Цели урока:
образовательные:
- формирование умений самостоятельно добывать знания;
- формирование навыков точного и безошибочного расчета первой и второй космических скоростей Земли и других планет, ускорения свободного падения.
- формирование умений и навыков находить рациональные пути решения задач на расчет периода обращения планет, плотности планет;
- формирование умений применять нужные формулы;
развивающие:
- развитие навыков самостоятельной работы;
- отработка методов решения задач;
- развивать умение логически мыслить;
- развивать умение делать выводы при решении задач;
воспитательные:
- формирование критического оценивания результатов;
- воспитание чувства гордости за свою Родину.
Тип урока: Урок применения знаний, умений и навыков.
Оборудование: компьютер, мультимедийная приставка, диск с обучающей программой по физике по теме: “Механика”, презентации учащихся, оценочный бланк, листы с заданиями.
План урока:
1. Организационный момент.
2. Сообщение темы урока и его задач.
3. Актуализация опорных знаний, необходимых для формирования умений.
4. Закрепление первичных умений и навыков
5. Упражнения в применении знаний и умений в измененных условиях
6. Творческое применение знаний и умений.
7. Итог урока.
8. Домашнее задание.
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Сообщение темы урока и его задач.
На экране видеофрагмент запуска первого ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ
Вот уже и стал он невидимкой.
Силу притяженья одолев…
Исчезает спутник в серой дымке
И Земле сигналит нараспев,
В полуночном звездометном небе
Будет плыть он новою звездой,
Чтоб добыть ещё один волшебный
От Вселенной “ключик золотой”.
М.Романова
3. Актуализация опорных знаний.
1) Фронтально.
- Что необходимо сделать, чтобы тело стало искусственным спутником? (Сообщить телу скорость, с помощью которой можно преодолеть силу Земного притяжения);
- Почему спутники, обращаясь вокруг Земли под действием силы тяжести, не падают на Землю? (Т.к. обладают достаточно большой скоростью, направленной по касательной к окружности, по которой он движется)
- Можно ли считать движение спутника вокруг Земли свободным падением? (Да можно, потому что центростремительное ускорение при движении спутника вокруг Земли равно ускорению свободного падения);
- Как направлен вектор скорости при движении вокруг окружности? (По касательной к окружности);
- Какое направление имеет ускорение тело, движущееся по окружности? (К центру окружности);
- Расставим значение скоростей в соответствии с траекторией движения тела
- 7,9 км/с; окружность
- больше 7,9 км/c; эллипс
- 11,2 км/с; парабола
- больше 11,2 км/с. гипербола
- Повторим единицы измерения следующих физических величин, выстроив соответствие между физическими величинами и их единицами измерения:
- масса; - ньютон;
- сила; - метр;
- ускорение; - метр в секунду;
- плотность; - килограмм;
- объем; - метр на секунду в квадрате;
- скорость; - кубический метр;
- Вспомним математические формулы:
2) Проверка домашнего задания.
Сейчас проверим, как вы выучили вывод 1 космической скорости.
По желанию выйти к доске и написать вывод первой космической cкорости для Земли (вывод космической скорости ребята записывают на крыльях досок с обратной стороны).
3) Задание на соответствие формул и их названий.
Пока ребята работают у доски, мы выполним работу на знание формул.
1 вариант
1) FТ = m•g А) формула первой космической скорости;
2) T = 
Б)
формула центростремительного ускорения;
3) F = 
В) формула расчета силы
тяжести;
4) aц = 
Г) формула силы Всемирного тяготения;
5) 
Д)
формула расчета периода при движении по
окружности.
2 вариант
1) 
А)
Ускорение свободного падения;
2) 
Б)
формула плотности вещества;
3) 
В)
формула объема шара;
4) 
Г)
формула космической скорости на высоте над
Землей;
5) 
Д)
формула линейной скорости при движении по
окружности.
Проверку работ выполним взаимопроверкой с соседом по парте.
1
2
3
4
5
В
Д
Г
Б
А
1
2
3
4
5
Д
Г
Б
А
В
4. Формирование, закрепление первичных умений и навыков и применение их в стандартных ситуациях – по аналогии.
Представьте, что ваши космические корабли совершили посадку на планетах Солнечной системы Меркурии, Венере, Марсе, Юпитере. Какими скоростями должны обладать ваши корабли, чтобы преодолеть силы тяжести планет?
Ваша задача рассчитать первую космическую скорость и ускорение свободного падения планеты на которой вы находитесь. Экипаж 1 ряда стартует с Меркурия, второго ряда – с Венеры, а третьего – с Марса. Данные для расчета скоростей и ускорения берем из таблицы, ответы записываем в таблицу, решаем задачу в тетради.
