Урок "Реактивний рух"

Фізика 10 кл

Людство не лишатиметься вічно на Землі,

                                                  а  в погоні за світлом і простором

спочатку несміло  проникне за межі атмосфери,

а потім  завоює собі і  весь навколишній простір.

                                                                                                    К.Е. Ціолковський

Тема: Реактивний рух

Мета: Закріпити та поглибити знання учнів з теми імпульс, закон збереження імпульсу; розглянути та вивчити особливості реактивного руху; ознайомити учнів з першими космонавтами та реактивним рухом у природі; розвивати вміння -  робити висновки та узагальнення; застосовувати свої знання на практиці; виховувати почуття гордості за здобуті знання та інтерес до предмету.

Формування ключових компетенцій: спілкування державною мовою; математичну компетентність; основні компетентності у природничих науках і технологіях; уміння вчитися впродовж життя; ініціативність  і підприємливість;

Обладнання: повітряні кульки, нитка, шматки трубки різного діаметру, картки з завданнями, презентація «Перші космонавти», відеофрагмент «Реактивний рух в природі».

Тип уроку: комбінований.

ХІД УРОКУ

І. Організація класу (2 хв)

 - привітання

- психоемоційний настрій учнів

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів, перевірка домашнього завдання (10 хв)

До дошки два учня: перший учень показує розв’язок домашнього завдання, другий завдання на картці.

Учням в класі пропонується об’єднатися в групи по 2 учнів і розв’язати завдання на картці.

 Перевірка розв’язаних карток (завдання підібрані так, що число відповіді у всіх картках однакова).

Додаткові питання:

1. Що називають імпульсом тіла?
2. Що називають імпульсом сили?
3. Яку систему називають замкненою?
4. Сформулюйте закон збереження імпульсу.

ІІІ. Робота по темі уроку (22 хв)

Учням пропонується надути кульку, підписати її (дати назву) і відпустити. Після спостереження польоту кульки учням ставиться проблемне питання: Який  рух ви спостерігали?; які особливості цього руху?

Вислуховуємо відповіді учнів.

Ви спостерігали реактивний рух. Що це за рух ми розглянемо на сьогоднішньому уроку. Запишіть тему уроку «Реактивний рух»

Реактивний рух  - це рух, що виникає внаслідок відділення з певною швидкістю від тіла якоїсь його частини.

Яка частина відділялась від кульки під час польоту?  -  повітря.

Відповідно до закону збереження імпульсу загальний імпульс системи кулька-повітря залишається незмінним і дорівнює нулю: m_пv_п+ m_кv_{к =} 0 звідки v_к=- m_пv_п/ m_к    - знак мінус вказує на те що кулька рухається в бік протилежний рухові повітря.

На який літальний апарат схожа повітряна куля?  - ракета.

Ракета – літальний апарат, який переміщується в просторі завдяки реактивній тязі, що виникає внаслідок відкидання ракетою частини власної маси.

Виведемо формулу швидкості руху оболонки ракети для випадку коли все паливо згорає миттєво .

Згідно закону збереження імпульсу імпульс системи до взаємодії був рівним 0 а після взаємодії m_гv_г + m_обv_об   тоді 0 =- m_гv_г + m_обv_об  звідки              

v_об = m_гv_г / m_об

Які висновки можна зробити з формули?

• Чим більша маса газу що вилітає тим більша і швидкість оболонки
• Чим більша швидкість газу що вилітає тим більша і швидкість оболонки
• Чим менша маса оболонки тим більша її швидкість.

В реальних ракетах газ витікає з певною швидкістю – тому ракети рухаються з значно меншими швидкостями.

В основу ракетобудування були покладені праці К Е Ціолковського. Свою працю «Дослідження світових просторів реактивними приладами»,  що побачила світ у 1896 році. У цій статті і її продовженнях він заклав основи теорії ракет і рідинного ракетного двигуна. У цій піонерській праці Ціолковський:

• повністю довів неможливість виходу в космос на аеростаті або за допомогою артилерійської гармати;
• вивів залежність між вагою палива й вагою конструкцій ракети для подолання сили земного тяжіння;
• висловив ідею бортової системи орієнтації за Сонцем або іншими небесними світилами;
• проаналізував поводження ракети поза атмосферою, у середовищі, вільному від тяжіння;
• вирішив питання посадки космічного апарата на поверхню планет, позбавлених атмосфери.

Над ракетами працював і Микола Іванович Кибальчич – свої думки він виклав у проекті де розробив реактивний літальний апарат. Але його праці побачили світ тільки в 1917 році після Жовтневого перевороту, тому першість у цій галузі закріпилась за К.Е. Ціолковським.

Давайте розглянемо  будову ракети (таблиця):

• паливо
• окисник
• оболонка
• двигуни
• корисне навантаження

Доповідь учня «Перші космонавти»

Доповідь учня «Реактивний рух у природі»

IV. Закріплення матеріалу (8 хв)

Поясніть чому кулька рухається?

Що можна зробити для збільшення швидкості кульки? – збільшити швидкість витікання повітря. Яким способом? Спробуйте його здійснити за допомогою обладнання що є у вас на столі.

Дітки пробують і роблять висновки.

Чи уважно ви слухали розповідь своїх однокласників про реактивний рух у природі перевіримо за допомогою хмарки тегів. Наведіть приклади тварин, що використовують реактивний рух.

Задача 1. Реактивний літак набирає швидкість від 800 км/год (222,2) до 2000 км/год (555,6). За цей час літак втратив 1 т палива. Маса літака без палива дорівнює 16 т. Яка швидкість витоку газів?

(m1+m)v1=m2v2+mv3   v3=((m1+m)v1-m2v2)/m = -5112,2 м/с

Задача 2. Ракета масою 4000 кг летить зі швидкістю 500 м/с. Від неї відокремлюється головна частина масою 1000 кг і летить зі швидкістю 800 м/с. З якою швидкістю продовжуватиме політ частина ракети, що залишилась?(400 м/с).

m1v1=m2v1’+(m1-m2)v2’   v2’=(m1v1-m2v1’)/(m1-m2) = 400 м/с

Задача 3. З моделі ракети масою 200 г вилітають гази зі швидкістю 600 м/с відносно Землі. Вважати, що заряд масою 50 г згоряє миттєво. Визначити дійсну висоту підняття моделі, якщо опір повітря в 3 рази зменшує теоретично обчислену висоту?

Задача 4. Космонавт вийшов у відкритий космос і забув пристебнути страхувальний трос. У якому напрямку треба кинути гайковий ключ, аби повернутися на корабель?

Потрібно ключ кинути в бік протилежний від корабля.

Задача 5. Відповідно до інструкції під час пострілу з рушниці варто щільно притиснути приклад до плеча. Навіщо?

Збільшити масу рушниці для зменшення її швидкості.

V. Рефлексія (2 хв)

Що ви дізналися нового на уроці?

Чи зможете застосувати свої знання вдома?

VІ. Домашнє завдання (1 хв)

Вивчити § 32     дост. № Задача 5           вис. № 

Додаток 1

Додаток 2