Цели урока:
Дидактическая:
- Создать условия для осмысленного усвоения учащимися принципа действия двигателей внутреннего сгорания: карбюраторного и дизельного;
- Рассмотреть устройство и принцип действия огнестрельного оружия; реактивного снаряда.
Развивающая:
- способствовать развитию политехнического кругозора, памяти, культуры речи учащихся.
- развивать самостоятельность познавательных интересов учащихся.
Воспитательная:
- воспитывать у учащихся чувство патриотизма, чувство ответственности за выполненную работу.
Вид занятия: урок усвоения новых знаний.
Оборудование:
- компьютер
- презентация к уроку
- модели 4-х тактного двигателя, двигателя дизеля
- фрагменты фильмов:
а) Битва под Сталинградом.
б) Тепловые двигатели.
Формы работы: фронтальная, групповая, индивидуальная.
Структура урока:
- Организационный момент, постановка цели урока
- Актуализация знаний учащихся.
- Изучение нового материала
- Закрепление нового материала
- Итог урока.
Ход урока
I. Организационный момент.
Сообщение цели урока:
На предыдущем уроке мы познакомились с определением теплового двигателя, принципиальной схемой теплового двигателя, КПД теплового двигателя. Сегодня мы рассмотрим устройство и принцип действия двигателей, применяемых в вооруженных силах, а именно: двигатель внутреннего сгорания. Выясним, является ли огнестрельное оружие тепловым двигателем, узнаем историю создания реактивных зарядов. Урок мне помогали готовить ваши товарищи. Три группы учащихся готовили материал к уроку. Внимательно следите за выступлением докладчиков, самостоятельно ведите конспект урока, опираясь на план, написанный на доске.
II.
Актуализация знаний учащихся.1. Что называют тепловым двигателем?
2. Объяснить принципиальную схему работы теплового двигателя.
III.
Новая тема.Учитель: Тепловым двигателем называется устройство, преобразующее внутреннюю энергию топлива в механическую. Огромное значение для нашей повседневной жизни имеют двигатели внутреннего сгорания, т. е двигатели, в которых происходит сгорание топлива внутри самих двигателей. Их применяют в авиации, автомобилестроении и т.д.
? Какие виды двигателей внутреннего сгорания вам известны? (Дизельные и карбюраторные двигатели)
Об устройстве и принципе действия карбюраторного двигателя вам расскажет учащийся 1 группы (3 мин).
Сообщение учащегося: Двигатели внутреннего сгорания.
Первый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1860 г французскими инженерами Ленуаром. В 1862г французский изобретатель Бу Де Роша предложил использовать в двигателе внутреннего сгорания 4-х тактовый цикл. (Объяснение на модели 4-х тактного двигателя)
- Всасывание.
- Сжатие.
- Горение.
- Выхлоп.
В бензиновом двигателе для более полного сгорания топлива перед впуском в цилиндр его смешивают с воздухом в специальном смесителе, называемом карбюратором. Воздушно-бензиновую смесь называют горючей смесью. На 1 кг бензина приходится примерно 15 кг воздуха, т.е. рабочим телом в двигателях внутреннего сгорания фактически является воздух. В конце такта сжатия происходит воспламенение горючей смеси электрической искрой. Под действием давлением горючих газов поршень совершает рабочий ход. Выпуск отработанных газов сопровождается передачей тепла окружающему воздуху, играющему роль охладителя. Карбюраторные двигатели внутреннего сгорания широко применяются в автомобильном транспорте. Они приводят в движение почти все легковые и многие грузовые автомобили. Во время ВОВ широко применялись карбюраторные двигатели в мотоциклах, автомобилях ЗИС и ЗИЛ. (Слайд№2,3,4,5,6)
Учитель: Справку о применении карбюраторных двигателей приготовили учащиеся 1 группы:
Сообщение учащегося: Самолет Ил-2 (3 минуты) (слайд №4,5,6)
Ил-2 имел карбюраторный двигатель. Ил-2 с первых дней войны представлял грозную опасность для фашистов, поскольку был способен поражать и живую силу, и боевую технику, причем на суше и на море, в условиях сильного огня зениток. Вооружение Ил-2, состоявшие из двух пушек, двух пулеметов, бомб и реактивных снарядов, открывало широкие возможности для выбора боевых действий. Даже один самолет наносил противнику такие потери, словно действовал целый авиационный полк. Удобный и неприхотливый в обслуживании, Ил-2 не требовал бетонных полос для взлета и посадки, мог базироваться там, где проходил фронт. Самолет Ил-2 прозвали “Тружеником войны”. День за днем, месяц за месяцем работали они на Победу, оставляя после своих рейсов коробки сожженных вражеских танков, вывернутые наизнанку блиндажи, свалку боевой техники врага. Подобных самолетов не было ни у противника, ни у противника, ни у союзников.
