Задачи урока:
- Вывести формулу скорости ракеты, рассмотреть способы увеличения скорости ракеты;
- развивать умения работать с дополнительной литературой, выделять главное; развивать любознательность, логическое мышление, произвольное внимание и все виды памяти;
- приобщит учащихся к достижениям науки и техники;
- воспитать патриотизм; гордость за своих соотечественников, за свою страну.
Содержание:
- Проверка теории.
- Постановка проблемы
изобретение - Изложение нового материала.
Приемы и методы:
- Письменная работа.
- По рисунку парового автомобиля, которого приписывается И.Ньютону. Решение проблемной задачи. Выступления учащихся. Кроссворд.
Оборудование: модель реактивной тележки, воздушные шарики, резиновая трубка с наконечником и воронкой, рисунки, магнитофон.
Ход урока
Ум имей, хоть маленький,...
да свой.Учись не для оценки, а...
для себя.
1. Проверка вывода ЗСИ. Каждому ученику выдается заготовленный заранее листок с не дописанными формулами вывода ЗСИ. Ученик заполняет листок. Соседи по парте производят взаимопроверку по готовым ответам на доске, оценивают и сдают учителю.
2. На доске вывешивается рисунок парового автомобиля, изобретение которого приписывается И. Ньютону.
Вопрос: Как вы думаете, будет двигаться такой автомобиль? За счет чего он будет двигаться?
Заслушиваются варианты ответов учеников, и делается вывод: да, поедет за счет сохранения импульса.
3. Заслушать сообщение ученика по параграфу учебника “Реактивное движение”.
4. Демонстрация опытов: а) резиновая трубка с наконечником и воронкой, б) модель реактивной тележки. На тележке, под некоторым углом, закрепляется закрытая пробкой пробирка с небольшим количеством воды. При нагревании, на сухом горючем, образующийся в пробирке пар выбрасывает пробку, и тележка откатывается назад.
Опыты поясняются учениками на основе ЗСИ.
5. Ученик рассказывает об использовании реактивного движения в ракетах.
Демонстрирует опыт с воздушным шариком. Надутый резиновый шарик с помощью скотча закрепляют на соломинку, в соломинку надевают лесу, концы лески привязывают на спинки стульев и шарик развязывают. Шарик движется, пока не долетит до стула.
Мы наблюдали реактивное движение. Так называют движение тела, возникающее, когда от него с некоторой скоростью отделяется его часть. Когда мы отпустили шарик, его стенки с силой выталкивают воздух наружу, а сам шарик устремляется в противоположную сторону. Соломинка и бечевка не дают шарику крутиться произвольно, они направляют его движение.
6. Заслушиваются сообщения учеников по темам: “Реактивное движение в живой природе”, “Живые ракеты”.
Реактивное движение, используемое ныне в самолетах, ракетах и космических снарядах, свойственно осьминогам, кальмарам, медузам – все они без исключения используют для плавания реакцию выбрасываемой струи воды. Именно это дало повод назвать кальмаров биологическими ракетами. В мышцах кальмара в результате сложных превращений химическая энергия переходит в механическую энергию.
При реактивном способе плавания животное производит засасывание воды через широко открытую мантийную щель в мантийную полость. Сила, вызывающая движение животного, создается за счет выбрасывания струи воды через узкое сопло, которое расположено на брюшной поверхности кальмара. Это сопло снабжено специальным клапаном, и мышцы могут его поворачивать. Изменяя угол установки воронки, кальмар плывет одинаково хорошо вперед, назад и в сторону. Инженеры уже создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его называют водометом. В нем вода засасывается в камеру, а затем выбрасывается из нее через сопло; судно движется в сторону, противоположную направлению выброса струи. Вода засасывается при помощи обычного бензинового или дизельного двигателя. Почему же двигатель кальмара, по-прежнему, привлекает внимание инженеров?
У кальмара засасывание воды и ее выбрасывание происходит за счет сокращения мышц, возбуждаемых нервами. Чтобы увеличить скорость движения, необходима повышенная проводимость нервов, которой обладают кальмары вследствие большого диаметра нервов, известно, что у кальмара самые крупные в животном мире нервные волокна; они проводят возбуждение со скоростью 25м/с. Этим и объясняется большая скорость движения кальмаров до 70км/ч. Поиски инженеров направлены на создание конструкции такого гидрореактивного двигателя, который бы, как и кальмар, не нуждался в дополнительном засасывающем устройстве.
