земле существуют люди, они всегда жаждали знать больше о небесных телах, о далеких звездных мирах, о необъятной волшебной вселенной…

Наконец человек достиг того, к чему стремился многие миллионы лет…



1. «Человек в космосе!» (слайд 5)


55 лет назад 12 апреля 1961 года все люди прильнули к радиоприёмникам, телевизорам, а также на улицах к динамикам откуда звучал голос Юрий Борисович Левитана. А вы знаете кто такой Левитан Ю.Б.? (слайд 6)


А вы знаете какое чувство возникло у людей вновь услышать этот голос рано утром, ведь на дворе шло послевоенное время, в людях жива острая память войны? А именно Левитан Ю.Б. впервые сообщил о начавшейся войне.


Но информация которую Юрий Борисович сообщил была следующей:

12 апреля 1961 года голос Левитана известил человечество о выводе космического корабля с человеком на борту на околоземную орбиту. Мир замер в восхищении, а потом взорвался ликованием. Юрий Гагарин стал символом победы человеческого разума. Включить голос.

Космос является по существу большой физической «лабораторией», где возникают условия, часто совершенно недостижимые в земных физических лабораториях и представляющие поэтому исключительный интерес для науки.

Прежде чем в космос полетел первый человек, учёные сначала отправляли в космическую неизвестность различных животных. Первыми космонавтами разведчиками были собаки, кролики, насекомые и даже микробы. Первая маленькая мышка – космонавт пробыла над Землёй почти целые сутки. В её чёрной шерстке появились белые волоски. Они посидели от космических лучей, но мышка вернулась живой.

12 апреля 1961гоа планету потрясла неожиданная весть: «Человек в космосе! Русский, советский!». (слайд 7-14)

Больше часа, а именно 108 минут (1час 48минут), длился первый полёт человека в космос. За это время корабль облетел весь земной шар и опустился в точно заданном районе. Юрий Алексеевич Гагарин вернулся на Землю живым и здоровым, и учёные решили, что человек может жить и работать в космосе. Сейчас космонавты подолгу живут и работают на космических станциях, проводят много различных научных опытов по исследованию космоса и других планет галактики. (слайд 15-16)

2. Кто такие космонавты и астронавты?

Людей, которые побывали в Космосе, называют в нашей стране космонавтами, а в США астронавтами. Сейчас уже более 500 землян побывали в Космосе, а некоторые сделали это не один раз.

Для работы космонавтов и астронавтов существуют международные космические станции, которые вращаются на околоземной орбите, то есть облетают нашу планету, не удаляясь и не приближаясь к ней. На орбитальную станцию космонавтов и астронавтов доставляют космические аппараты.

3. Как готовят космонавтов к полету? (слайд 17)

Системы отбора и подготовки космонавтов проводятся в «научно-исследовательском испытательном центре подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина». В МО Звёздный городок. (слайд 18)


Отбор в отряд первых космонавтов начался за два года до легендарного старта. Главный конструктор Сергей Королев изложил требования - возраст примерно 30 лет, вес до 72 килограммов, рост - не выше 170 сантиметров.

Подготовка космонавта к старту очень ответственное задание. Человек, отправляющийся в космос, должен не только быть полностью здоровым, но и обладать способностью выдерживать значительные нагрузки, особенно при прохождении через плотные слои атмосферы. У кандидата должно быть идеальное здоровье, устойчивая психика, сверхвыносливость, волевой характер, стремление учиться новому и трудолюбие.

До того как выйти в открытый космос, космонавт проходит много всяческих тренировок и обследований.

  1. Лётная подготовка включает в себя полёты на современных истребителях и тяжёлых транспортных самолётах. (слайд 19)

  2. Парашютная подготовка моделирет реальную стрессовую обстановку. Космонавту даются разнообразные задания, которые он должен выполнить в короткий промежуток времени при свободном падении и после раскрытия парашюта. (слайд 20)

  3. Центрифуга. Для моделирования перегрузок используется специальная быстро вращающаяся центрифуга, внешне напоминающая огромную гантель, на одном конце закреплена кабина с космонавтом, а на другом – противовес. (слайд 21)

  4. Вестибулярные тренировки. Подготовка к пребыванию в невесомости называются вестибулярной тренировкой. Самые известные приспособления, предназначенные для этой цели, - «кресло Барани» и «качели Хилова». (слайд 23-24)

