Реактивное движение

Проект урока по физике в 9 классе «Реактивное движение»

Цель урока:

1. Обобщить ранее изученные знания о законе сохранения импульса. Дать понятие реактивного движения, сформировать представление о движении ракет и их запуске. Познакомить с особенностями и характеристиками реактивного движения, с историей развития реактивного движения. 

2. Развивать самостоятельную работу с учебной и дополнительной литературой, неординарное мышление учеников;

3. воспитание непримиримого отношения к экологическим проблемам, в данном случае – загрязнению атмосферы.

Оборудование: проектор, экран, компьютер, шары, блюдо с водой

Ход урока

Видеофильм полет Ю.А.Гагарина

1 слайд

Учитель Это было 12 апреля 1961 года. Человек совершил первый в истории полет в космос. Как зовут этого космонавта?

Учитель Да, это был наш советский космонавт Юрий Алексеевич Гагарин, который совершил полет на космическом корабле «Восток-1»

Учитель  В чем главная особенность движения этого космического корабля, отличающая его от других видов движения? /Реактивное движение/

2 слайд

Откройте тетради, напишите число и тему урока « Реактивное движение» и записываем домашнее задание п.23 упр 22

Сегодня на уроке мы рассмотрим практическое применение закона сохранения импульса. Постараемся выяснить, как открытие и применение этого закона решило проблему освоения космоса – мечты лучших умов человечества? В нашем классе собрались специалисты, которым за несколько дней дано задание, изучить эту проблему. Это группы экспериментаторов, теоретиков, космонавтов, экологов, и даже историков и журналистов.

Сейчас проведем блиц – опрос по пройденной теме «Закон сохранения импульс» Поднимаем руку, кто знает ответ.

3-14 слайды

1. Что означает слово “импульс” в переводе с латинского языка? (Толчок)

2. Какой термин можно использовать вместо слова “импульс”? (Количество движения)

3. Когда была введена в науку физическая величина “импульс тела”? (конец XVII века)

4. Назовите единицу измерения импульса тела в системе СИ. (кг* м/с)

5. Как направлен импульс тела? (в сторону движения тела)

6. Что называется импульсом тела? (величина равная произведению массы тела на его скорость)

7. Формула выражающая импульс тела.( p = m * V)

8. Кем был сформулирован закон сохранения импульса? (Ньютон)

9. Формула выражающая закон сохранения импульса.( p ₁ ^/ + p ₂ ^/ = p ₁ + p_{2 )}

10. Из двух тел различной массы, движущихся с одинаковыми скоростями, импульс которого больше?

11. Из двух тел равной массы, движущихся с различными скоростями, импульс какого больше?

12. Определите знаки проекций импульсов тел.

15 слайд

Учитель Итак, к полету готовы, предоставляем слово нашим историкам (открываем страницу на браузере)

Группа историков 

Работа с меди ресурсом 3 страница

Работа с меди ресурсом 4 страница

Работа с меди ресурсом 5 страница

Учитель Спасибо историкам за их интересный рассказ. Предлагается выступить группе теоретиков вместе с экспериментаторами. Это ученики и последователи С.П. Королева.

Группа теоретиков: 

Реактивное движение – движение, возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части. Реактивное движение можно наблюдать в живой природе.

видеофильм про движение медузы

Существует способ перемещения в пространстве, когда отбрасываемая назад масса первоначально находится внутри движущегося тела. Таким образом, двигаются следующие животные:

Видео фильм слайд 16-18

Реактивное движение – единственный вид движения, который может осуществляться без взаимодействия с окружающей средой.

Открываем стр. на браузере

Работа с меди ресурсом 6 страница

видеофильм полет ракеты

Реактивное движение- это проявление закона сохранения импульса. Например, при полете ракеты продукты сгорания топлива выбрасываются из сопла ракеты с огромной скоростью, а ракета получает импульс, направленный в противоположную сторону.

Вывод формулы на доске для вычисления скорости ракеты.

Ученики оформляют в тетради

Работа с меди ресурсом 8 страница, работа с макетом космического корабля

Это формулу для мгновенного сгорания, а газ у нас сгорает постепенно.

Какую скорость приобретает ракета массой 600 г, если продукты горения массой 15 г вылетают из нее скоростью 800 м/с?

Какую скорость приобретает ракета массой 600 г, если продукты горения массой 15 г вылетают из нее скоростью 800 м/с?

Решение.

1. Кратко записываем условие задачи.

3. Записываем закон сохранения импульса для движения ракеты.

р_г=р_р

4. Решаем уравнения в общем виде.

5. Подставляем величины в общее решение, вычисляем. Перед подстановкой переводим все величины в систему СИ.

6. Ответ: скорость ракеты 200 м/с.

Ракета, масса которой вместе с зарядом равна 250 грамм, взлетает вертикально вверх и достигает высоты 150 м. определите скорость истечения газов из ракеты, считая, что сгорание заряда происходит мгновенно. масса заряда 50 грамм

M=250 г

m₁ = 50 г
m₂ = 250г - 50г =200 г
m1*V1=m2*V2 - закон сохранения импульса. Отсюда V1=m2*V2/m1
V2 = корень(2gh) - из кинематики
V2 = корень(2*10*150) = 54,77
V1 = 200*54.77/50=219

слайд 22-24

Слово экспериментаторам

Группа экспериментаторов: 

1. Опыт: движение воздушного шарика при выходе из него воздуха

2. Движение шарика в ёмкости с водой

3. Показ видеофильма про шарик, емкость с водой и горячий пар 3 фильма

Учитель На сцену приглашается наш знаменитый космонавт. Послушаем, что он нам скажет.

