Конспект внеурочного занятия по физике: «Физика космического полета» (7 класс)

Автор: Попкова Ирина Александровна

Организация: МКОУ СОШ № 2

Населенный пункт: Воронежская область, г. Острогожск

Цели урока: создание условий для формирования у обучающихся  представления о физике космического полета.

Задачи урока:

1. Изучить принцип полета ракеты, основываясь на понятии «реактивное движение».

2. Рассмотреть примеры использования и применения реактивного движения в природе и технике.

3. Формирование познавательного интереса к научным исследованиям.

Необходимое оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, тетрадь, ручка, воздушный шар.

Ход урока:

1. Организационный момент.

Приветствие, определение отсутствующих, проверка готовности к уроку.

2.Актуализация знаний.

Дорогие ребята! Сегодня у нас с вами очень вдохновляющее занятие — мы поговорим о космосе. Человек всегда мечтал покорить космическое пространство. Всё начиналось с мечты — задолго до того, как у нас появилась реальная возможность выхода в космос, о нём писали фантастические повести, представляли жизнь на других планетах и освоение новых миров. Гениальный отечественный учёный Константин Циолковский писал: «Первый великий шаг человечества состоит в том, чтобы вылететь за атмосферу и сделаться спутником Земли…» Давайте попробуем объяснить некоторые понятия из этой исторической фразы.

Фронтальный опрос:

1. Что такое атмосфера и примерно каковы ее границы?
2. Что такое искусственный спутник Земли?
3. Какую теорию первый разработал Константин Эдуардович Циолковский?
4. Что такое невесомость?

3. Мотивация учебной деятельности. Постановка учебной проблемы.

Известно, что многие технические способы перемещения, основаны на законах реактивного движения. Имеются, конечно, и другие средства, работающие на совершенно иных  принципах. Однако, в XX веке при выходе человека в космос реактивный двигатель оказался единственно возможным (и по настоящее время) для целенаправленного перемещения в космическом  пространстве. Преодолеть космические дали без данного вида двигателя на сегодняшний день остается сложной задачей.

Причина движения тел - взаимодействие между ними. Чтобы осуществлять целенаправленные движения живые организмы и созданные человеком устройства должны взаимодействовать с какими-то другими телами, помимо гравитационного взаимодействия с Землей. Движущиеся по поверхности Земли тела, организмы и механизмы осуществляют движения, взаимодействуя с поверхностью Земли. Организмы и механизмы, движущиеся в воде, взаимодействуют с водой. Наконец, летающие организмы и механизмы взаимодействуют с воздухом. Если же тело оказывается за пределами земной атмосферы, то ни одно из перечисленных движений оказывается невозможным, поскольку на тело действует лишь сила тяжести. Так как же взлетает ракета?

-Ребята, как вы думаете, можно ли смоделировать движение ракеты? Давайте мы с вами проведем следующий опыт. У вас на столах лежат воздушные шарики. Надуйте шарик и, не завязывая его, отпустите. 

- Что вы сейчас наблюдали? Воздух будет выходить из шарика, и он полетит в сторону, противоположную направлению струи воздуха. Движение шарика – это и есть реактивное движение.

4. Открытие новых знаний.

Движение шарика объясняется законом сохранения импульса. В начальный момент шарик с содержащимся в нем воздухом покоился относительно земли. Согласно закону сохранения импульса суммарный импульс шарика и вышедшего из него воздуха должен оставаться равным нулю. Поэтому выходящий из шарика воздух и шарик должны двигаться в противоположных направлениях. Сделаем вывод: реактивное движение – движение, при котором возникает отделение от тела какой-либо его части, в результате чего тело приобретает противоположно направленный импульс.

При реактивном движении тело массы M взаимодействует с другим телом массы m, отталкивая его от себя. В результате закона сохранения импульса тело массы M приобретает дополнительный импульс в направлении, противоположном движению тела массы m. Реактивный двигатель, действующий на космический корабль с некоторой силой, должен непрерывно отбрасывать вещество.

  Первым изобретением, иллюстрирующим принцип реактивного движения, считается «шар Герона». В шар наливали воду и нагревали его над огнем. Вырывающийся из трубки пар, заставлял вращаться шар.

Реактивное движение в природе и технике.

- Ребята, подумайте, какие водные обитатели для своего перемещения используют принцип реактивного движения? Правильно. Это медузы, осьминоги, каракатицы, кальмары. У них имеется камера для воды, и когда им нужно быстро передвигаться, они вбирают в себя воду и затем выбрасывают ее наружу, приобретая дополнительный импульс. В растительном мире также можно наблюдать примеры реактивного движения. Плоды «бешеного» огурца при прикосновении отрываются и с силой выбрасывают жидкость, двигаясь при этом в противоположную сторону.

Водный атракцион Fly board – пример реактивного движения. Вода под давлением выталкивается из шланга, создавая силу, которая поднимает человека в воздух.

 

5. Закрепление знаний.

Задание №1. Ребята, перед вами схема устройства ракеты-носителя. Сопоставьте с названиями отметки на чертеже.	Космический корабль. Бак с окислителем. Бак с горючим Приборный отсек. Камера сгорания. Сопло. Насосы.   Правильный ответ:
Задание №2. По иллюстрациям, попытайтесь объяснить как происходит запуск ракеты.(ответы обучающихся).
Задание №3. Под действием какой силы движется ракета? Выберите правильный ответ.	А) сила тяготения; Б) центростремительной; В) реактивной.
Задание №4. Что нужно сделать для увеличения скорости ракеты? Выберите правильный ответ.	А) уменьшить скорость истечения газов; Б) не изменять скорость истечения газов; В) увеличить скорость истечения газов.
Задание №5. Что нужно сделать для торможения ракеты? Выберите правильный ответ.	А) развернуть ракету на 90 градусов; Б) развернуть ракету на 180 градусов; В) уменьшить скорость истечения газов.

6.Рефлексия.

Давайте подведем итоги. Что нового вы сегодня узнали?  (ответы обучающихся)

7. Домашнее задание.

Космические задачи. (пособие В.Н. Ланге «Экспериментальные физические задачи на смекалку» («Наука» М.,1974)

№1. Космонавту, находящемуся в открытом космосе, необходимо вернуться на корабль. На Земле это задача нехитрая, знай себе шагай, но в космосе все значительно сложнее, так как оттолкнуться ногами не от чего.Как же космонавту сдвинуться с места?

Ответ: Необходимо бросить какой-нибудь предмет в сторону, противоположную ракете. Тогда, в соответствие с законом сохранения импульса, человек приобретет скорость, направленную к ракете. Подобным же образом движется и ракета, отбрасывая продукты горения в одну сторону и двигаясь в противоположную.

№2. Космонавту вышедшему в открытый космос и не связанному с кораблем, надо повернуться на 180 градусов. Как ему поступить?

Ответ: Проделать следующий цикл движений: вытянуть правую руку в сторону, затем прижать ее к груди, опустить вдоль туловища, снова вытянуть в сторону и т. д.

Опубликовано: 11.08.2024