  5. Баро- и термо-. Для того чтобы определить, насколько организм готов к атмосферным изменениям, в первую очередь, к кислородному голоданию, космонавтов тренируют в барокамере: поднимают на высоту до 5 тысяч метров без кислородной маски. Это тренировка особенно пригодится во время возникновения нештатных, аварийных ситуаций, когда снижается содержание кислорода и резко «скачет» давление. В термокамере проверяют способность космонавта выдерживать высокие температуры. (слайд 25-27)

  6. Психику космонавтов тренируют в сурдокамере – специальное звукоизолированное помещение, где основные органы чувств человека искусственно лишают внешних «раздражителей». Замкнутое пространство, осознание оторванности от Земли – серьезная психологическая нагрузка, которая усугубляется непреходящим стрессом от ожидания опасности.(слайд 28)

  7. На специальных тренажерах и стендах отрабатываются навыки управления кораблем на всех этапах полёта, который максимально приближен к реальной обстановке: вывод на орбиту, ориентация по Солнцу, планетам и данным служб, расположенных на Земле, сближение, стыковка и расстыковка корабля, реализация специальных задач, предусмотренных программой. (слайд 29)

  8. Кандидаты сдают экзамены по ста с лишним предметам, (математике, физике, русскому языку) и специальным: проверяются знания устройства корабля и систем его управления, этапы полета и др. Методички и пособия, по которым готовятся кандидаты, нельзя переписывать, фотографировать или брать «на вынос». Только заучивание, и это при том, что объемы информации, которую необходимо освоить, огромны. После сложных и продолжительных тренировок весь экипаж сдаёт госэкзамен, после которого им присваивается квалификация «космонавт-исследователь» или «космонавт-испытатель». Экзамен принимает специальная Госкомиссия.

4. Что чувствует человек при полёте?

Космонавты, побывавшие в космосе, рассказывают, что в условиях невесомости человек чувствует себя легко и хорошо. При возвращении на Землю вес человека возвращается, и он испытывает непривычное чувство тяжести. Несмотря на специальную тормозную систему, корабль несётся к Земле с огромной скоростью, и человек испытывает сильные перегрузки. Они имитируются на Земле, что позволяет космонавту переносить нагрузку на организм без последствий.

5. Что такое невесомость? (слайд 30)

Явление невесомости тела возникает при отсутствии действия на него силы реакции опоры. Вес - это сила, с которой тело, вследствие притяжения земли, давит на опору или подвес. При отсутствии этой самой опоры вес тела становится равным нулю, и на него действует только сила тяготения.

Как можно потерять вес?
Космонавты, находясь на орбите Земли, испытывают невесомость, так как постоянно пребывают в состоянии свободного падения. Кратковременное явление невесомости можно испытать на земле. Оно, например, возникает при свободном падении (длительность около10 секунд) и  в полете самолёта при его движении по особой траектории, при попадании в «воздушные ямы»  (длительность 20-30 секунд).

В настоящее время невесомость широко используется при производстве металлических сплавов для их большей прочности, получения стёкол с определённым углом преломления, а также в других более сложных физико-химических процессах. Например, при производстве монокристаллов полупроводников. 

6. Влияние невесомости на организм человека

Явление невесомости не такое безобидное, как кажется на первый взгляд. Было доказано, что, кроме дискомфорта и потери ориентации в пространстве, присутствуют другие негативные факторы. При длительном нахождении в невесомости в организме человека происходят изменения в системе кровообращения, нарушается обмен веществ и другие системы организма. Поэтому перед отправкой в космос и по возвращении на Землю люди проходят тщательное медицинское обследование.

Что такое невесомость для новичка? Это головокружение, потеря ориентации. Возможно возникновение различных иллюзорных ощущений. Тело начинает приспосабливаться к новым условиям, но на перестройку нужно время. Как правило, работа организма налаживается в течение десяти дней. Из-за отсутствия силы тяжести уменьшается общая нагрузка на организм. В результате космонавты в невесомости теряют массу, у них снижается работоспособность и, наоборот, повышается утомляемость. Изменяется и соотношение химических элементов в тканях: кости теряют часть необходимых им минералов. Нередко по возвращении на Землю после длительного пребывания на станции космонавт становится выше на несколько сантиметров. Причина кроется в той же невесомости. Результаты такого скачка роста бывают не самые приятные: возможно появление болей, ущемление нервов.