25 слайд

Космонавты Хочу рассказать вам что происходить при взлете космического корабля

Рассмотрим рисунок

. 1). Ускорение ракеты а на­правлено противоположно ускорению g. На космонавта действуют две силы: сила тяжести mg (со стороны Земли) и сила реакции опоры N со стороны кресла. Их равнодей­ствующая

F = N – mg направлена вверх, чтобы обеспечить космонавту ускорение а (космонавт неподвижен относи­тельно ракеты). По второму закону Ньютона

F = m а, т.е. N – mg = ma,

откуда N = mg + ma = m (a + g)..

Вес космонавта Р приложен к креслу. По третьему закону Ньютона вес космонавта равен по величине силе реакции опоры N:

P = N = m (a + g).

Из этой формулы следует, что при разгоне ракеты вес космонавта увели­чивается по сравнению с силой тяжести на величину mа. Таким образом, кос­монавт испытывает перегрузку.

Перегрузки в космических летательных аппаратах могут быть очень су­щественными, выдержать такие перегрузки могут только специально подго­товленные люди

Слайд 26-35

Учитель: Просят слово вездесущие журналисты. Приглашаем их на сцену.

Журналисты. Изучив тщательно значение реактивного движения в освоения космоса, мы решили, что оно очень большое. Это -

1. Использование реактивных двигателей в разных технических сооружениях.

2. Использование спутников

   1. для связи, осуществление телефонной и телевизионной связи,

   2. для навигации морских судов и самолетов, в метеорологии и для изучения процессов, происходящих в атмосфере;

   3. прогнозирование стихийных явлений.

   4. для проведения научных исследований,

   5. изучения космоса и физической природы других тел Солнечной системы

   6. использования и контроля природных ресурсов, охраны окружающей среды

   7. Кроме того, спутники позволяют обнаруживать лесные пожары, находить косяки рыб, следить за изменениями ледников

Учитель Последними выступают экологи.

Слайд 36-40

Экологи: На заре космической эры, ученые пытались определить перспективы развития космонавтики. Специалисты разных областей, были единодушны в том, что в условиях мирного развития цивилизации освоение космоса открывает принципиально новые возможности для повышения научно-технического потенциала человечества. Но мы, экологии, рассмотрев это развитие со всех сторон выделили несколько проблем:

1. связанный с загрязнением космического пространства

2. процессы образования озоновой дыры

3. электромагнитным загрязнением среды

А причины этих проблем – это

• это отправки в космос высокотоксичных и радиоактивных отходов надземных промышленных предприятий

• «загрязнение» Ионосферы запусками ракет-носителей и загрязнения вокруг орбитальных станции

• антропогенных воздействий на атмосферный озон ядерных взрывов в атмосфере и вызванные ими геофизические эффекты

• спутники и другие космические аппараты, вращающиеся вокруг Земли, являются источниками искусственных радиоизлучений

Из всего сказанного можно сделать вывод, что уже сейчас уделяется очень большое внимание обеспечению "экологической чистоты" ракетно-космической техники. И эта задача является чрезвычайно актуальной и от ее скорейшего решения зависят как дальнейшее развитие космической деятельности человечества, так и обеспечение существования современной цивилизации

1. Учитель А сейчас проверим как вы внимательно слушали нас

Слайды 41-43

1Существуют суда с водометным двигателем, выбрасывающим из корабля водяную струю. При этом корабль движется в сторону, противоположную направлению движения струи. Является ли движение корабля реактивным движением?

1. Да, это следует из определения реактивного движения.

2. При выстреле из ружья, стрелок ощущает удар приклада (отдача). Можно ли движение приклада считать реактивным?

2. Да, т.к. здесь мы имеем дело с замкнутой системой, если рассматривать систему ружье-пуля.

3. Ракета может получить ускорение в космическом пространстве, где вокруг нее нет никаких тел. Между тем для ускорения нужна сила, а сила — это действие одного тела на другое. Почему ускоряется ракета?

3. За счет отделяемой части ракеты - газа, который вырывается наружу с некоторым импульсом за счет его взаимодействия в камере сгорания (хим. реакции) и со всеми остальными частями ракеты.

4. От чего зависит скорость ракеты?

4. От скорости выбрасываемого газа, отношения массы газа к массе оболочки.

5. Как осуществляется торможение космического корабля?

5. Газ из сопла вылетает в ту же сторону, куда движется ракета.

Учитель:  Итоги урока. Для подведения  итогов необходимо заполнить таблицу.

Подведение итогов урока.

Слайд 44

Учитель: Спасибо всем, кто принял участие в подготовке и проведении сегодняшнего урока. Всем, кто серьезно следил за ходом изложения материала, обдумывали полученную информацию о реактивном движении, сможете узнать его среди других видов движений. И в наше время, именно, закон сохранения импульса позволяет теоретически рассчитывать скорость ракеты.

Завершить наш урок, ребята, я тоже хочу словами Константина Эдуардовича Циолковского:

"Основной мотив моей жизни – сделать что-нибудь полезное для людей, не прожить даром жизнь, продвинуть человечество хоть немного вперед."

Я хочу, чтобы эти слова стали девизом в вашей жизни, чтобы каждый из вас внес свой вклад в развитие нашей страны, общества, науки.

Скоро все будем праздновать новый год, и какой же пример реактивного движения, будут применять большая часть населения.

8