Урок метапредметного осознания по теме «Вселенная в физических законах и явлениях»

Разделы: Физика, Конкурс «Презентация к уроку»


Презентация к уроку

Загрузить презентацию (12,8 МБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.


Урок проводится совместно с уроком литературы, на котором просматривается работа с романом “Аэлита”, А.Н. Толстой.

Цели урока:

  • Раскрыть взаимосвязь теории Циолковского с понятием Вселенной, объяснить это явления и его законы на основе теории гравитации;
  • Показать возможности моделирования космического корабля при изучении закономерностей физических явлений и законов;
  • Анализировать и сравнивать результаты измерений, делать выводы;
  • Развивать физическое мышление, познавательную и самостоятельную деятельность учащихся.

Задачи:

  • Изучение вселенной с помощью физических законов.
  • Делать выводы на основе анализа основных закономерностей, и объяснить полученные результаты
  • Способствовать развитию потребности  в познавательной деятельности.

Формируемые УУД:

  • Личностные: Формирование мотивации изучения физики и стремление к самосовершенствованию, стремление к совершенствованию собственной речевой культуры в целом, развитие таких качеств, целеустремленность, инициативность.
  • Регулятивные: осуществление регулятивных действий самонаблюдения, самоконтроля, самооценки в процессе коммуникативной деятельности на уроке физики.
  • Познавательные: построение логических рассуждений, включающее установление причинно-следственных связей.
  • Коммуникативные: формулировка собственного мнения и позиции, способность аргументировать и координировать её с позициями партнёров в сотрудничестве при выработке общего решения в совместной деятельности; умение задавать вопросы; адекватно использовать речевые средства для решения различных коммуникативных задач.

Основные понятия: Закон Всемирного тяготения, основная задача механики, теория Циолковского.

Ресурсы:

  • Основные - учебник :Физика 11класс, Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, В.М. Чаругин; Москва “Просвещение” -2010г.
  • Дополнительные - презентация
Этап урока Деятельность учителя Деятельность учащихся Задания, которые приведут к достижению запланированных результатов Планируемые результаты
предметные УУД
Самоопределение к деятельности. Мотивация на работу Подготовка класса к работе. Включается звукозапись старта ракеты.   Личностные: самоопределение, коммуникативные: планирование учебного сотрудничества учителя с учащимися.
Актуализация знаний. Выявление уровня знаний (понятия объектов космоса, строение солнечной системы, планет земной группы). Формулируют тему занятия. Актуальность в изучении и произведений, выражающих понятий космоса. Определение объекта (Космос) в жизни человечества. коммуникативные: планирование учебного сотрудничества учителя с учащимися.

Познавательные: логический анализ объекта.

Целеполагание. Прием “вызов-ответ” (с использованием ассоциации) Формулируют цели урока Какие ассоциации возникают у вас на слова: “Вселенная” . Цель изучения данного объекта в литературных произведениях коммуникативные: постановка необходимых вопросов.

Познавательные: логический анализ объекта и формулирование поставленной цели.

Проблематизация. Активирует знания учащихся. Создает проблемную ситуацию. Составление плана решения проблемы. Выбор произведений и источников в которых изучается космос. Необходимость понятия Вселенной для объяснения законов физики(вторая космическая скорость, закон гравитации). коммуникативные: постановка необходимых вопросов.

Познавательные: логический анализ объекта и формулирование проблемы.

Организация процесса мыслительной деятельности. Организация работ 4-х групп. Участвуют в работе групп, представляют информацию в разной форме, систематизируют материал в обобщающей таблице. Работа по карточкам. Сравнительный анализ двух планет “Марс” и “Земля”, сравнение основных характеристик. Расчет величин характеризующих планету “Марс”. регулятивные: контроль, усвоение и осознание полученного материала.

Личностные: самоопределение.

Рефлексия Учитель возвращается к предположениям, аргументам учащихся, высказанным на 1 этапе урока (работа в группах).

Изменилось ли ваше мнение? Ваши новые аргументы ?

Участвуют в обсуждении, приводят примеры. Применение полученных знаний в создании проекта своего космического аппарата. систематизируют материал в Мини проекте: “Мой космический аппарат”. коммуникативные: умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли.