7. Как космический корабль выводят в космос? (слайд 31)

Астронавты НАСА раньше летали на шатлах (челноках) . Космический челнок, или шаттл — это корабль многократного использования. Но они все выработали свой ресурс и находятся в музее. Сейчас наши космонавты и американские астронавты летают на МКС на наших российских кораблях "Союз" и американском "Dragon". Наши корабли "Союз" являются одноразовыми. На орбиту корабль доставляет ракета-носитель. А для возвращения на Землю используется спускательный аппарат. Сам корабль сгорает в плотных слоях атмосферы. Несгоревшие обломки падают в Алтае. (слайд 32-35)

Чтобы преодолеть земное притяжение, корабль должен развить определённую скорость в нужном направлении. Минимальная скорость, необходимая кораблю для выхода на околоземную орбиту и пребывания на ней, называется первой космической, или орбитальной скоростью равную 8,7 км/с. Для выхода за пределы околоземной орбиты, чтобы свободно преодолеть земное притяжение, кораблю необходимо развить вторую космическую скоростью равную 11,3 км/с.

Выведение на орбиту не занимает много времени — всего 526 секунд, чуть меньше девяти минут. Во время выведения на орбиту члены экипажа испытывают три волны перегрузок — по количеству ступеней у ракеты-носителя. В момент наступления перегрузок грудную клетку сдавливает так сильно, что дышать привычным способом уже не получается, поэтому космонавтов учат дышать при помощи живота, это особенно важно при спуске, когда перегрузки побольше. Каждая перегрузка длится не долго, но даже для тренированного организма заметна.

Когда космический корабль выходит на орбиту, наступает невесомость. Космонавты узнают об этом при помощи «индикатора невесомости» — маленькой мягкой игрушки, выполняющей скорее функцию талисмана, нежели физического прибора. Она подвешивается на резиночке к пульту космонавта. Такие игрушки-амулеты есть у каждого экипажа — это тоже традиция. На выведении перегрузки действуют на игрушку так же, как и на космонавтов. Но космонавты лежат в своих ложементах и к тому же затянуты привязными ремнями. А игрушка просто висит на своей резинке. Под действием перегрузок резинка растягивается, потому что игрушку тянет в сторону, противоположную движению ракеты. Как только наступает невесомость, игрушка начинает свободно парить в воздухе.


Внешнее восприятие невесомости для космонавта — пинок в зад. Это толкатель отбросил корабль от третьей ступени ракеты после выведения на орбиту. А внутреннее восприятие космонавта аналогично хорошо знакомому нам по урокам физкультуры в первом классе школы кувырку вперед или назад на мате.
Выведение на орбиту выполнено, и космонавты поздравляют друг друга. У них наступает короткая эйфория: свершилось — мы в космосе! Сейчас они на высоте 202 километра над Землей.

На первых двух витках (каждый виток — примерно полтора часа) вокруг Земли космонавты напряженно работают: проверяют герметичность отсеков и готовность систем корабля. Еще им нужно проконтролировать раскрытие солнечных батарей, которые необходимы, чтобы на корабле была энергия для работы всех приборов и устройств. После раскрытия батарей требуется закрутить корабль так, чтобы солнечные лучи все время отвесно падали на них. Тогда и электрическая энергия будет вырабатываться непрерывно. Наконец, следует доложить о результатах проверок и о своем самочувствии в ЦУП.

После двух витков космонавтам дают разрешение перейти в бытовой отсек и снять скафандры. Только сейчас они могут первый раз сходить в туалет . После этого необходимо разложить скафандры на просушку (тоже в бытовом отсеке), после напряженного труда человек всегда мокрый, а значит, и подскафандровое белье, и скафандр стали влажными. Теперь можно умыться и поесть.

На третьем витке начинается первый маневр — экипаж поднимает орбиту своего корабля. А заканчивается он уже на четвертом витке. Импульсы рассчитываются баллистическими службами так, чтобы корабль прибывал к станции в середине тридцать второго витка.

День был трудный, и вскоре космонавты размещаются на отдых — двое в бытовом отсеке, один — в спускаемом аппарате. Если космонавт расположился в бытовом отсеке головой к стыковочному узлу, то он может ощутить отрицательную перегрузку и прилив крови к голове. Такие детали необходимо учитывать. (слайд 37-38)

8. Что такое космические станции?

Станции — это настоящие «космические дома», в которых живут, занимаются научными работами, наблюдениями за поверхностью Земли, Луны, других планет, фотографируют их. На некоторых космических станциях установлены особо мощные телескопы, которые позволяют людям заглянуть ещё дальше в глубины Вселенной.