7. По рисунку учебника ученик рассказывает устройство и принцип действия ракеты Решение проблемной задачи. Ставится вопрос: “Как можно узнать скорость ракеты?”, “Какими способами можно изменить скорость ракеты?”
После обсуждения вопроса учитель выводит на доске формулу для расчета скорости ракеты, и рассматриваются способы увеличения скорости ракеты; увеличение массы топлива, уменьшение массы ракеты, увеличение скорости истечения газов. Поскольку до старта импульс ракеты был равен нулю, то по закону сохранения суммарный импульс движущейся оболочки и выбрасываемого из нее газа тоже должен быть равен нулю. Отсюда следует, что импульс струи газа должны быть равны друг другу по модулю. Значит, чем с большей скоростью вырывается газ из сопла, тем больше будет скорость оболочки ракеты. Помимо скорости истечения газа скорость ракеты зависит от массы газов и самой ракеты.
8. Сообщение ученика об использовании многоступенчатых ракет для полетов в космос. Для того чтобы поднять и разогнать тяжелый космический аппарат, нужно большое количество горючего. У каждой ракеты свой запас горючего и двигатель. Когда ступень израсходует горючее, она отсоединяется о ракеты, и основная ступень разгоняет уже меньшую массу, постепенно увеличивая скорость.
9. Заслушиваются сообщения учащихся по темам: “К.Э. Циолковский”, “С.П. Королев”, “Ю.А. Гагарин”. (Звучит музыка А. Пахмутовой “Гимн Земле”.)
К.Э. Циолковский
(1857–1935)
Имя Константина Эдуардовича Циолковского, великого основоположника космонавтики, известно во всем мире.
Родился К.Э. Циолковский в с. Ижевском под Рязанью. Его отец был лесничим. После перенесенной в детстве скарлатины Костя почти полностью потерял слух. Из-за глухоты мальчик не смог учиться в гимназии и занимался самостоятельно. Став взрослым, он сдал экзамен на звание учителя и начал работать сначала в Калужской губернии, а затем в одном из училищ г.Калуги. Здесь в Калуге, школьный учитель физики и математики написал свои замечательные работы по воздухоплаванию, авиации и космонавтики.
Большая семья жила очень скромно. В Доме музее К.Э.Циолковский в Калуге посетители видят простую обстановку его кабинета, веранду - мастерскую, где ученый собственноручно изготовил множество моделей и приборов. Крыша дома служила обсерваторией. Там он в небольшую подзорную трубу наблюдал за Солнцем, Луной, звездами и планетами. Удивительно как в такой убогой обстановке, при отсутствии всякой поддержки К.Э.Циолковский смог совершить свои великие открытия. Только при советской власти условия жизни и работы Циолковского резко изменились. Советское правительство оказало ему всяческое содействие. Его работы привлекли внимание ученых и стали широко известны в нашей стране и за рубежом. За заслуги Циолковский был награжден орденом Трудового Красного Знамени.
Самые главные научные труды К.Э.Циолковского посвящены космическим ракетам и их полетам в космос. В 1903 г. в статье “Исследование мировых пространств реактивными приборами” великий ученый впервые в мире научно обосновал возможность межпланетных перелетов. Циолковский доказал, что только ракета может стать межпланетным кораблем. Он предложил для космически ракет особое жидкое химическое топливо: сжиженный кислород и водород.
В других своих работах ученый писал: чтобы придать ракете нужную космическую скорость, необходимо “ракетные поезда”. Теперь мы называем их многоступенчатыми ракетами. Когда израсходуется топливо первой ступени ракеты, она отделяется и падает на Землю. Двигатели второй ступени разгоняют ракету дальше.
К.Э. Циолковский предложил создать в космосе крупные орбитальные станции, чтобы человек смог долгое время там жить и работать.
Ученый считал, что с развитием техники космос будет непременно освоен. Он был убежден, что во Вселенной есть множество планет, населенных разумными существами. Возможно, что разумная внеземная жизнь по уровню своего развития далеко опередил человечество. Циолковский предложил технические средства, которые помогут человечеству расселиться в солнечной системе.
По мнению Циолковского, осваивая космическое пространство, люди должны особенно заботиться о природе нашей планеты. Вот почему он успешно проектировал аппараты для орошения пустынь, у него возникла идея транспорта на воздушной подушке.
