М. А. Кунаш. Астрономия. Методические рекомендации. Урок № 18

Личностные: организовывать самостоятельную познавательную деятельность; выступать с презен- тацией результатов своей работы; принимать учас- тие в общем обсуждении результатов выполнения работы.

Метапредметные: использовать основы теории формирования Солнечной системы для объяснения особенностей планет земной группы; сравнивать планеты земной группы на основе выделенных кри- териев, объяснять причины различий планет земной группы; работать с текстом научного содержания, выделять главную мысль, обобщать информацию, представленную в неявном виде, характеризующую планеты земной группы.

Предметные: указывать параметры сходства внутреннего строения и химического состава планет земной группы; характеризовать рельеф поверхно- стей планет земной группы; объяснять особенности вулканической деятельности и тектоники на плане- тах земной группы; описывать характеристики каж- дой из планет земной группы.

Основные характеристики планет земной группы (физические, химические), их строение, особенно-

сти рельефа и атмосферы. Спутники планет земной группы и их особенности. Происхождение спутни- ков. Сравнительная характеристика Марса, Венеры и Меркурия относительно Земли.

Методические акценты урока. Введением в урок является обсуждение результатов выполнения пра- ктической работы. Акцент при этом должен быть сделан на параметрах сходства планет земной груп- пы. Обсуждаются критерии объединения планет земной группы, сходство химического состава пла- нет земной группы, этапы исследования планет зем- ной группы.

Далее перед учащимися ставится задача опреде- лить специфические особенности каждой из планет земной группы, используя выделенные ранее (см. урок 16) критерии для анализа планет. Учащиеся де- лятся на три группы и выполняют следующие зада- ния.

Группа 1. Охарактеризуйте Меркурий — наибо- лее близкую к Солнцу планету земной группы, ис- пользуя представленный план.

Группа 2. Охарактеризуйте Венеру — «утрен- нюю» и «вечернюю» звезду земного неба.

Группа 3. Охарактеризуйте Марс — первую пла- нету, на которую планируется пилотируемый полет. После окончания учащимися самостоятельной работы организуется беседа, направленная на выяв- ление отличительных особенностей каждой из пла- нет земной группы. При этом учитель направляет презентации учащимися результатов работы в русло сравнения характеристик каждой из планет с Зем- лей, позволяя раскрывать уникальность каждой планеты земной группы (необходимо учесть, что об- суждение особенностей атмосферы Марса и Венеры наиболее актуально для следующего урока). Следует обратить внимание на интересные особенности пла-

нет.

При обсуждении характеристик Меркурия.

1. Атмосфера Меркурия существует, но, в отли- чие от земной, пополняется за счет захвата атомов солнечного ветра и непрерывно рассеивается.

2. Выраженная эллиптическая орбита приводит к тому, что на долготах 0 и 180 можно наблюдать три восхода и три захода Солнца.

3. Значительная продолжительность солнечных суток — на экваторе планеты день и ночь сравнимы с меркурианским годом.

4. По международному соглашению крупным кратерам присваиваются названия в честь выдаю- щихся деятелей гуманитарных наук и искусства. Среди них — М. Ю. Лермонтов, А. С. Пушкин, П. И. Чайковский и др.

При обсуждении характеристик Венеры.

1. Атмосфера Венеры, первоначально сходная по химическому составу с атмосферами Земли и Марса, формировалась в условиях незначительного количе- ства воды и в большей близости к Солнцу. Следстви- ем своеобразия атмосферы выступает явление «су- меречной дуги» — вблизи нижнего соединения Венеры в фазе узкого серпа «рога» удлиняются, а иногда и смыкаются друг с другом — и объясняет- ся преломлением солнечного света в атмосфере пла- неты.

2. Направление вращения планеты противопо- ложно вращениям всех планет земной группы и зна- чительно медленнее, что обусловливает незначи- тельное магнитное поле.

3. Сравнительно недавно решена загадка периода обращения Венеры — радиолокационные наблюде- ния показывали 243-суточный период, снимки кос- мических аппаратов в ультрафиолетовых лучах — 4-суточный период. Наблюдения с аэростатов, запу- щенных с АМС «Вега-1», «Вега-2» показали наличие широтных ветров в верхних слоях атмосферы с 4-су- точным периодом.

При обсуждении характеристик Марса.

1. Движение спутников отличается друг от друга скоростью. Так, Фобос за один марсианский день бо- лее 3 раз успевает «обежать» вокруг планеты в пря- мом направлении, Деймос имеет меньшую, чем Марс, угловую скорость вращения, следовательно, восходит и заходит не каждый день.