Что такое МКС? (слайд 39)

В Космосе, на околоземной орбите сейчас работает Международная Космическая Станция, сокращённо МКС. Её строительство велось в несколько этапов и завершилось в 2004 г. В строительстве участвовало 15 стран. Станция огромна: её длина 108 м, ширина — 90 м, а вес — около 450 тонн. Первый экипаж посетил МКС уже в январе 2000 г.

9. Видеотур по МКС проводит один из астронавтов НАСА - Синута Уильямс. Она рассказывает о каждом модуле станции и научно-исследовательской лаборатории. (слайд 40)


10. Питание космонавтов.

Одна из непростых и одновременно интересных задач для организаторов пилотируемых полетов — обеспечение космонавтов легко усваиваемой организмом под воздействием невесомости едой в удобной форме. На сегодняшний день перечень блюд, доступных для российских космонавтов, насчитывает 250 пунктов. Иногда грузовой корабль, стартующий к станции, доставляет свежее блюдо, заказанное кем-то из команды. Основу рациона составляют сублимированные продукты.

Все жидкие блюда, напитки, а также пюре упаковываются в алюминиевые тубы. Тара и оболочка продуктов продумывается таким образом, чтобы избежать появления крошек, парящих в невесомости и могущих попасть кому-то в глаз или дыхательные пути. Например, печенье делается достаточно маленьким и покрытым оболочкой, тающей во рту, хлеб производится порционными кусками, которые можно полностью положить в рот, а не откусывать, чтобы не создавать крошки. Те же законы и правила распространяются на жидкости. Сегодня астронавты могут солить и перчить свою еду, но в форме жидкости, чтобы высыпанные крупинки не вызвали затруднение дыхания.

Едят в космосе с закрытым ртом и при включенном пылесосе — не дай бог крошка улетит. Перед тем, как еда полетит в космос, она проходит двукратную дегустацию космонавтами. При этом они выставляют ей оценки по 10-бальной системе. Если продукт не набрал 5-6 баллов, то в космос он не попадёт. При сублимации сохраняется 90% натурального вкуса, поэтому многие блюда получают высокую оценку. Этот процесс длительный. Чтобы уменьшить вес продуктов, их сначала обезвоживают, а на орбите космонавты уже сами приготавливают пищу, размешивая пакетики сухих продуктов с водой.

Сублимационная сушка продуктов — это удаление влаги из свежезамороженных продуктов в условиях вакуума. Процесс сублимационной сушки продуктов физически состоит из двух основных. Первый этап это замораживание продукта при температуре ниже его точки затвердевания (-20…-30градусов Цельсия). Причем любых: мяса, творога, сливочного масла, овощей, фруктов. Второй этап досушивание — сублимирование, удаление льда или кристаллов растворителя при очень низкой температуре не выше +40 градусов Цельсия. В результате достигается высокая степень сохранности всех наиболее биологически ценных компонентов исходного сырья. Продукты сохраняют вкус, цвет и все полезные свойства.

Вес сублимированных продуктов в среднем снижается от 1/5 до 1/10 начальной массы. Столь малый вес сублимированных продуктов исключительно важен для существенного сокращения расходов при их транспортировке. Поднять в космос 1 кг веса стоит от 5 до 10 тысяч долларов. А человеку в сутки требуется 1,5 кг еды. Так что еда космонавта стоит от 10 000 рублей в день. Холодильник для хранения сублимированных продуктов не нужен. Как правило, упаковываются сублимированные продукты в трехслойные металлизированные или полиэтиленовые пакеты с азотным наполнением весом от 2г до 5000г, в зависимости от продукта.

11. Зачем надевать скафандр?

Для того чтобы выйти из корабля в открытый Космос, нужна мощная защита, скафандр. Это специальный костюм, который предохраняет космонавта от очень высоких и очень низких температур, космического мусора, губительных солнечных лучей. На поверхности Земли от этого нас защищает атмосфера, но в открытом Космосе именно скафандр играет роль такой же защитной оболочки. Даже один маленький прокол в скафандре может привести к гибели, ведь через него уйдет воздух, без которого человек не сможет дышать. Кроме того, скафандр космонавта должен быть соединён с кораблём тросом, иначе тот не сможет вернуться обратно. Скафандрах – все они российского производства. Для полетов используются скафандры «Сокол», для выхода в открытый космос – «Орлан». Российские скафандры можно надеть без посторонней помощи

КАКИЕ ЕСТЬ ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О СКАФАНДРЕ?