Имя К.Э.Циолковского всегда будет упоминаться среди имен величайших гениев человечества. Он обладал огромным даром предвидеть будущее науки. Но никто из современников великого ученого не ожидал, что так быстро воплотятся в жизнь его дерзкие мечты. Исследования Циолковского, посвященные ракетной технике и теории межпланетных путешествий, и сейчас служат руководством для конструкторов и ученых. Его гениальные идеи успешно претворяются в жизнь.
Королев Сергей Павлович
(1906–1966)
Авиация была страстью Сергея Королева. В годы первых пятилеток наша страна создавала свою промышленность, укрепляя военную мощь. В эти годы был выдвинут лозунг: “Комсомол - на самолет!”. Юный Королев мечтал стать летчиком, строить летательные аппараты и самому летать на них.
В Москве, куда Королев приехал из Одессы, он учился одновременно в Московском Высшем техническом училище и в школе летчиков. Когда Королев познакомился с работами К.Э.Циолковского, он навсегда увлекся полетами в космос. Ему хотелось летать выше, быстрее и дальше. Но, чтобы достичь невиданных высот и скоростей, нужно было создать ракеты, ракетную технику.
В 1933 г. 17 августа, в подмосковном пригороде Нахабино в небо поднялась первая ракета. Она поднялась на высоту всего 400 метров. Но с этих метров начались тысячи км межпланетных перелетов. Ракету запустили участники Группы изучения реактивного движения (ГИРД) во главе с С.П.Королевым.
С 1933 г. Королев руководил отделом ракетных летательных аппаратов в Реактивном научно-исследовательском институте. Он создал управляемую крылатую ракету и ракетопланер. В годы Великой Отечественной войны конструктор работал над реактивными двигателями для боевых самолетов.
После войны стал руководителем большого коллектива, работавшего над созданием мощных ракет. С именем Главного конструктора Сергея Павловича Королева связано начало освоения космического пространства. Сначала на высоте в сотни километров. Были подняты научные приборы и животные. Затем в конструкторском бюро Королева был создан первый в мире искусственный спутник Земли. День его запуска -4 октября 1957 года – мы считаем днем начала космической эры в истории человечества.
12 апреля 1961 года академик Королев проводил в полет первого космонавта – Юрия Алексеевича Гагарина. Полет человека в космос был целью жизни Главного конструктора. Он сам говорил об этом. Вслед за гагаринским “Востоком” при жизни Королева в космос полетели еще пять таких кораблей, был создан совершенный многоместный космический корабль “Восход”.
К Луне, Венере, Марсу полетели автоматические аппараты. Впервые в истории на поверхность Луны “прилунилась” советская автоматическая станция.
Родина наградила этого выдающегося ученого самыми высокими наградами. С.П.Королев - лауреат Ленинской премии, дважды Герой Социалистического Труда. За выдающиеся работы в области космонавтики ученые и инженеры награждаются Золотой медалью имени Королева.
Гагарин Юрий Алексеевич
(1934–1968)
12 апреля 1961 года над землей пронеслась потрясающая весть. “Человек в космосе! Русский, советский!”
Многовековая мечта людей о полете к звездам сбылась. Сказку сделал былью смоленский парень Юрий Гагарин. Гражданин нашего Отечества. Вся планета восхищалась его подвигом. Имя Гагарина сразу стала известно всему миру. Но остался самим собой - скромным и добрым, улыбчивым и обаятельным. А героем космоса стал благодаря своей воле, настойчивости и верности мечте. Она зародилась в нем еще в детстве.
Весной, когда сходил снег, ребятишки запускали бумажного змея. Юра бежал за ним и, смотря в небо, думал: “Вот бы и мне и с ним летать...”
Скоро в мирное детство ворвалась война. Ужасы ее Юра испытал на себе. А потом было ремесленное училище под Москвой, индустриальный техникум в Саратове. Аэроклуб, прыжки с парашютом. Военное летное училище в Оренбурге, откуда он попросил направление на Север. Там, в суровых условиях, Гагарин много летал, учился, почти все свободное время читал.
Жизнь мчалась вперед. За искусственными спутниками Земли появилась космическая ракета, которая сфотографировала невидимую сторону Луны. Полет в не изведанное приближался.
Юрий Гагарин начал “космическую” подготовку в первой группе космонавтов. С успехом прошел он испытания в сурдокамере, на стремительной центрифуге, полеты на невесомость.
