конспект урока
методическая разработка по физике (11 класс) на тему

МБОУ «Большеатнинская СОШ» Атнинского муниципального района РТ

Учитель физики высшей квалификационной категории Мухарлямова Гульнур Азалевна

Открытый урок по теме "Реактивное движение" в 10 классе

2013-2014 учебный год, декабрь.

Цели: 

Обучающая: показать практическое  применение закона сохранения импульса в технике и в природе; выяснить сущность реактивного движения; изучить назначение, конструкцию и принцип действия ракет. 

Развивающая: формировать умение выделять существенные признаки реактивного движения.

Воспитательная: воспитать чувство  патриотизма, гордости за успехи наших соотечественников.

Оборудование: мультимедиа-проектор, CD-диск курса «Физика. Библиотека наглядных пособий», презентация «Реактивное движение», воздушный шарик.

Класс разбивается на группы по 4 человека.  Работа группы оценивается баллами: один верный ответ - один балл.

I. Организация класса: объявление темы, цели урока, озвучивание контрольных вопросов (т.е. вопросов ответы на которые должны быть получены в течении урока).

Мотивирующие вопросы:

1. Какое движение называется реактивным?

2. На каком законе основано реактивное движение?

3. От чего зависит скорость ракеты?

II. Актуализация

Применение обучающей структуры «Сингл раунд робин»

Учитель задаёт вопрос, даёт время подумать.

Четыре ученика в команде по очереди отвечают по одному разу.

1. Всегда ли удобно пользоваться законами Ньютона для описания взаимодействия тел?
2. Что такое импульс?
3. Куда направлен вектор импульса?
4. Сформулируйте закон сохранения импульса.
5. Кто открыл закон сохранения импульса?
6. Как проявляется закон сохранения импульса при столкновении тел?

III. Вступительное слово учителя.

В течение многих веков человечество мечтало о космических полётах. Писатели-фантасты предлагали самые разные средства для достижения этой цели. В XVII веке появился рассказ французского писателя Сирано де Бержерака о полёте на Луну. Герой этого рассказа добрался до Луны в железной повозке, над которой он всё время подбрасывал сильный магнит. Притягиваясь к нему, повозка всё выше поднималась над Землёй, пока не достигла Луны.

А барон Мюнхгаузен рассказывал, что забрался на Луну по стеблю боба.

Но ни один учёный, ни один писатель-фантаст за многие века не смог назвать единственного находящегося в распоряжении человека средства, с помощью которого можно преодолеть силу земного притяжения и улететь в космос. Это смог осуществить русский учёный Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935). Он показал, что единственный аппарат, способный преодолеть силу тяжести - это ракета, т.е. аппарат с реактивным двигателем, использующим горючее и окислитель, находящиеся на самом аппарате.

Демонстрация опытов.

Задание группам:

Опыт 1.  Надуть резиновый шарик и отпустить его.

Вопрос: за счёт чего шарик приходит в движение? Обсуждение в группе

Вывод: 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.

Опыт 2. Ученик встаёт на легкоподвижную тележку, спрыгивает с неё. Тележка движется в противоположную сторону.

Вопрос: Что общего в первом и во втором опытах? Обсуждение в группе

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

После этого учащиеся формулируют определение реактивного движения:

Под реактивным понимают движение тела, возникающее при отделении некоторой его части с определенной скоростью относительно тела.

При этом возникает реактивная сила, сообщающая телу ускорение.

Реактивный двигатель - это двигатель, преобразующий химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой струи, при этом двигатель приобретает скорость в обратном направлении. На каких же принципах и физических законах основывается его действие?

Демонстрации:

1. Сегнеровое колесо.

2. Видеофрагмент “Реактивное движение”, Физика. Библиотека наглядных пособий.

После демонстрации опытов учитель задает вопросы:

-За счет чего возникает такое движение?

-Почему отклоняется трубка? Почему взлетает воздушный шарик?

-Почему движется ракета?

-Как рассчитать скорость , которую может развить ракета?

Обсуждение вопросов в группе. Отвечает один учащийся от группы.

Учитель: К.Э. Циолковский вывел формулу, позволяющую рассчитать максимальную скорость, которую может развить ракета. Попробуем и мы вывести формулу для расчета максимальной скорости движения.

Задание: используя закон сохранения импульса рассчитать максимальную скорость движения ракеты.

Учащиеся делают в тетради следующую запись:

Согласно третьему закону Ньютона:

где Fl - сила, с которой ракета действует на раскаленные газы, a F2 - сила, с которой газы отталкивают от себя ракету.

Модули этих сил равны: Fl=F2.