Сообщение учащегося: Истребители Як-3 (3 минуты) (слайд №7,8,9)
“Як-3” до 1946г считался лучшим истребителем в мире по своим летно-тактическим данным. Малая масса при достаточно мощном двигателе определяла его хорошие маневренными качествами. 9 июля 1944 г на западном направление разгорелся неравный воздушный бой, 18 яков сражались против 24 немецких истребителей. Наши летчики сбили 15 фашистских машин, при этом только один был поврежден. За одну декаду октября 1944 г летчики из полка Нормандия-Неман на самолетах Як-3 сбили 119 вражеских самолетов, не потеряв ни одной машины.
Учитель: следующий вид двигателей внутреннего сгорания – двигатель дизеля. С его устройством и работой познакомят вас учащиеся 2 группы.
Сообщение учащегося: Дизельные двигатели. (5 минут) (Слайд №10,11,12,13,14,15,16,17,19)
В 1892 г. немецкий инженер Рудольф Дизель предложил использовать еще большие степени сжатия рабочего тела. В двигателе Дизеля сжатию подвергается не горючая смесь, а только воздух. По окончанию такта сжатия в цилиндр впрыскивается горючее. Для его зажигания, не требуется ни какого специального устройства, т.к. при высокой степени сжатия воздух достигает температуры 600-700°С. Горючее, впрыскиваемое с помощью топливного насоса через форсунку, воспламеняется при соприкосновении с раскаленным воздухом. КПД дизельных двигателей выше, чем у карбюраторных, т.к. температура горения смеси 480-630°С, а в карбюраторных двигателях ЗЗО-480°С. Этим обуславливается более полное сгорание дизельного топлива. Дизельные двигатели используются в мощных грузовых автомобилях, тракторах, морских судах, подводных лодках, танках. (Слайд №13,14,15) Во время великой Отечественной войны страшным для врага смертоносным оружием зарекомендовал себя лучший в мире танк Т-34: 8 цилиндровый танк. Этот танк развивал скорость 80км/ч и мог за 3 часа проходить до 165км. Не счесть, сколько вражеских полков и дивизий оставили свои позиции под ударами знаменитых “Тридцать четверок” Во время войны использовались броне автомобили, которые предназначались для ведения высокоманевренных разведывательных действий, преследование противника. Эти машины снабжались легкими пушками, крупнокалиберными пулеметами, броня их достигала 10-11мм. Наиболее яркую жизнь “прожил” самый маленький бронеавтомобиль БА-64. При массе 2,4 т. он имел длину 3,66м и 1,9м в высоту, развивал хорошую скорость до 80км/ч. Небольшие размеры и масса делали его незаменимым в разведке и доставки донесений. (Слайд №16, 17,18,19)
Учитель: Итак, рабочим темам в двигателе дизеля является газ, образованный в результате сгорания дизельного топлива. Отработанный газ уходит в атмосферу, играющую роль холодильника. Далее мы переходим к огнестрельному виду оружия. Как вы считаете, является ли патрон тепловым двигателем?