И всякий раз Юрий предлагал: “Можно сначала я?” К полету в космос он готовился упорно. Не жалея ни сил, ни Времени. Не зная устали помогал товарищам, а те в свою очередь ему. Каждый горел желанием полететь в космос первым. Но все предполагали, что первым полетит Юрий Гагарин. Так оно и вышло. Государственная комиссия назвала его.
Оказавшись один в небывалом до этого рейсе, он думал о колоссальной ответственности первооткрывателя комических трасс. Это была ответственность перед всеми людьми на Земле.
Но голос его из космоса звучал спокойно: “Полет проходит нормально. Вижу горизонт Земли. Такой красивый ореол!” Совершив по орбите полный оборот вокруг нашей планеты за 108 минут, корабль Гагарина благополучно приземлился. Космическая эра началась.
За Гагариным в космос полетели другие. Первый космонавт радовался успеху своих друзей, мечтал о новых полетах, готовился, летал. Однако трагическая гибель оборвала его короткую яркую жизнь. Но след от нее остался навсегда - и на Земле и в космосе. Учитель. Это были люди преданные своему делу, своей Родине, своему народу.
Константин Эдуардович Циолковский совершил свой научный подвиг совершенно бескорыстно. Об этом свидетельствуют его слова: “Основной мотив моей жизни - не прожить даром жизнь, продвинуть человечество хоть немного вперед. Вот почему я интересовался тем, что не давало мне ни хлеба, ни силы, но я надеюсь, может быть скоро, а может быть и в отдаленном будущем - дадут обществу горы хлеба и бездну могущества.
Девизом Сергея Павловича Королева – главного конструктора космических ракет и созданной им школы было: “работать и работать и в интересах Родины, в интересах человечества”.
10. Рассматривается кроссворд “Наоборот”. Кроссвордная сетка вывешивается на доске с заполненными ответами.
Ответы: 1. Гагарин. 2. Ракета. 3. Кибальчич. 4. Байконур. 5. Кондратюк. 6. Движение. 7. Невесомость. 8. Леонов. 9. Терешкова. 10. Перегрузка.
Ключевое слово: “Реактивное движение”.
Задается вопрос: “Что вы знаете?”... Ученики отвечают, дополняя друг друга.
- Советский летчик - космонавт, совершивший первый полет в космос. Полет длился 108 минут, на высоте 330 км., со скоростью 300 000 км/ч и т.д.
- Ракета – тело в основе движения, которого лежит ЗСИ. Совершает реактивное движение. Первая ракета называлась “ГИРД - 09” (группа изучения реактивного движения). В группу входил Цандер Ф.А., С.П.Королев, Н.И.Тихонравов, Ю.В.Кондратюк. Масса 18 кг, время полета 30 с, полет походил на высоте 400 км., начало строительства 1931 г., испытание – 17 августа 1933 г.
- Кибальчич автор первого в России проекта пилотируемого ракетного аппарата для полета в космос. Проект разработан в 1881 г.
Кибальчич Николай Иванович народоволец, приговоренный к смертной казни за покушение на царя Александра второго. 3 апреля он был повешен в Санкт-Петербурге по высочайшему указу.
Зачитываются слова Кибальчича. “Находясь в заключение, за несколько дней до смерти я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей иди. Если же моя идея после тщательного обсуждения учеными - специалистами будет признана исполнимой, то я буду счастлив тем, что окажу громадную услугу Родине и человечеству”.
Кибальчич ждал решения, он не мог знать, что конверт распечатают только через...37 лет.
Учитель из конверта достает рисунок установки и его описание самим Николаем Ивановичем.
“.. .На платформе, где должны располагаться воздухоплаватели, на прочных опорах крепится большой цилиндр с сужающимся отверстием в нижней части. В цилиндре должна быть спрессованная пороховая свеча. От ее сгорания газы, накапливаемые в цилиндр, с силой будут вырываться в нижнее отверстие и, оказывая давление на верхнее дно цилиндра, будут поднимать всю установку вместе с воздухоплавателями”.
4. Кондратюк - один из конструкторов первой отечественной ракеты ГИРД – 09.
5. Движение – форма существования материи.
6. Невесомость – состояние, в котором находится человек в космосе.
7. Леонов – человек, совершивший первый выход в космическое пространство в 1965 г. Провел в открытом космосе 12 мин. 9 с.
8. Терешкова – первая женщина, побывавшая в космосе на корабле “Восход – 6” с 16 по 19 июня 1963 г.
9. Перегрузка – состояние, которое испытывает космонавт при старте и спуске космического корабля.
Подведение итогов урока.
Домашнее задание.