На решение дается 5 минут. Желающие могут поработать у доски и найти ускорение свободного падения и первую космическую скорость Юпитера
Планета
Масса, кг
Радиус, км
Ускорение свободного падения, м/с2
Первая космическая скорость, км/с
Меркурий
3,27x1023
2420
3,72
3
Венера
4,84x1024
6051
8,9
7,3
Земля
6,4x1024
6400
9,8
7,8
Марс
6,4x1023
3400
3,7
3,5
Юпитер
1,9x1027
71400
25
42,2
- Итак, закончили решение, занесли ответы в таблицу. Что мы наблюдаем?
- От чего зависят ускорения свободного падения и первые космические скорости? (Чем больше масса планеты, тем больше ускорение свободного падения и первая космическая скорость)
5. Упражнения в применении знаний и умений в измененных условиях.
А теперь рассчитаем ускорение свободного падения и первую космическую скорость на разных высотах.
- первый ряд рассчитывает для высоты, равной радиусу Земли;
- второй ряд для высоты, равной двум радиусам Земли;
- третий ряд для высоты, равной трем радиусам Земли;
- результаты заносим в таблицу, решаем в тетради, работу в парах разделите самостоятельно.
h высота в Rз
Rз
2Rз
3Rз
Первая космическая скорость, км/с Ускорение свободного падения, м/с2
- после решения и записи результатов определяем, как изменяется ускорение свободного падения и первая космическая скорость.
Решаем более сложные задачи.
Обратимся к слайду из мультимедийного обучающего диска “Механика”.
6. Творческое применение знаний и умений.
Дифференцированное решение задач.
Вариант № 1
Начальный уровень
1. Искусственный спутник движется вокруг Земли по круговой орбите. Выберите правильное утверждение.
А. Спутник движется с постоянным по модулю ускорением.
Б. Скорость спутника поправлена к центру Земли.
В. Спутник притягивает Землю с меньшей силой, чем Земля притягивает спутник.
2. Вычислите ускорение свободного падения на высоте, равной двум земным радиусам.
А. 1,1 м/с2. Б. 5 м/с2. В. 4,4 м/с2.
3. Что удерживает искусственный спутник Земли на орбите?
Достаточный уровень
- Луна движется вокруг Земли по круговой орбите со скоростью 1 км/с, при этом радиус орбиты 384 000 км. Какова масса Земли?
- Может ли спутник обращаться вокруг Земли по круговой орбите со скоростью 1 км/с? При каком условии это возможно?
Высокий уровень
- Космический корабль вышел на круговую орбиту радиусом 10 млн .км вокруг открытой им звезды. Какова масса звезды, если период обращения корабля равен 628 000 с?
- Спутник обращается по круговой орбите на небольшой высоте над планетой. Период обращения спутника 6 ч. Считая планету однородным шаром, найдите ее плотность.
Вариант № 2
Начальный уровень
1. Что произойдет с искусственным спутником Земли, если он будет выведен на орбиту со скоростью, чуть меньшей первой космической скорости? Выберите правильное утверждение.
А. Вернется на Землю.
Б. Будет двигаться по более удаленной орбите.
В. Будет двигаться в сторону Солнца.
2. Чему равно ускорение свободного падения на высоте, равной половине радиуса Земли? Радиус Земли принять равным 6400 км.
А. 4,4. м/с2 В. 9,8 м/с2. В. 16,4 м/с2.
3. Почему искусственные спутники Земли запускают с Земли в направлении на восток?
Достаточный уровень
- Какую скорость должен иметь искусственный спутник Луны для того, чтобы он обращался вокруг нее по круговой орбите на высоте 40 км? Ускорение свободного падения для Луны на этой высоте равно 1,6 м/с2, а радиус Луны 1.760 км.
- Определите ускорение свободного падения тела на высоте 600 км над поверхностью Земли. Радиус Земли 6400 км.
Высокий уровень
- Период обращения ИСЗ составляет 1 ч 40 мин 47 с. На какой высоте над поверхностью Земли движется спутник? Радиус Земли R = 6400 км, масса Земли М = 6 • 1024 кг.
- Искусственный спутник обращается по круговой орбите Земли со скоростью 6 км/с. После маневра он движется по другой орбите со скоростью 5км/с. Во сколько раз изменились в результате маневра радиус орбиты и период обращения?
7. Итог урока.
Подведение итогов урока.
Оценки за работу на уроке выставляют ребята в таблицу:
Название задания Оценка
(средний балл)решение задания на соответствие формул решение задач в парах вывод первой космической скорости. решение задач у доски решение дифференцированных задач устные ответы
8. Домашнее задание.
Планета
Масса, кг
Радиус, км
Ускорение свободного падения, м/с2
Первая космическая скорость, км/с
Сатурн
95 Мз
9,4Rз
Уран
14,6 Мз
4Rз
Нептун 17,2 Мз
3,9Rз
Плутон
0,002 Мз
0,19Rз
Спасибо за урок!