а) Устройство патрона и физическую картину выстрела подготовили учащиеся 2 группы
Сообщение учащегося: Выстрел. (3 минуты).
Выстрелом называется выбрасывание пули из канала ствола под действием пороховых газов. Источником энергии, необходимой для метания пуль, снарядов, мин, служит взрывчатое вещество – пороховой заряд. От удара бойка по капсулу патрона воспламеняется ударный состав капсула. Пламя через затворное отверстие проникает и воспламеняет пороховой заряд. При сжигании порохового заряда образуется большое количество нагретых до 3000°С газов, создающих в канале ствола высокое давление, Горение паровых газов характеризует следующие признаки:
1) скорость горения порохового заряда патрона образца 1943 г.: Пороховой заряд сгорает при выстреле за 0,0023 секунды.
2) образуется большое количество пороховых газов. Заряд патрона весом 1,6 г дает при сгорании 1,6 литра газов, т.е. по объему в 1000 раз больше, чем было до взрыва.
3) температура пороховых газов при взрыве достигает 2400-2900°С
Револьвер “Наган” выпускался на Тульском оружейном заводе. Помимо русской армии стояли на вооружении других государств.
Патрон “Наган”: Калибр 7.62 мм
Вес патрона 11,6 – 12,8 г
Вес пули 6,7 7 г
Мах. давление газов 1350 кг/см2
Патрон ТТ : Калибр 7,62 мм
Вес патрона 10,2 – 11 г
Вес нули 5,52 г
Мах. давление газов 2100 кг/см2
Начальная скорость пули 420 м/с
б) информация о бесшумных водяных патронах
Сообщение учащегося: Бесшумные патроны. (3 минуты) (слайд №13)
Расскажу о бесшумных патронах. Приказ “бесшумно убрать мотоциклистов”. Стрельба невозможна т.к. услышит противник. В роте саперов есть отряд диверсантов. Это физически крепкие и темпераментные и их есть и изобретатель С.С. Сагаков. Заядлый рыбак, неистощенный на выдумки. Он раздает стрелкам свои “бесшумные патроны”. Патроны как патроны, кто знает, что в их гильзы напила вода (2), а в середине расположена термитная ампула (3). После удара бойка по капсуле (4), термитная смесь вспыхивает и мгновенно сгорает внутри, не разрушая её. Мощный тепловой импульс в доли секунды превращает воду и пар и разгоняет пулю без звука. (Т.М 912001 г отр.00-62.)
в) информация о противотанковых ружьях, используемых в годы ВОВ (3 минуты).
Сообщение учащегося: Противотанковые ружья (Слайд 20,21)
В первые месяцы войны возникла острая нужда в легком, безотказном и простом средством борьбы против танков, которое всегда могло бы находится у солдата “под рукой”. Такое средство было создано. Над его разработками трудились два ведущих конструктора военной техники – С.Г.Симонов и В.А. Дегтярев. Они в течение месяца конструировали для испытания образцы новых противотанковых ружей. Одно из них – 14,5 миллиметровое противотанковое ружье. При длине 2 м оно имело массу 17,3 кг и делало 8-10 выстрелов минуту. Начальная скорость пули массой 63г равнялась 1012 м/с. Уже с ноября 1941 г к командованию красной Армии стали поступать сведения о большой эффективности и надежности новых противотанковых ружей.
Учитель: Итак, в основе работы любого огнестрельного оружия лежит тепловой двигатель. Фрагмент к/ф “тепловые двигатели”.
Учитель: Война 1941– 1945 года мобилизовала всё население нашей родины. Мужчины уходят на фронт, женщины, старики и дети трудились в тылу, а учёные работали над созданием новейшего оружия – реактивного снаряда.
г) Рассказ о реактивном снаряде подготовили учащиеся 3 группы (7 минут).