Личностные: самоопределение.

Оборудование:

  • Компьютер.
  • Проектор.

  План урока:

1. Необходимость изучения Вселенной.

2. Теория Циолковского.

3.  Расчет основных характеристик ракет

4. Мини-проект “Мой космический аппарат”.

Ход урока

Урок сопровождается презентацией.

Организационный момент.

  1. Организация групп.
  2. Цели и мотивация урока.
  3. Приобретение новых знаний. Поиск и обработка информации.
  4. Обобщение.
  5. Рефлексия.  Создание мини проекта в домашних условиях.

Подготовка к уроку сопровождается музыкальной композицией “Межпланетный круизёр” (см. приложение 1).

Урок начинается с прослушивания записи диктора. (см. приложение 2).

Учитель: Добрый день!

Включается звукозапись старта ракеты.

Сегодня мы уделим внимания такому огромному и важному понятию, как космос.

- Какие слова связанные со словом “Космос”, вы можете назвать? (планета, спутник, Вселенная, астероид, ракета, галактика.....).

- Какой закон связывает данные понятия? ( Закон всемирного тяготения )

Объясняет:

  • гравитационное взаимодействие во Вселенной;
  • взаимное притяжение всех тел друг другу в зависимости от расстояния;
  • характер движения небесных тел;

- Что нам дает Вселенная? (является источником, с помощью которого были открыты многие законы и явления в физике).

- Какая взаимосвязь между Вселенной и физическим законом? (Между ними взаимообратная связь, для того чтобы изучить Вселенную необходим физический закон, а чтобы доказать закон необходимы понятия о Вселенной).

Давайте попробуем сформулировать тему нашего урока-

“Вселенная в физических законах и явлениях”

Изучение Вселенной нам это необходимо или нет? Какого мнения придерживаетесь вы? В процессе нашего занятия, мы постараемся ответить на этот вопрос. Может быть, у кого то из вас измениться мнение. Скажите, пожалуйста: “Какие задачи вы можете поставить перед собой в изучении данной темы?”

Изучение Вселенной.

Внедрение законов, как средство изучения Вселенной.

Физик стремится сделать сложные вещи простыми, а поэт простые вещи сложными..... (Ландау Лев Давидович)

В 60-х годах прошлого века много внимания уделялось так называемому конфликту физиков и лириков. Во многих литературных произведения. Это было продемонстрировано.На самом же деле между физиками и лириками нет никаких противоречий, а наоборот, глубокая внутренняя связь.

Л.Ландау писал: “Грош цена вашей физике, если она застилает для вас всё остальное: шорох леса, краски заката, звон рифм...

- А знаете ли вы человека, который смог в себе совместить математика, физика и лирика? (А.Н. Толстой).

- В каком произведении показана эта взаимосвязь? ( “Аэлита”, Алексей Николаевич Толстой).

- Какое физическое понятие представлено в романе? (яйцеобразная (овальная) форма космического корабля в теории Циолковского).

- Как оно представлено? Давайте с вами вспомним.

“ Это был яйцеобразный аппарат был не менее восьми с половиной метров высоты и шести метров в поперечнике. Посредине, по окружности его, шёл стальной пояс, пригибающийся книзу, к поверхности аппарата, как зонт, — это был парашютный тормоз, увеличивающий сопротивление аппарата при падении в воздухе. Под парашютом — расположены три круглые дверцы — входные люки. Нижняя часть яйца оканчивалась узким горлом. Его окружала двойная, массивной стали, круглая спираль, свёрнутая в противоположные стороны, — буфер. Таков был внешний вид междупланетного дирижабля”

- Кто является основоположником теории изучение космоса, которая описана А.Н. Толстого?

Циолковский Константин Эдуардович (1857—1935) — русский ученый и мыслитель, один из основателей космонавтики. Высказывая идеи о возможности освоения околоземного пространства, расселения человека в космосе. Циолковский называет себя “чистейшим материалистом он полагает, что существует только материя, и весь космос — не более чем очень сложный механизм. В своей научной философской работе он предсказал спутниковую и интернет связь, яйцеобразную (обтекаемую) форму ракеты.

