57834

Штучні супутники Землі. Розвиток космонавтики

Конспект урока

Педагогика и дидактика

Розвивати творчу ініціативу і активність учнів, спостережливість, здатність логічно мислити, вміння робити висновки, узагальнення, розвивати пізнавальні здібності, навички працювати з науково-популярною літературою...

Украинкский

2014-04-16

355.5 KB

76 чел.

Тема:  Штучні супутники Землі. Розвиток космонавтики.

Мета:   Сформувати уявлення учнів про основні закони космічних польотів;

            навчити розраховувати першу і орбітальну швидкість супутників.

Розвивати  творчу ініціативу і  активність учнів, спостережливість, здатність

логічно мислити, вміння робити висновки, узагальнення, розвивати пізнавальні здібності, навички працювати з науково-популярною літературою та комп’ютером, використовувати ресурси мережі інтернет. Виховувати почуття патріотизму, бажання пізнавати навколишній світ, уміння критично оцінювати і використовувати різноманітну інформацію,цікавість до фізики як науки, спонукання до творчої діяльності, спрямованої на вивчення історії космонавтики.

Тип і модель уроку: 

Урок-подорож, комбінований з елементами проектної технології та самостійної дослідницької роботи, інформаційно-пошуковий.

Обладнання: мультимедіапроектор, фото - і відеоматеріали на оптичних носіях інформації, демонстраційний екран, роздатковий матеріал.


ХІД УРОКУ.

  1.  Оргмомент

Слайд  1. 

Привітання. 

Тема уроку. Штучні супутники Землі. Розвиток космонавтики.     

-Виходячи з теми, що повинні з’ясувати на уроці?

 

Що таке штучний супутник?

Закони, за якими рухається штучні супутники.

Навіщо потрібні штучні супутники

А представники преси ознайомлять з історією розвитку космонавтики.

Сьогодні урок-подорож.

Ми знаходимося на стартовому майданчику по запуску космічних ракет. Тільки від вашої підготовки, уміння працювати  залежить результат нашої подорожі.

Перед стартом перевірка готовності до польоту.

  1.  Перевірка матеріалу попередніх уроків.
  2.  Першим кроком буде розв’язання задач.

Запрошую 4 представників нашого екіпажу .

1.На якій відстані від поверхні Землі сила притягання космічного корабля до неї стане  в 100 разів меншою, ніж на поверхні Землі.

2.у скільки разів сила гравітаційного притягання на Марсі менша , ніж на Землі, якщо маса Марса становить 0, 107 маси Землі, а  його радіус дорівнює

3,4 ?    Радіус Землі  6,310.

  1.  Космічна ракета стартує з поверхні Землі вертикально вгору з прискоренням 20 м/сⁿ. Визначити вагу пілота в кабіні, якщо його маса 80 кг.

     Якого перевантаження зазнає пілот?

4.Середня відстань між центрами Землі і Місяця дорівнює 60 земних радіусів, а маса Місяця в 81 разів менше маси Землі. У якій точці відрізка, що сполучає центри Землі і Місяця, тіло притягуватиметься ними з однаковою силою?

  1.  Фронтальне опитування.

1.що називається силою всесвітнього тяжіння? Де вона проявляється ?

2. Чому предмети, що знаходяться в кімнаті, не наближаються один до одного, хоча вони взаємно притягаються?

3. Сформулюйте закон всесвітнього тяжіння.

4. Які межі застосування закону всесвітнього тяжіння?

5. Як називається коефіцієнт у формулі закону всесвітнього тяжіння?

7. Як виміряти масу Землі?

8. Що спільного в русі падаючого яблука і Місяця?

8. Чому тіла падають з однаковим прискоренням?

9. Що відбулося завдяки відкриттю закону всесвітнього тяжіння ?

-Як вважаєте,наш екіпаж справився із завданням?До подорожі готові?

Тоді почнемо нашу подорож .