2. Вследствие выраженной эллиптической орби- ты планеты каждые 15—17 лет происходит Великое противостояние, когда планета максимально при- ближена к Земле.

Эксперименты, проводившиеся на планете биоло- гическими лабораториями по поиску следов органи- ческих соединений, с одной стороны, дали отрица- тельный результат. С другой стороны, полученные результаты были неожиданными, так как реакции, протекающие на Земле около полумесяца, в лабора- торных условиях на Марсе завершались за двое су- ток, что, вероятно, связано с наличием в составе марсианского грунта сильно окисленных веществ.

При сравнении Земли и других планет земной группы важно акцентировать внимание учащихся на следующем:

• углы наклона осей к плоскостям орбит у Земли и Марса обеспечивают смену времен года;

• ни одна из планет земной группы не имеет спутников планетоидного типа (спутники Марса от- носятся к астероидным телам);

• несмотря на наличие слабых магнитных полей планет земной группы, только у Земли магнитное поле достаточно для возникновения радиационных поясов;

• азотно-кислородная атмосфера Земли резко от- личается от углекислой атмосферы Венеры и Марса. Последний аспект завершает урок и является предпосылкой для следующего занятия — урока- дискуссии «Парниковый эффект: польза или

вред?».

Домашнее задание. § 18; подготовка сообщений к уроку-дискуссии по проблеме парникового эффекта; практическое задание.

Самой высокой горой на планете Земля считается Эверест. Ее высота достигает 8848 м. На других пла- нетах Солнечной системы есть свои уникальные гор- ные образования. Так, на Меркурии высота гор до- стигает 3 км, а на Венере 11 км. Но самые высокие во всей Солнечной системе горы на Марсе: Павонис (Павлин) — 14 км, Аскреус — 18 км, Арсия — 19 км и, наконец, Олимп — 21,2 км. Сила тяжести, плот-

ность и состав горных пород являются ведущими факторами в образовании гор и их высот на любой планете.

1. Оцените предельную высоту гор, учитывая, что форму горы можно принять конусообразной, плот- ность материала горы равной плотности планеты, а предельное давление, которое может выдержать горная порода, соответствует пределу прочности. (Примечание: при оценке высоты считать, что уско- рение свободного падения остается для космическо- го тела постоянным и равным ускорению свободного падения на поверхности планеты.)

2. Используя данные, приведенные в таблице, проведите теоретические расчеты предельной высо- ты гор на Земле и Марсе и сравните их с практиче- скими значениями.

Комментарии для учителя к решению задания: пусть предельное давление, которое выдерживает горная порода, составляет р. Ему соответствует вели- чина предела прочности. Если гора имеет форму ко-

нуса высотой Н с основанием площадью S, а ее плот-

ность , можно записать:

p = ^F = ^mg . Масса горы

S S

конусообразной формы может быть определена как

m = V = ¹ HS. Выразим высоту горы:

3

H  ^{3 p} .

g

Используем закон всемирного тяготения для опреде- ления ускорения свободного падения на поверх-

ности планеты: H 

^{3 pR}2 . При расчете предельной

GM

высоты гор на Земле H  11 372 м, для Марса

H  29 626 м. Оба значения сопоставимы с практиче-

скими данными планет (соответственно 8848 м и 21 200 м).

1. Сравнительная характеристика рельефа пла- нет земной группы.

2. Научные поиски органической жизни на Мар-

се.

1. Органическая жизнь на планетах земной груп-

пы в произведениях писателей-фантастов.

1. Атмосферное давление на планетах земной группы.

2. Современные исследования планет земной группы АМС.

1. Радиус Марса составляет 0,53 земных радиуса, а масса — около 0,11 массы Земли. Определите уско- рение свободного падения на Марсе, зная ускорение свободного падения на поверхности Земли.

2. Средняя плотность Венеры 5200 кг/м³. Каково ускорение свободного падения на поверхности Вене- ры, если ее радиус превышает радиус Земли на чуть более чем 100 км?

3. Определите массу Меркурия, если средний ра- диус планеты составляет 2420 км, а ускорение сво- бодного падения на поверхности планеты 3,72 м/с².

http://www.astrogalaxy.ru/index.html — Проект

«Астрогалактика».

http://galaxy-science.ru/stati.html — Космиче- ский портал.

http://www.cosmos-journal.ru — Космос-журнал.

1