Урок "Искусственные спутники Земли"

Время

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1 мин

Организация начала занятий

Приветствие учащихся

Проверка готовности к уроку

2 мин

Актуализация знаний

Фронтальный опрос

1. Какое движение называют свободным?

1. Как происходит движение тела по окружности?

1. Как называется это ускорение?

2. По какой формуле можно вычислить модуль вектора центростремительного ускорения?

Движение, которое происходит только под действием силы тяжести.

При движении тела по окружности модуль скорости остается постоянным (меняется только направление скорости), оно всегда происходит с ускорением

Центростремительное ускорение

2 мин

Целеполагание, мотивация

Сегодня на уроке нам пригодятся эти формулы и ваши знания, чтобы успешно справиться с поставленными задачами.

Ответьте, пожалуйста на вопрос: Кроме привычных нам звезд и луны в ночном небе, мы видим яркие огни, двигающиеся по небосводу? Как вы думаете, что это?

Побуждает учащихся к формулировке темы урока.

Итак, тема сегодняшнего урока «Искусственные спутники Земли»

Скажите пожалуйста, а что вы уже знаете о спутниках земли, (естественных, искусственных)

и что бы еще хотели узнать об ИСЗ?

На какие вопрос мы должны ответить сегодня?

Что такое ИСЗ

Всякое ли тело может стать ИСЗ?

Учитель, предлагает учащимся сформулировать цель урока с помощью опорных глаголов. (изучить, выяснить, доказать, сформулировать, проанализировать, разобраться)

Возможные ответы самолеты, ракеты, ИСЗ

Записывают тему урока в тетрадь

Возможные ответы: У Земли единственный естественный спутник- Луна.

ИСЗ наблюдают за погодой, нужны для связи и др.

Ответ: Нет не всякое

Учащиеся участвуют в постановке цели урока.

Познакомиться с понятиями ИСЗ, узнать об условиях, при которых тело становится ИСЗ.

12 мин

Усвоение новых знаний

Изучение нового материала.

Определение ИСЗ – тело, которое вращается по круговой орбите с постоянной скоростью вокруг Земли

Вопрос: Является ли движение ИСЗ примером свободного падения?

Но спутник не падает на Землю, почему?

Узнать, какие это условия, мы можем из учебника п.21 стр. 89-90.

Значит, для того чтобы некоторое тело стало ИСЗ, его нужно вывести за пределы атмосферы и придать ему определенную скорость.

Выведем формулу для расчета скорости, которую нужно сообщить телу, чтобы оно стало ИСЗ.

Вопрос: Какова траектория движения ИСЗ?

Вопрос: Если тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью, что можно сказать об ускорении тела?

Из формулы для центростремительного ускорения, выразим эту скорость:

Зная радиус Земли R=6400 км и ускорение свободного падения g=9,8м/с² рассчитаем и получим 7,9 км/с. Эта скорость называется первой космической скоростью.

Вывод: Минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности планеты, чтобы оно стало искусственным спутником, называют первой космической скоростью. 

Но эта формула справедлива лишь тогда, когда высота спутника над поверхностью Земли мала по сравнению с радиусом Земли.

А если высотой пренебречь нельзя? Как быть?

Если позволит время можно дать вывод, если нет, то готовую формулу. (Приравнивая две силы, действующие на тело (сила Всемирного тяготения и сила тяжести), к радиусу Земли добавим высоту h выразим формулу круговой скорости ИСЗ:)

Это тоже формула для расчета первой космической скорости.

Чем больше высота на которой запускается спутник, тем меньшую скорость нужно сообщить телу для движения по круговой орбите.

Вопрос: Если вместо Земли возьмем радиус и массу, например, Марса , то что мы найдем?

Вывод: Значит изменяя массу и радиус можно узнать первую космическую скорость любой планеты. (Что вы и будете делать дома)

Ответ: Да, так как происходит только под действием силы тяжести. (По II закону Ньютона )

Ответ: необходимы определенные условия.

Работают с учебником самостоятельно.

Ответ: тело должно двигаться вокруг Земли с определенной скоростью, находиться на подходящей высоте где сопротивление воздуха практически отсутствует.

Записывают формулы в тетрадь.

.

Ответ: окружность.

Ответ: тело движется с центростремительным ускорением:

Записывают вывод формулы в тетрадь.

Записывают числовое значение и определение первой космической скорости.

Ответ: Значит надо учесть высоту.

Записывают формулу в тетрадь

Ответ: Первую космическую скорость для Марса

8 мин

Первичная проверка понимания

Работа в группах.(можно по рядам) Рассчитать Первую космическую скорость.

Меркурий 3,3 · 10²⁴ кг 2440 (1 ряд)

Марс 6,4 · 10²⁴ кг 3395 (2 ряд)

Плутон 1,2 · 10²⁴ кг 1145 (3 ряд)

Решают на местах, выполняют самопроверку

5 мин

Вопрос: Ребята, как вы думаете раз есть первая космическая скорость, то существует ли вторая, космическая скорость?

А что это за скорость? Объяснение слайда.

На экране проецируется зависимость формы траектории объекта от начальной скорости.

Если скорость космического корабля 7,9 км/с и направлена параллельно поверхности Земли, то корабль становится спутником Земли, движущимся по круговой орбите на небольшой высоте над Землей. При скорости, лежащей между 7,9 и 11,1 км/с, орбита корабля будет эллиптической. При скорости 11,2 км/с корабль будет двигаться по параболе, а при еще большей скорости – по гиперболе.

Как изменяется траектория при увеличении начальной скорости на заданной высоте?

Найдите ответ на стр. 92 вашего учебника

Ответ: наверное, да

Работают с учебником,

записывают в тетрадь

Это скорость при которой тело преодолевает земное притяжение и уходит в космическое пространство. Она равна 11, 2 км/с.

Траектория из окружности превращается в эллипс, который все более вытягивается по мере увеличения скорости..

10 мин

Краткое сообщение учащегося о первом ИСЗ (Приложение 1) (дать заранее)

Спутники Илона Маска и Тункинская научная долина – сообщение учителя. (Приложение 2)

Просмотр отрывка из видеофильма П. Степанова «Тункинская научная долина»)

Слушают, записывают.

2 мин

Домашнее задание

Комментирование задания на дом.

Учащиеся записывают задание на дом:

обязательная часть § 20, упр.21.

Рассчитать первую космическую скорость для Венеры, данные взять в интернете.(планета на выбор).

По желанию решить задачу повышенной сложности:

*Вычислить высоту над землей для ИСЗ, движущегося по геостационарной орбите.

*Вывести формулу первой космической скорости для спутника любой планеты

3 мин

Оценочно -Рефлексивный

Учитель оценивает работу каждого учащегося.

Что было объектом изучения на нашем урока?
– Что нового мы узнали на уроке?
– Выполнили ли мы поставленные задачи?
– Знания каких предметов вам пригодились на этом уроке?
– Какие области взаимодействия мы использовали на этом уроке?

Отвечают на вопросы

45 минут

Планета

Масса планеты

Радиус планеты

Первая космическая скорость

Меркурий

3,3 · 10²⁴ кг

2440 км

3,04 км/с

Марс

6,4 · 10²⁴ кг

3395 км

3,54 км/с

Плутон

1,2 · 10²⁴ кг

1145 км

0,85 км/с

Венера

4,87· 10²⁴ кг

6052 км

7, 2 км/с