Урок по физике "Реактивное движение"
методическая разработка по физике (9 класс) по теме

Урок по теме: «Реактивное движение»

9 класс

Цели урока для учителя:

• проверить степень усвоения теоретического материала по теме “Импульс тела. Закон сохранения импульса”;
• проверить способность применения закона сохранения импульса для решения различного типа задач и для случая реактивного движения.

Цели урока для учащихся:

• выяснить, за счёт чего происходит реактивное движение;
• выяснить особенность реактивного движения;
• применить закон сохранения импульса для случая реактивного движения.

Задачи:

• Образовательные:

• ввести понятие реактивного движения;
• распространить применение закона сохранения импульса на реактивное движение;
• способствовать развитию навыков учащихся в самостоятельном приобретении информации, в умении выделять главную мысль.

• Воспитательные:

• способствовать развитию интеллектуальных способностей учащихся;
• активизировать деятельность учащихся на уроке.

• Развивающие:

• дать возможность почувствовать свой потенциал каждому учащемуся, чтобы показать значимость полученных знаний;
•  побудить к активной работе;
• воспитывать эстетическое восприятие мира через демонстрацию и наглядность;
• формировать  научное мировоззрение, представления о роли физики в жизни общества и его технических достижений.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Формы: индивидуальная, фронтальная, групповая работы;

Оборудование:

• Компьютер и проектор
• Резиновые шарики.
• Тележка легкоподвижная.
• Пробирка с водой, подвешенная на нитях к штативу.
• Свечки, спички.
• Портрет К.Э.Циолковского.
• Плакат “Основные элементы космической ракеты”.

План урока:

Организационный момент. (3 мин.)

1. Повторение пройденного материала. (5 мин.)
2. Изучение нового материала. (20 мин.)
3. Закрепление полученных знаний. (12 мин.)
4. Домашнее задание. (2 мин.)
5. Подведение итогов урока. (3 мин.)

Ход урока:

1. Организационный момент. (СЛАЙД 2)

Человек давно мечтал о небе, о небесных телах.

Мечтали люди о том, чтобы когда-нибудь

 побывать на небесных телах.

Человечество не останется вечно на Земле,

но, в погоне за светом и пространством,

сначала робко проникнет за пределы атмосферы,

 а затем завоюет себе всё околоземное пространство

 (К.Э. Циолковского)  

II. Проверка домашнего задания.

1. Фронтальный опрос

Каким импульсом обладают тела?

1."Голубой вагон бежит, качается,
Скорый поезд набирает ход,
Ах, зачем же этот день кончается,
Лучше б он тянулся целый год".

2. "Трусишка-зайка серенький
Под ёлочкой скакал,
Порою волк, сердитый волк
Рысцою пробегал".

3. "В траве сидел кузнечик,
В траве сидел кузнечик.
Совсем как огуречик
Зелёненький он был".

4. "Мы поедем, мы помчимся
На оленях утром ранним
И отчаянно ворвёмся
Прямо в снежную зарю".

5. "Я на солнышке лежу,
   Я на солнышко гляжу.
   Всё лежу и лежу,
   И на солнышко гляжу".

Учитель: При выполнении этого задания вам понадобилась формула для импульса и зависимость импульса от массы и скорости. Сформулируйте данную зависимость..

2. Индивидуальная работа по карточкам

Записать закон сохранения импульса для каждого случая:

Вариант 1. 

1. На тележках стоят два мальчика разной массы. Отталкиваясь друг от друга, они разъехались на разные расстояния с разными скоростями.

2. Тело массой m1, движущееся со скоростью v1, сталкивается с неподвижным телом массойm2. Найти скорости тел после взаимодействия, если они стали двигаться как одно тело.

3. Тележка массой 2m, движущаяся со скоростью 2, догоняет такую же тележку, движущуюся в два раза медленней, после чего произошло сцепление тележек.

Вариант 2. 

1. Мальчик движется на тележке со скоростью v. С какой скоростью будет двигаться тележка, если мальчик спрыгнет с неё со скоростью v1 по ходу движения.

2.  Из пушки массой m1 горизонтально вылетает снаряд массой m2. Найти скорость отката пушки.

3.  Две тележки равной массы движутся навстречу друг другу с одинаковыми по модулю скоростями. После столкновения первая тележка остановилась. Найти скорость второй тележки.

Учитель: При выполнении этого задания вам понадобилась формула для закона сохранения импульса.
Эта же формула нам понадобится при объяснении нового материала.

(СЛАЙД 3)

lll. Объяснение нового материала.

1. Рассмотрим несколько примеров и опытов

1. Движение лодки (СЛАЙД 4)

Учитель просит учащихся объяснить движение и выяснить действие силы

2. Движение резиновых шариков

Учитель просит учащегося надуть2 резиновых шарика ,один завязать и отпустить их. Шарики приходят в движение.

Учитель: Сравните движение этих шариков. За счёт чего шарик приходит в движение вверх?

Учащиеся: Шарик приходит в движение за счёт того, что из него выходит воздух

Учитель: Движение шарика является примером реактивного движения, и вы правильно указали причину движения шарика. Прежде, чем вы попытаетесь сформулировать определение реактивного движения, мне бы хотелось спросить у вас, будет ли являться примером реактивного движения следующий случай: человек спрыгивает с тележки?

