Конспект урока "Движение искусственных спутников Земли"
план-конспект урока по физике (9 класс) на тему

Конспект урока

«Движение искусственных спутников Земли»

(9 класс)

Подготовила

учитель физики

ГУЛНР «ЛОУСОШ №18»

Шляханова С.Д.

Цель урока:         изучить физические основы запусков искусственных спутников Земли.

Задачи урока:

• Образовательные: изучить движение тел в гравитационном поле Земли; вывести формулу первой космической скорости, используя закон всемирного тяготения и закономерность движения тел по окружности; ознакомить учащихся с ролью отечественной науки в освоении космического пространства; формировать информационную и коммуникационную компетенции учащихся; совершенствовать учебные умения: делать умозаключения, строить выводы; изучить сущность новых понятий: баллистика, первая космическая скорость, вторая космическая скорость, искусственный спутник Земли.
• Развивающие: развивать аналитическое и критическое мышление: выделять причинно-следственные связи, осмысливать новые знания в контексте уже имеющихся, проводить критический анализ и систематизировать информацию; стимулировать самообразование и самоорганизацию учащихся; развивать эмоции, речь, внимание, память.
• Воспитательные: формировать интерес учащихся к новому материалу через практическую значимость изучаемой темы; развивать научное мировоззрение учащихся; воспитывать патриотизм и чувство гордости за свою Родину при знакомстве с историческими фактами и личностями.

Тип урока:        урок усвоения новых знаний

Ход урока:

І.        Организационный момент

ІІ.        Мотивация учебной деятельности, сообщение темы урока

        На уроках физики мы уже многое  узнали о движении тел. Сейчас мы  подходим к концу изучения главы  «Основы динамики». Но осталась еще одна важная тема, понимание которой было бы невозможно  без знания  закона всемирного тяготения и закономерностей движения тел по окружности. Это тема, посвященная запуску искусственных спутников  на орбиту Земли. Она важна для нас еще и потому, что в настоящее время искусственные спутники Земли выполняют многие незаменимые функции в обеспечении связи, навигации, картографии, оборонной отрасли, научных исследованиях - то  есть имеют широкое практическое и научное  применение.

             Сегодня на уроке мы с вами попробуем ненадолго попасть в космос и рассмотреть хотя бы часть всего удивительного, что находится в нем. И тема нашего урока сегодня «Искусственные спутники Земли». Мы попытаемся с вами рассмотреть детально вопрос о запуске и движении ИСЗ, раскрыть понятие и значение первой, второй и третьей космических скоростей и научиться рассчитывать первую космическую скорость.

ІІІ. Актуализация опорных знаний

Мы знаем, что движение тела по окружности всегда происходит с ускорением.

• Куда же направлено ускорение тела при его движении по окружности с постоянной по модулю скоростью? (Ускорение направлено по радиусу окружности к ее центру)
• Как называется это ускорение? Что это за ускорение? (Центростремительное ускорение - ускорение, с которым тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью)
• По какой формуле можно вычислить модуль вектора центростремительного ускорения? ()

ІV.        Изучение нового материала

        ???        Как сделать тело искусственным спутником Земли?

        Давайте поставим мысленный эксперимент и обсудим его в диалоге.

• Вам приходилось играть в мяч. Как движется мяч, если его бросить параллельно земле (по кривой – параболе и падает на землю)
• А как будет меняться траектория мяча, если вы увеличите скорость броска? (Траектория станет более длинной, а кривизна уменьшится)

Всё верно. Такое движение рассматривает баллистика – наука, изучающая полёты артиллерийских снарядов. Одним из её основоположников в 17 веке был Исаак Ньютон.

       Чтобы понять при каких условиях тело может стать ИСЗ, обратимся к рисунку, сделанному Ньютоном. Здесь изображен земной шар, а на нем показана высокая гора, с вершины которой бросают камни, придавая им различные скорости.

         В подписи к рисунку говорится: «Брошенный камень отклонится под действием силы тяжести от прямолинейного пути и, описав кривую траекторию, упадет, наконец, на Землю. Если его бросить с большей скоростью, то он упадет дальше».

              Продолжая эти рассуждения, Ньютон приходит к выводу, что при отсутствии сопротивления воздуха и при достаточно большой скорости тело вообще может не упасть на Землю, а будет описывать круговые траектории, оставаясь на одной и той же высоте над Землей.

            Такое тело становится искусственным спутником Земли.

             Движение спутника является примером свободного падения, так как происходит только под действием силы тяжести. Но спутник не падает на Землю благодаря тому, что обладает достаточно большой скоростью.

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

              Выведем эту скорость из формулы центростремительного ускорения

Запись в тетрадь:        Минимальная скорость, которую нужно сообщить телу у поверхности Земли, чтобы оно стало ИСЗ, называется первой космической скоростью .

Значение первой космической скорости можно получить и другим способом.

Согласно 2-му закону Ньютона , где . Тогда .                 С другой стороны, по закону всемирного тяготения

        При         

Формирование представлений о второй космической скорости.

    Если скорость тела, запускаемого на высоте h над Землей, превышает первую космическую, то его орбита представляет собой эллипс. Чем больше скорость, тем более вытянутой будет эллиптическая орбита. При скорости, равной 11,2 км/с, которая называется второй космической, тело преодолевает притяжение к Земле и уходит в космическое пространство. При такой скорости тело становится спутником Солнца.

Информация о третьей космической скорости.

  Третья космическая скорость равна 16,7 км/с, она необходима для преодоления телом притяжения  Солнца и выхода за пределы Солнечной системы.

V.        Закрепление материала

Пример.        Какую скорость должен иметь спутник, чтобы двигаться вокруг земли по круговой орбите на высоте  над её поверхностью? Радиус Земли , масса Земли

Дано:                                СИ:                        Решение:

Ответ:        

Работа в группах

Определить первую космическую скорость для спутников, вращающихся вокруг Земли на различных высотах. ,

1 группа:        

2 группа:        

3 группа:        

VI.        Домашнее задание

выучить §7, решить задачу в тетради

Определите первую космическую скорость для Луны. ,