(Перед выступлением фрагмент видеофильма битва под Сталинградом)
Сообщение учащегося: Катюша (Слайд №14)
Ученые вложили свои знания и труд в создание новых артиллерийских реактивных установок, которые обеспечивали мощный маневренный огонь, массированные залпы и были любовно названы в народе “Катюшами”. Реактивные снаряды имели ряд преимуществ перед обычными: заряд, сообщающий движение, находился внутри них, отсутствовала отдача при выстреле, и по этому не требовались дорогие орудийные стволы из высококачественной стали. По сравнению с тяжелыми орудиями эти установки были малогабаритными и монтировались на автомобилях. Создание реактивного оружия представляла собой длительную работу ученых и конструкторов: Тихомирова, Артемьева, Петропавлова. Установка образца 1941г. БМ-13 представляла собой ферму из 16 направляющих, на которой располагались 132 миллиметровые реактивные снаряды массой 42,5кл. Ферма монтировалась на трехосном грузовом автомобиле ЗИС-16 .За несколько секунд установка выпускала 16 мощных снарядов (с каждой балки по 2 снаряда: один “шёл” сверху, другой снизу) Новое оружие впервые было применено в бою 14 июля 1941г.; батарея капитана Флерова провела залп из 7 пусковых установок по железнодорожной станции Орла. Под ударами “катюши” горела даже земля. Гитлеровцы назвали это оружие “адская мясорубка”. Для улучшения этого оружия, ещё очень несовершенного из-за своей новизны было создано конструкторское бюро во главе с Барминым – крупным ученым в области механики и машиностроения. Работа шла в двух направлениях: модернизация ракеты (снаряда) и конструирование новых пусковых устройств. В результате в снаряды смогли закладывать вдвое больший заряд, была разработана за несколько дней, 36-зарядная пусковая установка с тремя рядами направляющих полозьев, использующая реактивный снаряд М-8. Она участвовала в боях под Москвой. Осенью 41-го специально для обороны столицы были сконструированы 16-48-72 зарядные установки на железнодорожных платформах. В боях под Сталинградом в Крыму, на Северо-Западном и Волховских фронтах была смонтирована 24 зарядная установка на шасси легких танков. В начале 1943г.был принят на вооружение снаряд М-30, созданный группой специалистов, которую возглавил Кузнецов; снаряд имел массу почти 30кг. И обладал хорошим разрывным действием.
Говорит пехота – чистая работа
Где ударит “Катя” – фрицу не пролезть
Воевать охота – говорит пехота
Раз у нас такая пушка есть
Влево и направо бьет врагов на славу
Впереди горячий бой
Огненную лаву на врагов отраву
Сыплет “Катя” щедрою рекой
Голосок что надо – он для нас отрада
А для немца замогильный бас
Как услышат “Катю” – удирают гады
И бросают танки, прибавляют газ.
Большое значение имели исследования ракетного топлива, механизма его горения в реактивном снаряде. Было выяснено, что горение зависит не только от давления, но и от того, как горящие газы протекают через сопло. Были приняты меры для использования более дешевых порохов, для обеспечения равномерного сгорания топлива.
Для увеличения дальности полета реактивного снаряда ученые предложили удлинить заряд, использовать более калорийное топливо или две одновременно работающих камеры сгорания.
Во всех военных операциях, начиная с лета 1944г, реактивная артиллерия уже выступала как мощное средство для подавления врага. Это был героический подвиг создателей такого оружия.
IV.
Закрепление материала:Почему двигатели внутреннего сгорания не используют в проводном режиме плавания в подводных лодках?
V.
Итог урока:Более 65 лет отделяют нас от того дня, когда началась страшная для нашей страны битва с фашизмом, битва за выживание многомиллионной страны. Большое значение в приближении Победы имела техника и вооружение, работа которого основана на применении тепловых двигателей. (Работа с презентацией: танк, бронетранспортер, миномет, и т.д.) Объяснить с физической точки зрения как происходит выстрел, что является нагревателем, рабочим телом, холодильником?
VI
.Д/з.Подготовить сообщение “Тепловые двигатели и охрана окружающей среды”.