3. Легкоподвижная тележка

Демонстрируется опыт: ученик встаёт на легкоподвижную тележку, спрыгивает с неё. Тележка движется в противоположную сторону.

Учащиеся высказывают своё мнение, учитель фиксирует мнения учащихся и их обоснования на доске.

Учитель: Что общего в первом и во втором опытах?

Учащиеся: Тележка и шарик пришли в движение, потому что от них что-то отделилось (ученик, воздух).

После этого учащиеся формулируют определение реактивного движения и сравнивают его с определением, написанным на закрытой части доски. Определение записывается в тетрадь:“Реактивное движение – это движение, происходящее за счёт отделения от тела с какой-то скоростью некоторой его части”.

Учитель просит учащихся привести примеры реактивного движения и обосновать свой выбор (движение осьминога в воде и др.)(СЛАЙД 7,8,9)

 2. Отвечаем на вопросы

Учитель: А возможно ли реактивное движение в вакууме (без всякой среды)? Шарик летал в воздухе, тележка двигалась по полу, а если среда будет отсутствовать, возможно ли реактивное движение?

Демонстрируется опыт: в пробирку наливается немного воды, она плотно закрывается пробкой и на двух нитях подвешивается к штативу. Пробирку нагревают на спиртовке или свечке, наблюдают пример реактивного движения: пробирка приходит в движение за счёт того, что из неё под давлением водяного пара вылетает пробка.

Учитель: Что изменится, если бы этот опыт был проведён в космическом пространстве?

Учащиеся: Необходим другой способ нагревания пробирки, т.к. процесс сгорания топлива без кислорода происходить не будет. На остальное отсутствие атмосферы существенно не влияет. Как только сила давления водяного пара станет немного больше силы трения пробки о пробирку, пробка должна вылететь в одну сторону, а пробирка должна начать двигаться в противоположную сторону.

Учащиеся замечают, что и реактивное движение резинового шарика, и движение легкоподвижной тележки тоже могло бы происходить в вакууме.
После обсуждения учащиеся делают вывод, что для реактивного движения не нужна никакая среда, оно возможно и в вакууме.

Учитель: А как можно изменить направление движения тела при реактивном движении?

Учащиеся делают вывод и записывают его в тетрадь: для того, чтобы тело при реактивном движении изменило направление своего движения, необходимо изменить направление движения отделяющейся от тела части.(СЛАЙД10)

Учитель: Принцип реактивного движения открыл К.Э. Циолковский – великий русский учёный и изобретатель, которого по праву считают основоположником ракетной техники (записывают в тетрадь).(СЛАЙД 11)

К.Э. Циолковский

 3.  Самостоятельная работа с учебником и дополнительной литературой

Первая группа  в параграфе находят информацию о К.Э. Циолковском, основные моменты конспектируют в тетрадь:

Вторая группа в дополнительной литературе находят информацию о К.Э. Циолковском, основные моменты конспектируют в тетрадь:

Учитель: Примером реактивного движения является и движение космической ракеты.

Основные элементы космической ракеты следующие (по плакату “Основные элементы космической ракеты” объясняется устройство ракеты).

(СЛАЙД 12)

• головная часть (космический корабль, приборный отсек);
• бак с окислителем и бак с топливом (в качестве топлива может использоваться, например, жидкий водород, а в качестве окислителя жидкий кислород);
• насосы, камера сгорания топлива;
• сопло (сужение камеры для увеличения скорости истечения продуктов сгорания).

– Суть многоступенчатой космической ракеты заключается в том, что после того, как топливо и окислитель первой ступени (часть ракеты, кроме головной части) будут полностью израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается, и в действие вступает двигатель второй ступени и т.д.

Учитель: Применим закон сохранения импульса для реактивного движения ракеты в случае мгновенного выброса через реактивное сопло некоторой массы газа mг со скоростью VГ.

4. Работа у доски

Желающий вызывается к доске, записывает закон сохранения импульса в общем виде и применяет его для реактивного движения ракеты для определения формулы скорости ракеты.(СЛАЙД 13)

Учитель: В действительности же для реального полёта ракеты расчёт получается более сложным, так как происходит непрерывное (или пульсирующее) истечение газов и постепенное изменение массы оболочки ракеты.

IV.  Закрепление и обобщение нового материала.

1. Фронтальный опрос учащихся.

– За счёт чего происходит реактивное движение?
– Что такое реактивное движение?
– Каковы особенности реактивного движения?

2. Выберите ситуации, в которых движение является реактивным (СЛАЙД 14)

1. Сосулька сорвавшись с крыши падает на землю.
2. Автомат делает 300 выстрелов в минуту.
3. Под давлением нагретого пара пробка вылетает из бутылки.
4. Лодка приходит в движение после того как с неё в воду ныряет мальчик.
5. В воздухе взрывается снаряд.
6. Всадник перелетает через голову резко остановившейся лошади.

 3. Решите задачу (СЛАЙД 15)

Какую скорость получит модель ракеты, если масса её оболочки равна 300г, масса пороха в ней 100г, а газы вырываются из сопла со скоростью 100м/с?

 VI.  Домашнее задание

 § 23, упр. 22 (2), придумать пример реактивного движения.

VII.  Подведение итогов урока и рефлексия (СЛАЙД 16,17)