 Слайд  2    

Людство не залишиться вічно на Землі,  в гонитві за світлом і простором спочатку боязко проникне за межі атмосфери, а потім завоює собі весь навколосонячний простір.                  К.Е.Ціолковський     

Основоположник сучасної космонавтики            

  Минулого року виповнилося 50 років з того історичного дня, коли 12 квітня  1961 року громадянин СРСР,  Юрій Олексійович Гагарін  на кораблі “Восток” здійснив перший в історії людства політ у космос.  

Слайд  2 .Відео      

                                               

Фільм та учнівські проекти можна завантажити ТУТ:

http://scoolphysics.ucoz.ua/publ/10_klas/7

Ми переглянули відео фрагмент з елементами історичної кінохроніки-перший політ людини в космос. Гагарін зробив усього один виток навколо Землі. Але  108хвилин, час, за який він облетів земну кулю,приголомшили  світ!

Цього року 4 жовтня виповнилося 55 років з дня запуску першого штучного супутника Землі(1957 рік).

Зараз для нас здається звичним,що з Землі стартують космічні кораблі. Десь там , у далекій височині відбуваються стикування космічних апаратів, місяцями на космічних станціях живуть і працюють космонавти, летять до інших планет автоматичні станції. 6 серпня марсохід "К’юріосіті" , який був запущений 26 листопада 2011 року здійснив посадку на Марс…

Але зовсім недавно про космічні  польоти говорили як про фантастику.

До речі, звернули увагу що робив Гагарін під час польоту?  

(Але не думайте, що він там пісні співав. Він там працював . І працював безперервно! )

Отже починаємо нашу подорож.

І ми зараз теж будемо працювати.

  1.  Актуалізація опорних знань.

а)

-Як буде рухатися тіло, якщо кинути його в горизонтальному напрямку? (По параболі)

-Під дією якої сили рухається тіло?( сили тяжіння)

-Якою моделлю ми користуємося, коли розглядаємо такий рух?
(Плоска Земля і однорідне гравітаційне поле)

3.  Вивчення нового матеріалу.

      Слайд  3

  

Серед праць Ньютона, присвячених відкриттю закону всесвітнього тяжіння,можна знайти малюнок, схожий на наш. Що він означає?

Уявіть, що ви стоїте на краю прямовисної скелі. Біля вас гармата і кілька ядер.

Якщо стріляти в напрямку горизонту, то ядро летітиме по параболі.

А як буде рухатися ядро, якщо весь час збільшувати його початкову швидкість?

   Відповідно ядро падатиме все далі і далі. Якщо уявити, що Земля плоска, то нічого цікавого не відбудеться.

Але Земля має форму кулі. Тому з кожним пострілом внаслідок обертання як би “тікає” від ядра.

 Нарешті, можна вистрілити так, що облетівши навколо Землі, ядро повернеться у вихідну точку з тією самою швидкістю, з якою було випущене При цьому воно не зупиниться, а буде кружляти з постійною швидкістю навколо нашої планети, тобто перетвориться в штучний супутник Землі.Супутником може стати будь-яке тіло, якому нададуть достатньої швидкості. 

Для цього потрібно підібрати таку початкову горизонтальну швидкість, щоб поверхня Землі з-за її кулястість віддалялася від тіла саме на стільки, на скільки тіло наближається до Землі завдяки притяганню до неї.

Швидкість, яку потрібно надати тілу в момент запуску з даної планети для того, щоб воно стало її  штучним супутником і при цьому рухалось би по колу, центр якого збігається з центром цієї планети, називають першою космічною швидкістю

Як обчислити першу космічну швидкість?

  б)

- Під дією якої сили тіло  обертається навколо Землі? (Сила тяжіння)

-Чи можна користуватися такою моделлю: Земля - плоска, а прискорення вільного падіння постійне , якщо розглядати рух тіла навколо Землі?

(Ні, так як в цьому випадку не можна нехтувати розмірами і формою землі, а прискорення вільного падіння в різних точках має різне значення і напрямок)

Модель: 1. Земля є однорідною кулею з радіусом 6400 км.
2. На тіло не діють ніякі сили, крім сили тяжіння, спрямованої до центру Землі.
3. Супутник будемо вважати матеріальної точкою.

