Урок изучения нового материала с компьютерной поддержкой. 7 класс.
Цели урока:
- Обучающая: рассмотреть физические основы воздухоплавания, используя средства ИКТ, сформировать практические умения определять подъемную силу воздушного шара.
- Развивающая: развивать речь учащихся через организацию диалогического общения на уроке.
- Воспитательная: формировать интерес учащихся к изучению физики.
Оборудование урока: компьютер, мультимедийный проектор, экран, авторская презентация к уроку «Воздухоплавание», слайд-шоу «Полет на воздушном шаре»
План урока
- Организационный момент
- Мотивация
- Объяснение нового материала
- Решение задач
- Релаксация
- Домашнее задание
Ход урока
1. Организационный момент.
2. Мотивация
(для мотивации используется отрывок из повести К. Булычева « Похищение Тесея»).
Учитель: В повести К. Булычева «Похищение Тесея» агент галактической полиции Кора Орват оказывается в древней Греции, где объясняет мастеру Дедалу принцип воздухоплавания: «Кора нарисовала круг. Под ним нечто вроде светильника.
- Представь себе, Дедал, - сказала она, - ты сошьешь или склеишь из кожи или тонкого материала, сквозь который не может проникнуть воздух, большой шар.
- Насколько большой?
- Может быть, как этот храм. Если в нижней его части сделать отверстие, а под ним поместить сильный светильник, который дает много тепла, то этот шар начнет надуваться. Когда шар начнет рваться вверх, ты должен обмотать его веревками и привязать снизу корзину.
Кора понимала, что не может донести до сознания Дедала даже смысл того, что такое воздух и почему он не должен проникать через оболочку воздушного шара».
А смогли бы вы объяснить мастеру Дедалу, (слайд 1)
- почему шар должен быть большим, как храм?
- почему кожа и шелк не годятся для обшивки шара?
- почему светильник должен быть достаточно мощным?
В ходе обсуждения возникают трудности в решении поставленных вопросов.
Учитель: Чтобы ответить на данные вопросы, рассмотрим условие воздухоплавания (объявляется тема и план урока) слайд №2
3. Объяснение нового материала.
Лекция учителя с использованием презентации:
Воздухоплавание (аэронавтика) – это учение о создании летательных средств легче воздуха.
Летательные аппараты, применяемые в воздухоплавании, называют аэростатами. Различают управляемые, неуправляемые и привязные аэростаты.
Неуправляемые аэростаты свободного полета с оболочкой, имеющей форму шара, называют воздушными шарами.
Управляемые аэростаты (имеющие двигатель и воздушные винты) называют дирижаблями.
Привязные аэростаты соединяют с землей тросом, не позволяющим аппарату совершать горизонтальные перелеты. (слайд №3)
Учитель: При каком условии аэростат может подняться вверх?
Ученик: Для того чтобы аэростат поднялся в воздух, необходимо, чтобы архимедова сила, действующая на него, была больше силы тяжести.
Учитель: От каких величин зависит архимедова сила?
Ученик: Сила Архимеда зависит от объема аэростата и плотности окружающей среды (воздуха).
Учитель: Чтобы аэростат поднимался вверх можно не только увеличивать выталкивающую силу, но и уменьшать силу тяжести, для этого аэростат заполняют газом, плотность которого меньше, чем у воздуха. Это может быть, например, водород, гелий или нагретый воздух. (слайд № 4)
Наполняя аэростат водородом, следует помнить, что этот газ обладает одним большим недостатком - он горит и вместе с воздухом образует взрывчатую смесь. Поэтому при полетах на воздушных шарах, наполненных водородом, следует соблюдать особую осторожность, иначе такой полет может закончиться трагедией. Негорючим и в то же время легким газом является гелий. Поэтому многие аэростаты в наше время наполняют гелием.
Учитель: Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты. Поэтому по мере поднятия аэростата вверх действующая на него архимедова сила становится меньше.
При каком условии подъем воздушного шара прекратится?
Ученик : После того как архимедова сила достигает значения, равного силе тяжести, подъем аэростата прекращается.
Учитель: Что нужно сделать, чтобы подняться выше?
Ученик: Чтобы подняться выше, надо уменьшить силу тяжести.
Учитель: Верно. Чтобы подняться выше, с шара сбрасывают специально взятый для этого балласт (например, высыпают песок из мешков). При этом сила тяжести уменьшается, и выталкивающая сила вновь оказывается преобладающей.
А что нужно сделать, чтобы опуститься на землю?
Ученик: Для того чтобы опуститься на землю, силу Архимеда надо уменьшить.
Учитель: Что для этого нужно сделать?
Ученик: Уменьшить объема шара.
Учитель: Верно. В верхней части шара имеется специальный клапан. При открывании этого клапана часть газа из шара выходит, и шар начинает опускаться вниз. (слайд № 5)
(Демонстрация видеоролика с помощью гиперссылки)
Учитель: Теплый воздух также не утратил своего значения. Он удобен тем, что его температуру (а вместе с ней его плотность и, следовательно, подъемную силу) можно регулировать с помощью газовой горелки, расположенной под отверстием, находящимся в нижней части шара. Увеличивая пламя горелки, можно заставить шар подниматься выше. При уменьшении пламени горелки шар опускается вниз. Можно подобрать такую температуру, при которой сила тяжести, действующая на шар вместе с кабиной, оказывается равной выталкивающей силе. Тогда шар повисает в воздухе, и с него легко проводить наблюдения. (слайд № 6)
Учитель: Воздушный шар не только сам поднимается вверх, но и может поднять некоторый груз: людей, приборы.
Как можно определить подъемную силу аэростата?
Ученик: Подъемная сила - это разность между архимедовой силой и силой тяжести.
Учитель:Обратите внимание: чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар данного объема, тем меньше действующая на него сила тяжести и потому тем больше возникающая подъемная сила. (слайд № 7).
По мере развития науки происходили и существенные изменения в воздухоплавательной технике. Появилась возможность для создания новых оболочек для аэростатов, которые стали прочными, морозоустойчивыми и легкими. Достижения в области радиотехники, электроники, автоматики позволили создать беспилотные аэростаты. Эти аэростаты используются для изучения воздушных течений, для географических и медико-биологических исследований в нижних слоях атмосферы. Воздушные шары, предназначенные для полетов в стратосферу (т. е. на высоту более 11 000 м) называют стратостатами. Подъемная сила стратостатов должна быть достаточно велика. Поэтому их наполняют водородом, у которого она максимальна. (слайд №8)
Сможете ли вы сейчас объяснить мастеру Дедалу,
- почему шар должен быть большим, как храм?
- почему кожа и шелк не годятся для обшивки шара?
- почему светильник должен быть достаточно мощным?
Ученик: От объема шара зависит величина подъемной силы.
Ученик: Через шелк теплый воздух будет уходить, а кожа слишком тяжела для оболочки.
Ученик: Мощный светильник помогает увеличивать подъемную силу.
4. Решение задач (слайды № 9- 14)
5. Релаксация
(слайд-шоу «Путешествие на воздушном шаре»)
Учитель: Приглашаю вас совершить путешествие на воздушном шаре.
6. Домашнее задание (слайд №15)
Учебник § 52
Сборник задач (А.В. Перышкин. 7-9 класс)
№ 396,397,398,399,400.
Творческое задание
Проект «История воздухоплавания»