конспект урока в 10 классе "Реактивное движение"
план-конспект урока по физике (10 класс) по теме

Тема урока:                           Реактивное движение.

Цель урока: показать практическое применение закона сохранения импульса, научиться применять закон сохранения импульса при решении задач.

Задачи:

образовательные: - познакомить учащихся с практическим применением закона сохранения импульса; научиться применять закон сохранения импульса при решении задач;  сформировать понятие о реактивном движении;  дать представление об использовании реактивного движения в природе и технике;

воспитательные: - воспитывать интерес у учащихся к практическому познанию явлений окружающего мира;   воспитание эмоционально-положительного отношения к предмету; воспитание патриотизма и гордости за свою Родину;

 развивающие:  - развивать мышление, память, внимание;   развитие навыков творческого мышления и умения преодолевать познавательные затруднения; развивать умение анализировать, сравнивать, обобщать.

Тип урока: изучение нового материала, закрепление материала, решение задач

Оборудование: интерактивное оборудование кабинета физики, сегнерово колесо, воронка с трубкой, пипетки, «рыбки» из картона, воздушный шар. 

План урока:

Вспомним (фронтальный опрос):

1. Что такое механическое движение?

2. В каких условиях может возникнуть механическое движение?

3. Что называют импульсом тела и минусом силы?

4. Запишите формулу импульса тела?

5. Какова единица измерения импульса тела в СИ?

6.  При каких условиях можно применять закон сохранения импульса?

7. Что такое замкнутая система?

8. Сформулируйте закон сохранения импульса?

Можно ли заставить тело совершать механическое движение по какому-либо другому принципу, чем просто приложение внешней силы?

 Сегодня мы с вами откроем новый закон.  Поможет нам в этом знаменитый капитан Врунгель.

Задачи сегодняшнего урока урока: (см. слайд)

Итак : стоял штиль, и яхта  «Беда» сильно отстала от конкурентов… (Демонстрация фрагмента мультфильма  «Приключения капитана Врунгеля»,  в котором яхта движется вперед за счет выстрелов бутылок шампанского. (Демонстрация ведётся через  компьютер).

 За счет чего яхта «Беда» догнала другие яхты регаты?

 Пробки от бутылок летели назад, а яхта двигалась вперед.

 Может ли такое произойти в реальности?

 Скорее всего, нет. Потому что пробки слишком легкие по сравнению с яхтой.

 Тогда давайте рассмотрим другое вам известное явление — отдача пушки или ружья.  Снаряд тоже легче,  чем пушка.

 Почему при выстреле пушка откатывается назад?

 Потому что снаряд вылетает с большой скоростью.  И пороховые газы «расталкивают» снаряд и пушку.  

А вот еще несколько примеров. Что вы можете сказать о них?

Демонстрации реактивного движения: 1. Вращение сегнерова колеса. (демонстрация с помощью компьютера) 2. Отклонение трубки, при вытекании из нее воды. 3. Перемещение воздушного шарика под действием выходящего из него воздуха.

Попробуйте сами ответить на вопрос: почему движутся эти тела?

Что же общего вы увидели в этих  явлениях?

 Тело двигалось за счет того, что от него отделялась какая-то его часть.

Какова особенность потери телом своей части?

Часть отделялась от тела с большой скоростью.  При этом тело движется в противоположную сторону.

Какой физический закон проявляется во всех случаях?

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА.

Рассмотренные нами примеры  -это примеры реактивного движения.

Реактивное движение возникающее при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части  (записываем в тетрадь)

В 8 классе вы уже рассматривали реактивное движение и наша задача сегодня вспомнить, что вы о нем знаете и углубить ваши знания.

Важным примером реактивного движения является движение ракеты.

Презентация о краткой история развития ракетной техники: от увеселительного назначения (Китай, X в.) до разрушительного ( современность).

Отделяющейся частью тела (ракеты)при таком движении является струя горячих газов, образующихся при сгорании топлива .Струя газов в одну сторону ,а  ракета в противоположную.

Величина скорости ракеты (тела) за счет отбрасывания раскаленных газов (рабочего тела) может быть определена из закона сохранения импульса (это наиболее значительное его применение в технике).

m г v г = M р v р , откуда vp = (записываем в тетрадь)

 Таким образом, скорость ракеты тем больше, чем больше скорость истечения газов из нее и чем больше соотношение массы топлива к массе ракеты.

 Выведенная нами формула справедлива только в том случае, если выброс топлива через сопло происходит мгновенно и если начальная скорость ракеты равна 0. Для реального же полета мгновенное сгорание топлива (взрыв) не применимо, масса топлива уменьшается постепенно и для описания движения ракеты применяют сложные уравнения (уравнение Мещерского, формула Циолковского).

Презентация о жизни и деятельности К.Э.Циолковского. При объяснении принципа работы многоступенчатой ракеты используют заранее заготовленные плакаты.