Именно сила F2 и является реактивной силой. Рассчитаем скорость, которую может приобрести ракета.

Если импульс выброшенных газов равен mгvг , а импульс ракеты mpvp, то из закона сохранения импульса получаем: mгvг = mpvp

Откуда скорость ракеты: vp = mгvг/mp

Таким образом, скорость ракеты тем больше, чем больше скорость истекания газов , и чем больше отношение - mг / mp

Вопрос: В каких случаях справедлива эта формула?

Ответ: выведенная формула справедлива только для случая мгновенного сгорания топлива. Такого быть не может, так как мгновенное сгорание - взрыв. На практике масса топлива уменьшается постепенно, поэтому для точного расчета используют более сложные формулы.

Вопрос: От чего зависит скорость движения?

Ответ: Максимально достижимая скорость зависит в первую очередь от скорости истечения газов из сопла, которая в свою очередь зависит прежде всего от вида топлива и температуры газовой струи. Чем выше температура, тем больше скорость. Значит, для ракеты нужно подбирать самое калорийное топливо, дающее наибольшее количество теплоты. Отношение массы топлива к массе ракеты в конце работы двигателя (т.е. по существу к весу пустой ракеты) называется числом Циолковского. Основной вывод состоит в том, что в безвоздушном пространстве ракета разовьёт тем большую скорость, чем больше скорость истечения газов и чем больше число Циолковского.

В заключение следует сказать, что современные технологии производства ракетоносителей не могут позволить превысить скорости в 8-12 км/с. Для третьей космической скорости (16,4 км/с) необходимо, чтобы масса топлива превосходила массу оболочки носителя почти в 55 раз, что на практике реализовать невозможно. Следовательно, нужно искать другие способы построения ракетоносителей.

IV. Решение задач.

Задача 1.

Какую скорость Vр приобретает ракета, если масса mг мгновенно выброшенных газов составляет 0,3 m ракеты, а их скорость V=2км/с.

Задача 2.

Какую скорость приобретает ракета, если масса mг мгновенно выброшенных газов составляет 0,5 m ракеты, а их скорость V=2км/с.

Задача 3.

Определить скорость Vp ракеты, если выход газов происходит со Vг=300 м/c. До взлета mp с горючим равна 600 г, а горючего - 300 г.

Проверка решения задач. Выставление баллов.

V. Реактивное движение в природе.

Сообщения учащихся.

Каракатицы, осьминоги при движении в воде также используют реактивный принцип перемещения. Набирая в себя воду, они, выталкивая ее, приобретают скорость, направленную в сторону, противоположную направление выброса воды (слайды)

VI. Проверка усвоения темы.

Тестирование:

1. Чему равно произведение массы ракеты m на ускорение её движения a по определению?

А. Импульсу. Б. Силе. С. Энергии. Д. Скорости.

2. Чему равен импульс ракеты и горючего до начала работы двигателей?

А. 2mv. Б. -2mv. В. Mv. Д. 0

3. Какой великий русский учёный смог доказать, что только ракета, т.е. аппарат с реактивным двигателем, использующим горючее и окислитель, находящиеся на самом аппарате, может преодолеть силу тяжести?

А. Королев. Б. Циалковский. В. Кибальчич. Д. Гагарин.

4. Как называется двигатель, преобразующий химическую энергию топлива в кинетическую энергию газовой струи, при этом двигатель приобретает скорость в обратном направлении?

А. Тепловой. Б. Реактивный. В. Электрический. Д. Газовый.

От чего зависит скорость ракеты?

А. Массы ракеты. Б. Массы газов. В. От силы притяжения к Земле. Д. Массы ракеты и массы газов.

         VII. Сообщения учащихся о жизни и научной деятельности С.П. Королева, К.Э. Циолковского, о Ю.А. Гагарине и В.А. Терешковой.

VIII. Подведение итогов. Выставление оценок.

Домашнее задание.

МБОУ «Большеатнинская СОШ» Атнинского муниципального района РТ

Учитель физики высшей квалификационной категории Мухарлямова Гульнур Азалевна

Открытый урок по теме «Линзы» в 11 классе

2013-2014 учебный год, декабрь.

Цели урока:

1. Образовательная: продолжить изучение световых лучей и их распространение, ввести понятие линзы, изучить действие собирающей и рассеивающей линз; научить строить изображения даваемые линзой.
2. Развивающая: способствовать развитию логического мышления, умений видеть, слышать, собирать и осмысливать информацию, самостоятельно делать выводы, продолжить развитие культуры речи.
3. Воспитательная: воспитывать внимательность, усидчивость и аккуратность в работе; учиться пользоваться приобретенными знаниями для решения практических и познавательных задач, продолжить воспитание у учащихся умения работать в коллективе.