-Чи можна вважати рух по колу з постійною по модулю швидкістю рівномірним?Чому?(Ні. Прискорення вільного падіння в різних точках має різне значення і напрямок)

- Куди направлено прискорення тіла при його руху по колу з постійною по модулю швидкістю? Як називається це прискорення?

- За якою формулою можна обчислити модуль вектора доцентрового  прискорення?

     --

Таку швидкість необхідно надати тілу в горизонтальному напрямку, яке знаходиться на невеликій порівняно з земним радіусом висоті, щоб воно стало рухатися по коловій орбіті навколо Землі, стало її штучним супутником.

Слайд4

Ми розглянемо тільки випадок, коли тіло перетворюється в штучний супутник Землі. Вивчаючи його рух щодо Землі, будемо враховувати тільки силу тяжіння його Землею. Вона надає супутнику і всім тілам в ньому однакове прискорення, звідки випливає, що всі тіла в штучному супутнику знаходяться в стані невагомості

Ми бачимо, що тіло може стати супутником Землі тільки в тому випадку, якщо його швидкість лежить у відносно вузьких межах: від 7,91 до 11,19 км/с. При швидкості менше 7,91 км/с, тіло впаде назад на Землю; при більшій швидкості тіло може перетворитися в штучний супутник і почати обертатися навколо Землі, подібно її природному супутнику - Місяцю; при ще більшої швидкості тіло може піти від Землі так далеко, що сила земного тяжіння практично не буде впливати на його рух і воно стане штучною планетою, тобто почне обертатися навколо Сонця; нарешті, при ще більшій швидкості тіло може назавжди покинути Сонячну систему

Слайд5        

Для запуску штучних супутників застосовують спеціальні ракети, які піднімають

супутник на задану висоту і розганяють його до необхідної швидкості; після цього супутник відділяється від ракети носія і продовжує свій рух під дією тільки сил тяжіння. Двигуни ракет повинні зробити роботу проти сил тяжіння і проти сил опору повітря, а також надати  супутнику велику швидкість. Для цього двигуни ракети повинні розвивати величезну потужність (мільйони кіловат).

Обчислимо швидкість руху супутника на висоті h над поверхнею планети.

Від чого залежить швидкість супутника?

Які висновки з формули 1.

Швидкість супутника залежить від висоти над поверхнею Землі

2. Швидкість не залежить від маси супутника

Якщо взяти h = 0, то поблизу поверхні Землі

                              

  1.  Первинне закріплення знань.

Слайд 6

Розв’яжемо задачу

Яку швидкість повинен мати штучний супутник ,який обертається  навколо Землі  по коловій орбіті на висоті, що дорівнює:

Радіусу Землі          Трьом  радіусам Землі             П’ятнадцяти радіусам Землі

Політ іде нормально…Працюємо далі…

  1.  А зараз самоперевірка
  2.   Слайд 7-13

-По якій траєкторії буде рухатися тіло, якщо йому надати першої 

космічної швидкості? 

А. По параболі

B. По гіперболі

C По еліпсу

D. По колу

-Біля поверхні Землі перша космічна швидкість становить

А.  13,4  км/с

B.  11,2  км/с

C. 7,9  км/с

 D. 9,3  км/с

-Формула для знаходження першої космічної швидкості ? 

  1.  

B.

C.

D.

-Коли був запущений перший штучний супутник Землі? 

А. 12 квітня 1961 року

В. 4 жовтня 1957 року

С. 15 квітня 1963 року

D. 28 березня 1965 року  

-Інженер-конструктор, який керував запуском першого   

штучного супутника Землі

А. Гагарін Ю. О.

В. Ціолковський К. Е.

С.  Корольов С. П.

D.  Кибальчич М.І.

-Чому приблизно дорівнювала б перша космічна 

швидкість супутника, запущеного на висоті, яка дорівнює трьом радіусам Землі? 

А.  4  км/с

В.  9  км/с

С.  8  км/с

D.  6  км/с

Спеціаліст технічного відділу, який знаходиться на нашому кораблі проінформує, які бувають види штучних супутників Землі ….

Учнівська презентація   

Нас ознайомили з видами штучних супутників Землі.

Продовжуємо політ

-Яка орбіта супутника називається геостаціонарною орбітою?

Задача.

Радіус геостаціонарної орбіти дорівнює  4,2·10м. Визначте прискорення та орбітальну швидкість руху геостаціонарного супутника. Вважайте, що маса Землі дорівнює 6,0·10?кг.

Наш кінооператор підготував фільм

«Розвиток космонавтики»(учнівський проект) 

Фільм та учнівські проекти можна завантажити ТУТ:

http://scoolphysics.ucoz.ua/publ/10_klas/7

  1.  Підсумок
  2.  Домашнє завдання.

Опрацювати параграф 23, виконати Вправу  20(1-3,4*)

*Створити презентації:   «Україна – космічна держава»,  

« Початок космічної ери.»,

 «Місії на Місяць, Марс,Венеру…..»


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17709. ОСНОВИ СІМЕЙНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 225.5 KB
  ОСНОВИ СІМЕЙНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття сімейного права його принципи та джерела. Сімейне законодавство України Серед різноманітних суспільних відносин урегульованих правом виокремлюють сферу досить складних людських стосунків які засновані на родинн
17710. ОСНОВИ ГОСПОДАРСЬКОГО ПРАВА УКРАЇНИ 466 KB
  ОСНОВИ ГОСПОДАРСЬКОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття предмет та методи правового регулювання господарського права Господарське право це сукупність правових норм що регулюють суспільні відносини у сфері організації та здійснення господарської діяльності між ...
17711. ОСНОВИ ТРУДОВОГО ПРАВА УКРАЇНИ 485.5 KB
  ОСНОВИ ТРУДОВОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття предмет принципи та функції трудового права Протягом усього життя людина не може обійтися без використання результатів праці. Отже процес праці існує майже стільки скільки існує людство. Тількино дитина народилася
17712. ОСНОВИ ПРАВА СОЦІАЛЬНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 276 KB
  ОСНОВИ ПРАВА СОЦІАЛЬНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 1. Поняття предмет і джерела права соціального забезпечення Право на соціальне забезпечення одне з природжених прав людини яке визнане світовим співтовариством і одержало закріплення в міжнародноправових актах
17713. ОСНОВИ АГРАРНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 197.5 KB
  ОСНОВИ АГРАРНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття предмет і система правового регулювання аграрного права України. Джерела аграрного права Аграрне право України це сукупність правових норм які на засадах юридичної рівності різних форм власності і функціонування
17714. ОСНОВИ ЗЕМЕЛЬНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 265 KB
  ОСНОВИ ЗЕМЕЛЬНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття предмет та система правового регулювання земельного права України Земельне право України являє собою самостійну галузь права національного права України якій притаманні власний предмет методи і система правов...
17715. ОСНОВИ ЕКОЛОГІЧНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 293.5 KB
  ОСНОВИ ЕКОЛОГІЧНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття і предмет правового регулювання екологічного права України Екологічне право України це сукупність правових норм які регулюють суспільні відносини що складаються з приводу використання відтворення природних...
17716. ОСНОВИ КРИМІНАЛЬНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 360.5 KB
  ОСНОВИ КРИМІНАЛЬНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття кримінального права його принципи джерела та система За останні кілька років злочинність в Україні стала явищем загальнонаціонального значення. Якщо раніше боротьба зі злочинністю розглядалась як важлива пр
17717. СУДОВІ ТА ПРАВООХОРОННІ ОРГАНИ УКРАЇНИ 367 KB
  СУДОВІ ТА ПРАВООХОРОННІ ОРГАНИ УКРАЇНИ 1. Правосуддя в Україні: поняття завдання ознаки та принципи здійснення Правосуддя особлива функція державної влади що здійснюється через розгляд і вирішення в судових засіданнях цивільних справ зі спорів що стосу...