А знаете ли вы,  что реактивное движение встречается даже в природе

(см. слайд)?  Тело кальмара удлиненное,  заостренное в задней части,

торпедообразное. Такая форма позволяет ему развивать скорость до 50 км в час при движении в воде и в воздухе  (кальмары могут выскакивать из воды на высоту 7  метров).  Они перемещаются в толще воды за счет движения плавников,  а также при помощи реактивной струи: вода впускается в полость тела, а затем выталкивается через суженную воронку, которая может поворачиваться в самых различных направлениях.

 Изменить направление движения тела можно изменением направления отделяемой от него части.

Попробуте выполнить самостоятельно эксперимет «Рыбка»:

Из плотной бумаги вырезают рыбку, как показано на рисунке. Положить рыбу на воду так, чтобы верхняя часть осталась сухой. В отверстие капните большую каплю масла ( или мыльного раствора). Пронаблюдать и объяснить явление.

Вопросы и задания для первичного закрепления:

1. Какое движение называют реактивным ?

2. На каком законе основано реактивное движение ?

3. От чего зависит скорость ракеты?

4. Может ли ракетный двигатель разгонять ракеты за приделами земной атмосферы?

5. Почему для запуска космических кораблей  используется многоступенчатые ракеты?

Учащиеся получают карточки с задачам. В каждой карточке первая задача на «3», вторая – на «4», третья – на «5». Разбираются на доске задачи: стр. 107-108 учебника из «примеры решения задач».

Карточки:

1 вариант

1. Мяч с массой 100 г, летящий со скоростью1,5 м/с пойман на лету . С какой средней силой мяч действует в руку, если его скорость уменьшается до нуля за  0,03 с .(Ответ :5 Н)

2. С лодки массой 240 кг, движущейся со скоростью 1 м/с выпал груз выпал груз массой 80 кг. Какой стала скорость лодки? (Ответ:162 м/с)

3. Взрыв разрывает камни на три части. Два осколка летят прямым углом друг к другу: осколок массой 1 кг летит со скорость 12 м/с, а осколок массой 2 кг – со скоростью 8 м/с. Третий осколок отлетает со скоростью 40 м/с. Какова масса третьего осколка и в каком направлении он летит? (Ответ: 0,5 кг 53 градуса)

2 вариант

1. Пуля вылетает из винтовки со скоростью 2 м/с.Какова скорость винтовки при отдачи, если её масса больше массы пули в 400 раз. (Ответ:0,005 м/с)

2. От двухступенчатой ракеты, общая масса которой равна 1 т, в момент достижения скорости 171 м/с отделилась вторая ступень массой 0,4т. При этом ее скорость увеличилась до 185 м/с. Найдите скорость, с которой стала двигать первая ступень ракеты. (Ответ: 162 м/с.)

3. Человек, находящийся в неподвижно стоящей на озере лодки, переходит с носа на корму. На какое расстояние переместится лодка, если масса человека равна 60 кг, масса лодки 120 кг, а длина лодки равна 3 м? (Ответ: 1 м.)

3 вариант

1. Два кубика массами 1 кг и 3 кг скользят на встречу друг другу со скоростями 3м/с и 2м/с  соответственно .Найти сумму импульсов этих тел после их абсолютно неупругого удара.(Ответ: 3 кг*м/с)
2. Граната, летевшая горизонтально со скоростью 10 м/с, разорвалась на два осколка. Масса первого равна 1 кг, масса второго 1,5 кг. Большой осколок после взрыва продолжает лететь в том же направлении, и его скорость равна 25м/с. Определите направление движения и скорость меньшего осколка. (Oтвет:  12.5 м/с, летит в противоположную сторону.)
3. Охотник стреляет с легкой надувной лодки, находящейся в покое. Какую скорость приобретает лодка в момент выстрела, если масса охотника вместе с лодкой равна 120 кг, масса дроби равна 35 г, начальная скорость дроби равна 3220 м/с? Ствол ружья во время выстрела направлен под углом 60 градусов к горизонту. (Ответ: 6,047 м/с.)

4 вариант

1. Шар массой 100 г движется со скоростью 5м/с .После удара о стенку он движется в противоположном направлении со скоростью 4 м/с .Чему равно изменение импульса шара в результате удара о стенку?(Ответ :0,9 кг*м/с ).

2. Два тела движутся по взаимно перпендикулярным направлениям. Масса первого тела равна 2 кг, а его скорость 3 м/с, Масса второго тела равна 4 кг, скорость 2 м/с. Определить полный импульс системы. (Ответ: 10 кг*м/с.)

3. На встречу платформе с песком , движущейся горизонтально со скоростью V, по гладкому наклонному желобу  соскальзывает без начальной скорости тело массой m и застревает в песке. Желоб длиной l образует с горизонтом угол a. Найдите скольжение U платформы после падения в нее тела. Масса платформы M. (Ответ: h = )

Всем спасибо за работу! Не забудьте записать домашнее задание: параграфы 43, 44, упр. 8 При прочтении параграфа попытайтесь устно ответить на вопросы после параграфа 44, из упр. 8 выполните любые четыре задачи.

И, в заключении, надуйте воздушные шарики и отпустите их пронаблюдайте еще раз самый веселый пример реактивного движения!