Тип урока: комбинированный, включающий освоение новых знаний, умений, навыков, закрепление и систематизацию ранее полученных знаний.

Ход урока:

1. Организационный момент
2. Основная часть

Класс разбивается на группы по 4 человека.  Работа группы оценивается баллами: один верный ответ - один балл.

Актуализация:        

Применение образовательной технологии «Финк – райт -  раунд - робин»

Учитель задаёт вопрос, даёт время подумать. Ученики думают и записывают ответы на свой листочек. Ученики по очереди зачитывают свои ответы с листочка.

1. Объясните, как преломляются лучи, параллельные главной оптической оси плоско-выпуклой линзой? (Луч, параллельный главной оптической оси, преломляясь в линзе, проходит через ее главный фокус)

2. Дайте определение главного фокуса и фокусного расстояния линзы. (Главный фокус собирающей линзы  - точка на главной оптической оси, в которой собираются лучи, падающие параллельно главной оптической оси, после преломления их в линзе. Фокусное расстояние (обозначаемое, как и главный фокус F) — расстояние от главного фокуса до центра линзы).

3.Какая величина называется оптической силой? В каких единицах она измеряется. (Оптическая  сила - это величина, обратная фокусному расстоянию линзы. Единица оптической силы — диоптрия (дптр). диоптрия оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м.)

4.Дайте определение линейного увеличения оптической системы. Что оно характеризует? (Линейное увеличение – физическая величина, равная отношению размера изображения к размеру предмета).

5.Дайте определение главной оптической оси и главной плоскости линзы.(Главная плоскость линзы – плоскость, проходящая через центр линзы перпендикулярно главной оптической оси).

6. Назовите шесть типов линз, отличающихся формой ограничивающих поверхностей. Как определяется знак радиуса кривизны этих поверхностей? (Для выпуклой поверхности радиус кривизны положителен, а для вогнутой отрицательный).

7. В чем отличие собирающих и рассеивающих линз? (Собирающая линза – это линза, преобразующая параллельный пучок световых лучей в сходящийся. Рассеивающая линза – это линза, преобразующая параллельный пучок световых лучей в расходящийся).

8. Какая линза называется тонкой? (Тонкая линза – это линза, толщина которой пренебрежимо мала по сравнению с радиусами кривизны ее поверхности).
А теперь пусть шесть учеников выйдет и выпишет по одной формуле из прошлой темы. Первыми выходят ученики сидящие за первой партой первого ряда и за ними по очереди. 

    

 

5. Подготовка к изучению нового материала:

Учащиеся сами должны определить тему урока. При подготовке к изучению нового материала зачитывается или рассказывается отрывок из романа Жюль Верна “Таинственный остров”, в котором инженер Сайрес Смит объясняет получение огня (проектная работа ученика). А затем ставится вопрос: “что использовал инженер Сайрес Смит для получения огня”? Обратить внимание на употребление в тексте «зажигательная чечевица». После правильного ответа учащихся им предлагается история возникновения слова “Линза”.

“Линза - слово латинское и означает чечевица. Чечевица – растение, плоды которого похожи на горох, но горошины не круглые, а имеют вид пузатых лепешек. Поэтому все круглые стекла, имеющие такую форму, стали называть - линзами.”

Теперь озвучивается тема урока и ставится образовательная цель урока.

Изучение нового материала:

1. Работа с использованием компьютера: используя презентацию объяснение  нового  материала.
2. Работа учащихся с опорным конспектом.
3. Разбор слайда: “Построение изображения в собирающей линзе”, используя опорный конспект выделение  используемых  лучей.
4. Выполнение построения изображения в собирающей линзе на доске, определение  его характеристики.
5. Разбор слайда: “Построение изображения в рассеивающей линзе”.
6. Выполнение построений изображения в рассеивающей линзе на доске, определение  его характеристики.

Проверка понимания нового материла, его закрепление:

Работа учащихся у доски:

Построить изображение предмета в собирающей линзе:

1. Если предмет находится за фокусом линзы.
2. Если предмет находится между фокусом и линзой.

Опережающее задание: мини – проекты учащихся

1.Микроскоп

2.Тескоп

Подведение итогов урока:

1. С чем познакомились на уроке, на что обратить внимание?
2. Почему в жаркий летний день растения не советуют поливать водой сверху?
3. Оценки за работу на уроке.

Домашнее задание

Построить изображение предмета в рассеивающей линзе:

1. Если предмет находится за фокусом линзы.
2. Если предмет находится между фокусом и линзой.

К уроку прилагается презентация и опорный конспект