В 1903 году К.Э. Циолковский опубликовал статью “Исследование мировых пространств реактивными приборами”, где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. Корабль представляет собой железный или стальной шар с многочисленными отверстиями в корпусе, закрытыми толстыми прозрачными стёклами. Основным топливом является жидкий кислород и водород.

Во всех своих философских теориях Циолковским было сказано:

“Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет все околоземное пространство...” К.Э.Циолковский

А ведь действительно человек покорил Вселенную, мы определили ее структуру. Человечество наблюдает, как расширяется Вселенная от маленького взрыва, до таких размеров, которые имеет она сейчас.

- Мог ли данный корабль, имея, такую форму совершить полет?

Чтобы разобраться в данном вопросе необходимо решить основную задачу механики.

Определить

- скорость движения,

- расстояние, которое необходимо преодолеть,

- конечную координату или место приземления,

- время движения,

Прежде чем заняться решением этого вопроса, давайте поработаем с вами над справочным материалом, который будет нам необходим .

Работа по карточкам:

Характеристика Космический аппарат в теории Циолковского. Космический аппарат в современной системе. Примечание
Скорость выброса горючего топлива. 2500 м/с 4200 м/с  
Время движения 1 единица времени  
Отношения массы топлива к массе ракеты 1,7 6,4  
Высота атмосферы Земли 118 км  
Расстояние до Марса 57 мл.км  
Первая космическая скорость. ?  
Вторая космическая скорость. ?  
Первая космическая скорость на Марсе. 0,455 земной скорости. ?  
Вторая космическая скорость на Марсе. 0,449 земной скорости?  
Экваториальный радиус на Марсе, км 53,2% земного?  
Экваториальный радиус Земли, км 6378  
Масса Земли, кг 5,9736*1024  
Масса Марса, кг 11% от массы Земли?  

Совместная работа

Основной величиной в решении данной задачи является скорость.

Определите скорость, с которой должна лететь ракета, чтобы преодолеть силы притяжения со стороны Земли.

Первая группа

Определите расстояние, на которое могла бы подняться ракета с поверхности Земли, чтобы преодолеть силы притяжения. Скорость движения ракеты 4,250 км/с в 1 единицу времени. Определите конечную координату ракеты на планете Марс.

Вторая группа

Определите время движения космического корабля, движущегося с заданной скоростью в подвижной системе отсчета. Бесконечно малыми значениями можно пренебречь.

Третья группа

Определите, во сколько раз сила взаимодействия между Землей и космическим аппаратом отличается от силы взаимодействия между Марсом и космическим аппаратом

Задача: Определите ускорение космического корабля, движущегося с заданной скоростью, используя дифференциальное уравнение за определенный промежуток времени.

Задача: Постройте траекторию движения космического корабля движущегося с заданными скоростью и ускорением. Определите центростремительное ускорение криволинейной траектории.

Если космическому аппарату сообщается скорость меньше первой космической, то он движется по траектории, которая пересекается с поверхностью земного шара, т.е. аппарат падает на Землю. Используя практические расчеты, давайте ответим на вопрос “Мог ли данный корабль, имея, совершить полет?

Но человечество совершило полет в космос? Теория Циолковского нашла свое применения.

- Что для этого было сделано?(Уменьшили массу космического корабля и придали ему более обтекаемую форму)

- Для чего это необходимо? (Скорость ракеты в тысячу километров в час сопротивление воздуха будет огромным. Поэтому удобообтекаемая форма имеет для ракет существенное значение: на преодоление сопротивления воздуха затрачивается меньше энергии. Значит, при прочих равных условиях ракета, имеющая “хорошую” форму, полетит дальше).

Теперь давайте ответим на вопрос: “Изучение Вселенной нам это необходимо или нет?”.

Вселенная – вся система мироздания, весь мир, в которой объяденяются небесные тела, влияющие друг на друга, физическая теория. Но Вселенная объяденяет не только это, а многое другое. А вот, что именно, вы узнаете на следующем уроке.

Мини-проект: Рассмотрев, основные понятия вашему вниманию предлагается, создание космического корабля. Докажите, что ваш космический корабль сможет совершить полет в космос. Может быть вами будут получены другие результат.