Тема урока: Реактивное движение.
Цели:
1.Образовательная:Углубить знания учащихся об импульсе тела, реактивном движении и его использовании.
Задача 1: Повторить с курса физики 8 класса понятия импульс тела, закон сохранения импульса, реактивное движение. Изучить свойства импульса, рассмотреть применение реактивного движения и космических технологий в нашей жизни. Провести виртуальную экскурсию по сайтам посвящённым космосу, истории развития космической техники в России.
Задача 2. Развитие умения использовать свойства импульса для математического описания реактивного движения тел.
2.Развивающие:
- развитие навыков научной организации труда;
- развитие умения систематизировать материал, работать с дополнительной литературой;
формирование профессионально-важных качеств в личности: трудолюбия, настойчивости, аккуратности.
3.Воспитательные:
- формирование познавательных, информационных и коммуникативных навыков.
- воспитание чувства уважения к людям участвующим в развитии космической техники и науки, воспитание патриотизма.
Общие задачи урока:
1. Активизировать интеллектуально-познавательную деятельность учащихся.
2. Провести презентацию проектов
План урока.
1. Организационный момент. (1 мин.)
2. Повторение пройденного материала. (12 мин.)
3. Изучение нового материала. (7 мин.)
4. Закрепление полученных знаний. (22 мин.)
5. Подведение итогов урока. (2 мин.)
6. Домашнее задание. (1 мин.)
1. Организационный момент. (1 мин.)
Учитель: Слайд 1. Здравствуйте ребята. У нас сегодня с вами не совсем обычный урок, у нас много гостей, поэтому давайте покажем все то, что мы знаем и умеем. А начать наш сегодняшний урок я хочу замечательными словами :
«Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе всё околосолнечное пространство». Сегодня на уроке мы познакомимся с практическим применение закона сохранения импульса, но в начале следует повторить весь материал, изученный по данной теме.
2. Проверка домашнего задания: повторение по теме «Закон сохранения импульса» (12 мин)
1) Устный фронтальный опрос учащихся.
Слайд 2. Вопросы:
• Что такое импульс тела?
• В каких единицах измеряется эта величина?
• Как связано направление импульса с направлением скорости?
• Чему равен импульс покоящегося тела?
• Что понимают под импульсом системы?
• Как определяют импульс силы?
• Как направлен импульс силы?
• Как выражается Второй закон Ньютона в импульсном представлении?
• Сформулируйте закон сохранения импульса тела.
• Как проявляется закон сохранения импульса при столкновении тел (при упругих соударениях шаров)? Слайд 3.
• Слайд 4. Герой книги Э. Распе барон Мюнхгаузен рассказывает: «Схватив себя за косичку, я из всех сил дёрнул вверх, и без большого труда, вытащил из болота себя и своего коня, которого крепко сжал обеими ногами как щипцами».
Вопрос: Можно ли таким образом поднять себя?
Ответ: Нет, не может, так как, согласно закону сохранения импульса, внутренние силы системы не могут привести в движение её центр тяжести.
2) Решение задач:
1. Слайд 5. 1 уровень сложности. Определите скорость лёгкой тележки после разрезания нити удерживающей упругую пластинку, если скорость тяжёлой тележки оказалась равной 1 м/с. Массы тележек – 3кг и 1кг.
2 уровень сложности. Царь пушка имеет массу 40 т, а масса каждого снаряда 100 кг. Какова скорость вылета снаряда из пушки, если скорость отката самой пушки 0,1 м/с, а ее ствол образует с горизонтом угол в 30˚С?
2. Слайд 6. 1 уровень сложности. Масса автомата Калашникова 4 кг, а масса пули 4 г. Скорость пули после выстрела 800 м/с. Какова будет скорость отдачи автомата, если выпущены все 30 пуль из магазина автомата за доли секунды?
2 уровень сложности. Какова будет скорость отдачи того же автомата, если его приклад будет крепко прижат к плечу стрелка массой 76 кг?
3. Изучение нового материала. (7 мин.)
Итак, ребята, сегодня мы с вами продолжим разговор о законе сохранения импульса, будем говорить о его практическом применении. Но наш урок будет немного необычен, вы готовились, делали свои мини-проекты. И сегодня вы их будете защищать и кроме того активно изучать новую тему, которая называется: «Реактивное движение».
Проблемный эксперимент.
Надуйте резиновый детский шар, не завязывая отверстия, выпустите его из рук. Что произойдет? За счёт чего шарик приходит в движение?
Учащиеся: Шарик приходит в движение за счёт того, что из него выходит воздух.
Движение шарика можно объяснить с помощью закона сохранения импульса.
При открытом отверстия из шарика вырывается струя сжатого воздуха. Движущийся воздух обладает некоторым импульсом, направленным в сторону его движения. Согласно закону сохранения импульса суммарный импульс системы, состоящей из шарика и воздуха, должен остаться таким же, каким был до начала движения, т. е. равным нулю. Поэтому шарик начинает двигаться в противоположную струе сторону, при этом его импульс равен по модулю импульсу струи. В результате суммарный импульс взаимодействующих тел остается равным нулю.