Внешний слой скафандра и прозрачный пластиковый шлем защищают от вредной солнечной радиации и частичек космической пыли.

Внутри шлема циркулирует кислород, что предотвращает запотевание пластика.

В мягком внутреннем слое скафандра проходят трубки с водой для охлаждения или подогрева тела космонавта.

В рюкзаке на спине есть запас кислорода для дыхания космонавта. Кислород поступает из баллона, его запаса хватит на 7 часов. Космические скафандры должны не только иметь систему жизнеобеспечения, но и защищать от опасностей Космоса

12. «Ку́пол» (итал. cupola) — модуль Международной космической станции (МКС), представляющий собой панорамный обзорный купол, состоящий из семи прозрачных иллюминаторов. Предназначен для наблюдения за поверхностью Земли, космическим пространством и работающими в открытом космосе людьми или техникой.

13. Как космонавты возвращаются на Землю?

С орбиты или международной комической станции космонавты возвращаются в пилотируемом космическом корабле СОЮЗ ТМА-04М находясь в спускаемой капсуле. В плотных слоях атмосфера корабль сгорает, а капсула с экипажем благополучно приземляется на землю

14. Вывод. (слайд 41)

Одна из важнейших задач космонавтики – было создать целый комплекс приборов и электронно-вычислительных машин, с помощью которых космонавты могли сами ориентироваться по звездам, находить свое место в космическом пространстве и рассчитывать поправки своей траектории; определять скорость, ускорения и точное направление своего движения; быстро обрабатывать полученные показания. Таким образом, космонавтика, это небесная механика и кинематика тел в физическом поле тяготения, это спектральный анализ, это радиосвязь и лазерная связь, это термодинамика и двигатели, то есть это все разделы физики и химии.
Движение космических аппаратов осуществляется по законам, которые были открыты на Земле при изучении движения свободно падающих тел. А использование законов Ньютона позволило астрономам не только рассчитать размеры Солнечной системы, но и составить точный «график» движения планет, их спутников и комет.
Развитие астрономии, в частности астрофизики и космонавтики, способствует развитию физики. Вселенная для ученых представляет собой как бы огромную физическую лабораторию. Вещество в ней находится нередко в таких состояниях, которые нельзя получить на Земле. Многие физические открытия были сделаны при анализе явлений в космосе. Так, газ гелий был открыт при исследовании солнечного света, а затем его обнаружили в атмосфере Земли.
Отсюда и его название – helios, в переводе с греческого означает Солнце. Открытие прибора спектроскопа (рис.13) 
Бунзеном и Кирхгофом с телескопом позволило анализировать излучение Солнца и установить его химический состав.

Оказалось, что там присутствуют те же элементы, что и на Земле.
Спектроскоп может разложить пучок света от звезды на его цветовые составляющие. Измерения с помощью спектроскопа показали, что звезды образованы раскаленными газами, а планеты только отражают их свет. Благодаря спектроскопу астрономы стали астрофизиками,  изучающими состав различных объектов Вселенной.
И в  настоящее время бурное развитие получила
астрофизика. Это часть астрономии, которая изучает физические свойства небесных тел и процессы, протекающие в них и в космическом пространстве. При изучении этой части широко используют физические законы, поэтому она и получила такое название.
Космические аппараты сделали снимки планет Солнечной системы, а новейшие телескопы позволили заглянуть в самые глубины Вселенной. Сейчас создаются основы
нейтринной астрономии, которая будет доставлять ученым сведения о процессах, происходящих в недрах космических тел, например, в глубинах нашего Солнца. Появление  нейтринной астрономии стало возможным только благодаря успехам физики атомных ядер и элементарных частиц.

15. Рефлексия. (слайд 42)

Что я узнал нового и интересного?


Что понравилось? Почему?


Нужна ли мне физика для повышения моего интеллектуального уровня?

Что бы я ещё хотел узнать о космосе?

16. Симфония МКС - Интервальная съемка Земли с Международной космической станции. (ISS Symphony - Timelapse of Earth from International Space Station | 4K) (слайд 43)


http://www.rusnasa.ru/video-kosmosa/314-eto-stoit-uvidet-smotret-tolko-v-polnyy-ekran.html



11


Автор
Дата добавления 02.11.2016
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров7
Номер материала ДБ-312294
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх