Конспект урока по физике. 8 класс.

Реактивное движение. Развитие ракетной техники.

Цели: познакомить учащихся с характеристиками реактивного движения, выяснить каково практическое значение закона сохранения импульса для развития ракетной техники.

Задачи урока:

- образовательная – изучить особенности реактивного движения, его характеристики;

- воспитательная – воспитывать гражданственность и патриотизм у учащихся (история развития ракетной техники в России);

- развивающая – развитие познавательных интересов, творческих способностей учащихся.

Оборудование: детский воздушный шар, Г-образная трубка с движущейся водой в ней, мультимедийный проектор, экран, компьютер.

Ход урока

I.Повторение пройденного материала. Физический диктант.

II. Изучение нового материала.

1. Определение реактивного движения. (Слайд №2)

Ребята, сейчас мы познакомимся с понятием реактивного движения.

Движение, которое возникает как результат отделения от тела какой-либо части, либо как результат присоединения к телу другой части, называется реактивным движение.

На таком принципе работают реактивные самолёты и ракеты, передвигаются некоторые моллюски, осьминоги, каракатицы (Слайд №3-4).

Чудный огурец созрел на грядке,
Сам зелёный вроде всё в порядке…
Но созревшие плоды его сбесились,
Взяли от плода и отделись.
Огурец, с разбега полетел налево,
А плоды его отправились направо.
Каково же было удивление,
Наблюдать столь странное явление.

2. Демонстрация реактивного движения.

а) Опыт с детским резиновым шариком.

Вопрос: Почему взлетает воздушный шарик?

Ответ: Воздух выходит из шара в одну сторону, а сам шар летит в противоположную сторону.

б) Опыт с Г-образной трубкой.

Вопрос: Почему отклоняется трубка, когда в ней движется вода?

Ответ: Трубка отклоняется в сторону противоположную направлению струи.

3. Математическое обоснование.

Реактивное движение – пример применения закона сохранения импульса, который гласит: Импульс замкнутой системы не изменяется, т.е. сохраняется. (Слайд №5)

Устройство ракеты. Она состоит из двух основных частей:

1 – оболочка (ракета),

2 – её топливо.

Всё вместе, оболочка с топливом – замкнутая система. (Слайд №6-8)

По третьему закону Ньютона сила F₁ с которой ракета действует на раскаленные газы, равна силе F₂, с которой газы отталкивают от себя ракету.

F₁ = F₂.

Определим скорость, которую может приобрести ракета (импульс истекающий газов , а импульс ракеты ).

Отсюда:

.

Т.е. скорость ракеты тем больше, чем больше скорость ис­течения газов, и чем больше отношение . (Слайд №9)

Это значит, чтобы развить большую скорость масса топлива должна быть огромна, а масса ракеты малой. И так, чтобы преодолеть земное притяжение и стать ИСЗ ракета должна иметь скорость 8 км/с. Современные технологии производства ракетоносителей не могут позволить превысить скорости 8–12 км/с. Чтобы покинуть солнечную систему нужна скорость 16,7 км/с (3-я космическая скорость), но при этом масса ракеты должна быть в 55 раз меньше массы топлива, что на практике реализовать невозможно. Значит нужно искать другие способы построения ракетоносителей и другие виды силовых двигателей. (Слайд №10)

4. Развитие ракетной техники.

Роль К.Э.Циолковского в развитии теории ракетостроения и освоении космического пространства. (Слайд №11-12)

Вклад И.В.Мещерского в развитие теории реактивного дви­жения. (Слайд №13)

Первые ракеты были пороховые и применялись в Китае в X в. н.э. (Слайд №14-15)

Первым кто предложил и рассчитал модель ракеты на пороховом топливе, был русский революционер Кибальчич Н.И. (Слайд №16)

Вклад С.П.Королева в развитие ракетной техники и освоение космического пространства. (Слайд №17)

12 апреля 1961 года со словами «Поехали» в космос отправился русский космонавт Ю.А.Гагарин, который стал героем и примером для всего мира. (Слайд №18)

Сегодня реактивное движение находит широкое применение в современной технике. (Слайд №19-20)

Ближайшее космическое пространство покорено и исследовано, чтобы попасть за пределы солнечной системы в другие галактики, теперь уже вам – будущим поколениям нужно сконструировать двигатель гравитон и фотон, которые будут двигаться со скоростью света. (Слайд №21)

III. Закрепление изученного материала решением задач.

Задача 1.

Крыльев нет у этой птицы,
Но нельзя не подивиться:
Лишь распустит птица хвост —
И поднимется до звезд.

(Ракета)

На каком принципе основаны ракетные двигатели?

(Принцип реактивного движения.)

Задача 2.

Кому принадлежат исторические высказывания: «Вселенная принадлежит человеку!», «Ракета для меня только способ, только метод проникновения в глубину космоса, но отнюдь не самоцель... Будет иной способ передвижения в космосе — приму и его... Вся суть — в переселении с Земли и в заселении космоса».

(Константину Эдуардовичу Циолковскому.)

Задача 3.

Огромная скорость делает кальмаров особенно опасными морскими хищниками. Втянув воду в полость тела, хищник с силой выбрасывает струю через воронкообразный канал и устремляется вперед, как торпеда, готовая взорваться. Такой «биореактивный» двигатель позволяет развивать скорость до 20 м/с. Выскакивая из воды, молодой кальмар способен запрыгнуть на палубу судна, возвышающуюся над водой на 5–8 метров.

Определите потери энергии па сопротивление воды при вылете кальмара массой 10 кг из воды на максимальную высоту с максимальной для себя скоростью. (1200 Дж.)

Задача 4.

Такие обитатели морей, как осьминог, каракатица, моллюск сальпа, при перемещении используют принцип реактивного движения — они втягивают воду в специальные мускулистые мешки своего тела, а затем выталкивают ее наружу. Благодаря этому животные получают возможность перемещаться в направлении, противоположном выбрасываемой струе.

Определите скорость осьминога массой 800 г при одном выталкивании воды массой 100 г со скоростью 20 м/с. (2,5 м/с.)

IV. Подведение итогов урока.

Ребята, сегодня на уроке вы узнали много интересного: что такое реактивное движение, какой закон объясняет механизм его возникновения. Я надеюсь, что вы запомнили имена российских учёных, внёсших вклад в развитие ракетной техники.

Этот урок хочу закончить словами поэта:

Мир познаний многолик и ярок,
Свет его и удивляет и манит.
Любое русское открытие – подарок,
Любое русское открытие – динамит.
Циолковский, Королёв, Гагарин.
Вот имена людей потрясших мир.
Труды их, помыслы нетленны
Российская наука помнит их.

V. Домашнее задание.

§§12-13, задачи №№67, 68.

Творческое задание, стр. 37 учебника.