Учитель: Такое движение и называется реактивным.
Итак, реактивное движение – это проявление закона сохранения импульса. И в случае с шариком, и в случае с автоматом, пушкой это тоже реактивные движения. Слайд 7. Примером реактивного движения является и следующий случай: мальчик из лодки выбрасывает предметы, летит ракета, мальчик встаёт на легкоподвижную тележку, спрыгивает с неё; тележка движется в противоположную сторону. Что же общего во всех этих примерах?
Учащиеся: Тележка, шарик, пушка, автомат, лодка пришли в движение, потому что от них что-то отделилось (мальчик, воздух, снаряд, пуля, предметы).
Учитель: Так за счет чего происходит реактивное движение?
Учащиеся: Это движение происходит за счёт отделения от тела какой-то его части с определённой скоростью.
Учитель: Слайд 8, 9. Особенностью этого движения является то, что оно происходит без внешнего воздействия. Итак, что такое реактивное движение?
Учащиеся: Реактивное движение – это движение, происходящее за счёт отделения от тела с какой-то скоростью некоторой его части.
4. Закрепление полученных знаний. (22 мин.)
Учитель: Реактивное движения в жизни очень часто встречается. О примерах реактивного движения в животном и растительном мире нам расскажет Соломахина Юля.
Защита мини-проекта «Примеры реактивного движения в животном и растительном мире».
Реактивное движение нашло своё применение в развитии авиации и космонавтики. О применении реактивного движения в технике расскажет Чукарин Андрей.
Защита мини-проекта «Примеры применения реактивного движения в технике»
Пылаева Лена расскажет об истории развития ракет и принципах их строения и движения.
Защита мини-проекта «Истории развития ракет. Принципы строения и движения.»
Слайд 10. Закон сохранения импульса позволяет оценить скорость ракеты. Предположим сначала, что весь газ, образующийся при сгорании топлива, выбрасывается из ракеты сразу, а не постепенно, как это происходит в действительности.
Обозначьте импульс выброшенных газов равен mГ υГ, а импульс ракеты mР υР, и рассчитайте скорость, которую может приобрести ракета.
Ученики выполняют задание самостоятельно.
Так как сумма импульсов оболочки и газа должна быть равна нулю, то нулю должна быть равна и сумма их проекций: mГvГ – mРvР = 0, или mГ υГ = mР υР.
Откуда:
Учитель: От чего зависит скорость ракеты? Какими способами можно увеличить скорость ракеты?
Учащиеся: Способы увеличения скорости ракеты.
1. Можно увеличить скорость истекания газов из камеры сгорания. Для этого подбирают оптимальный состав топлива и окислителя, а также подбирают конструкцию камеры сгорания и сопла.
2. Можно увеличить отношение массы топлива к массе ракеты 
. Для этого используют многоступенчатые ракеты. Каждая ступень имеет свои баки и свой двигатель. Когда топливо заканчивается, то ступень отстреливается, а в работу вступает следующая ступень.
Учитель: Мы считали, что весь газ выбрасывается из ракеты мгновенно. На самом деле он вытекает постепенно, хотя довольно быстро. Это значит, что после выброса какой-то части газа оболочке приходится “возить” с собой еще не вылетевшую часть топлива. Кроме того, мы не учли, что на ракету действуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Все это приводит к тому, что отношение массы топлива к массе оболочки много больше, чем мы получили. Поэтому для точного расчета используют более сложные формулы. Современные технологии производства ракетоносителей не могут позволить превысить скорости в 8-12 км/с. Для третей космической скорости (16,4 км/с) необходимо, чтобы масса топлива превосходила массу оболочки носителя почти в 55 раз, что на практике реализовать пока не возможно.
Ну а, об освоении космоса и о развитии космических технологий, нам сей час расскажет Леонова Аня.
Защита мини-проекта «Освоение космоса и космические технологии»
5. Подведение итогов урока. (2 мин.)
Слайд 11. Мы с вами сегодня хорошо поработали и узнали много нового и интересного о практическом применении закона сохранения импульса, а точнее о реактивном движении, ракетах. Спасибо всем, кто участвовал в защите своих проектов. Вы все молодцы. И в заключении урока я хочу вам еще раз напомнить о том, что полеты в космос сегодня дело обычное для всех для нас, порой мы не задумываемся над тем, сколько ума, труда, воли и колоссальных финансовых затрат стоит только за одним запуском ракеты. Сегодня почти собран космоплан «Русь» - туристический космический лайнер, который будет вывозить наших туристов в космос, и я верю, что кто-то из вас обязательно взглянет на нашу «голубую планету» из космоса, или свяжет свою дальнейшую жизнь с наукой о космических полетах.
И завершить наш урок, 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.
6. Домашнее задание. (1 мин.) (слайд 12).
1 уровень сложности § 43, 44, упр.8(задача 1, 3)
2 уровень сложности § 43, 44, упр.8(задача 3, 7)
