Искусственные спутники Земли

Интегрированный

урок по физике в 9 кл.

( физика и космос )

Тема: Искусственные спутники Земли.

Первая космическая скорость.

Цели: Дать понятие о первой космической скорости, научить рассчитывать эту скорость. Рассказать о первом искусственном спутнике Земли и о современных спутниках, а так же о развитии космонавтики. Активизировать мыслительную деятельность и развивать внимание.

Оборудование: Таблица «Космический корабль « Восток» ; диапроектор; цветная вклейка 3 или плакат.

1.Проверка домашнего задания.

А). Рассказать о невесомости и ее причинах.

В). Упр. 19 (№8) на доске с объяснениями.

Дополнительные вопросы: 1.Дать формулировку 2 закона Ньютона.

2.Какие силы называются силами всемирного тяготения?

3.Сформулировать закон всемирного тяготения.

2.Объяснение нового материала.

- Звучит мелодия песни «Притяжение Земли». -

На фоне этой мелодии читается стихотворение:

Жить и верить - это замечательно!

Перед нами небывалые пути.

Утверждают космонавты и мечтатели,

Что на Марсе будут яблони цвести.

Мы с вами живем в век научно – технического прогресса, как говорят , в космический век. Что это значит?

-Выслушиваются ответы на этот вопрос.

Да, но не всегда люди летали в космос..Много трудных дней и ночей провели ученые и конструкторы, чтобы 12 апреля 1961 года впервые в мире в космос полетел человек – Ю.А.Гагарин.- Наш с вами соотечественник. А до этого в космос запускали искусственные спутники Земли без экипажа. Так вот тема нашего сегодняшнего урока:

«Искусственные спутники Земли. Первая космическая скорость.»

На предидущих занятиях мы с вами изучили, как движется тело, которому на высоте h над Землей сообщена начальная скорость v в горизонтальном направлении, т.е. параллельно поверхности Земли. При этом траекторией тела является парабола.

При рассмотрении такого движения мы считали, что поверхность Земли плоская. Такое упрощение справедливо при небольших скоростях, при которых перемещение тела в горизонтальном направлении сравнительно невелико.

На самом же деле Земля – это шар. Поэтому, одновременно с продвижением тела по своей траектории , поверхность Земли несколько удаляется от него. Следовательно, можно подобрать такое значение скорости, при котором поверхность Земли, вследствие ее кривизны, будет удаляться от тела на столько, на сколько тело приближается к Земле, вследствие притяжения к ней. В этом случае тело будет двигаться на постоянном от Земли расстоянии h, то есть по окружности с радиусом:

R=Rз+h.

Наша с вами задача: выяснить, какова же эта скорость?

Так как тело движется равномерно по окружности, то его ускорение по модулю равно :

а=v/R+h;

Это ускорение сообщает телу сила тяготения Земли, модуль которой: 2

F=GMm/(R+h).

По второму закону Ньютона:

2 2

а=F/m=GMm/ (R+h)m =GM/( R +h);

2

v/ R+h =GM/ (R+h) ;откуда следует:

2 2

v = GM(R+h)/(R+h) =GM/R+h.

V= GM/R+h (*)

Если телу сообщить в горизонтальном направлении скорость, определяемую формулой (*) , то оно станет искусственным спутником Земли.

Давайте вычислим эту скорость для спутника, запускаемого вблизи поверхности Земли. Для такого случая h=0, следовательно

V= GM/R.

Но ранее нами была получена такая формула для ускорения свободного падения: 2

g=GM/R .

Следовательно: GM/R = gR отсюда v= gR.

6

Но g =9,8 м/с и R = 6,4 10 .

6 3

V= 9,8 .6,4.10 = 8.10 м/с =8 км/с.

Эту скорость в горизонтальном направлении нужно сообщить телу у поверхности Земли, чтобы оно не упало, а стало ее спутником, движущимся по круговой орбите.

Такую скорость называют первой космической скоростью. ( см. цветную вклейку 3 или плакат).

Это огромная скорость, почти 29 000 км/ч.

В 1957 г. впервые в истории человечества советским ученым удалось с помощью мощной ракеты сообщить первую космическую скорость телу, массой 84 кг. Это тело стало первым искусственным спутником Земли.

• Кадр из диафильма с 1 ИСЗ.-

Давайте вспомним кадр из фильма « Укрощение огня» ( лучше показать, если есть.)

• Главный конструктор Башкирцев, роль которого играл известный артист Кирилл Лавров, подышав на полированный бок «шарика» нежно погладил первый искусственный спутник Земли.

• Или фильм «Взлет», в котором роль Циалковского исполнил

Е.Евтушенко.

-После показа фильма он сказал:

«Благодаря Циалковскому, я теперь меньше пишу о преходящем.»

-Как вы думаете, какое отношение Циалковский имеет к ИСЗ?

(Выслушиваются ответы учащихся.)

-Небольшое сообщение об К.Э.Циалковском.-

А сейчас несколько подробнее об ИСЗ нам расскажет ученик…

-Сообщение на тему «ИСЗ». См. «Энциклопедичес-

кий словарь юного астронома», стр. 106.

3. Закрепление и обобщение материала.

А теперь, ребята, давайте обобщим то, что мы с вами узнали на сегодняшнем уроке.

(Выслушиваюся учащиеся).

И закончить хочется теми же стихами:

«Хорошо, когда с тобой товарищи,

Всю Вселенную проехать и пройти.

Звезды встретятся с Землею расцветающей,

И на Марсе будут яблони цвести.»

Звучит музыка песни «Притяженье Земли".

А теперь запишем домашнее задание:

&40; вопросы 1 – 4 ; Упр.22 №1.

Если останется время для закрепления изученного материала решаем задачу №3 из Упр.22.

№3.

Найти: h

Дано: v=6 км/с ; -11

G=6,67.10 Н.м/кг

М= 6.10 кг.

В ответе должно получиться h=4740 км.

К О Н Е Ц.