I.Организационный момент. Объявление темы урока, порядка работы на уроке.

Учитель: Здравствуйте. Садитесь.

«Доброе утро, я рада, ребята, вас всех видеть на уроке! Сегодня у нас необычный урок к нам пришло много гостей, давайте поздороваемся  и начнём наше занятие, на котором нас ждёт много интересного. Прежде чем мы начнем заниматься, я хотела бы, чтобы каждый из вас настроился на урок .  Мы продолжаем изучать динамику.

        В ходе сегодняшнего урока вы будете выполнять различные задания. За каждое правильное задание фиксируйте у себя на полях в тетради плюсы, в конце урока мы подведем итоги вашей работы.   Давйте приступим к работе.

II. С места отвечают учащиеся, им по очереди задает вопросы учитель.

 ( правильные ответы – ставят + , неправильные  -  )

Примерные вопросы.

1. Как направлена мгновенная  скорость при равномерном  движении тела по окружности?

2. Какие опыты доказывают, что скорость тела при равномерном движении по окружности направлена по касательной?

3. Почему движение тела по окружности всегда ускоренное?

4. Как направлено ускорение  при равномерном  движении тела по окружности?

5. Чему равно центростремительное ускорение?

6. Выразить из этой формулы скорость.

7. Как направлена сила, действующая на тело при равномерном  движении  по окружности?

8.Чему равна центростремительная сила?

9. Какое движение называется свободным падением?

10. В каких единицах измеряется ускорение и сила?

11. Запишите формулу ускорения свободного падения у поверхности Земли.

12. Запишите формулу ускорения свободного падения на высоте Н.

III. Объяснение нового материала.

В тетрадях записываем тему урока. На столе у каждого есть опорный конспект, т.е. дополнительный материал, который поможет при работе на уроке

Тема урока: «Искусственные спутники Земли».  Эта тема имеет большое практическое значение. ИСЗ широко используются в научных целях, в спутниковой связи, в геодезии и в других областях.

Ребята, скажите, что  вы хотели бы узнать об искусственных спутниках?

Слайд №1

Сегодня на уроке мы и  выясним, как двигаются ИСЗ, находящееся в гравитационном поле. Выведем формулу первой космической скорости.

Рассмотрим, для чего используются искусственные спутники Земли.

Внимание на экран.

 Слайд №2

У нас имеется тело, которое находится в гравитационном поле Земли на высоте Н над поверхностью.

Скажите, какая сила действует на это тело?

Как будет двигаться тело под действием силы тяжести, если его скорость равна 0?

Что представляет собой траектория движения тела?

Если этому телу сообщить небольшую скорость направленную горизонтально,  в этом случае  тело будет двигаться по ветви параболы.

С увеличением скорости увеличивается дальность полета.

Слайд №3

При определенной скорости  тело будет настолько приближаться к поверхности Земли, насколько поверхность будет удаляться из-за кривизны Земли. Оно не упадет, а будет двигаться вокруг Земли по круговой орбите. Такая скорость называется первой космической. Тело становится искусственным спутником Земли. ИСЗ.

 Слайд №4

Минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли (или небесного тела), чтобы тело могло двигаться вокруг Земли (или небесного тела) по круговой орбите – называется первой космической скоростью. (При условии отсутствии сопротивления воздуха).

Вывод формулы первой космической скорости.

Как направлена скорость тела в любой точке круговой траектории?

Как направлено ускорение этого тела?

Запищите формулу центростремительного ускорения.

а_ц=

Выразите из этой формулы скорость.

υ² = a_цR

 = (1) по этой формуле находят  тела движущегося по окружности

ИСЗ тоже вращаются вокруг Земли по окружности.

Если учесть, что ИСЗ обращается вокруг Земли на расстоянии R

Высота спутника над поверхностью Земли мала по сравнению с радиусом Земли, (Н=300км, а R= 6400 км) поэтому высотой пренебрегаем, считаем, что H0  а расстояние равно радиусу Земли.

R 

Ускорение  у поверхности равно ускорению свободного падения a_ц = g

то формула первой космической скорости  у поверхности Земли выглядит:

=   

Рассчитаем численное значение первой космической скорости.

  Слайд №6

Обладая такой скоростью, спутник будет двигаться сколь угодно долго по орбите, не падая на Землю при условии отсутствия помех его движению. В противном случае он пойдет по спирали с убывающим радиусом, войдет в атмосферу и сгорит.

С такой скоростью в нашей стране впервые был запущен I искусственный спутник Земли.

Рассмотрим случай, когда высота Н сравнима  с радиусом Земли    

Расстояние до центра Земли будет равно  + Н, а ускорение свободного падения g = Gподставим в формулу (1)  =  следует   =  по этой формуле можно рассчитать первую космическую скорость спутника любой планеты, на любой высоте.

Проанализируем формулу. От каких величин зависит ?

Чем больше Н , на которой запускается спутник, тем меньше скорость ему надо сообщить. Зависит ли   от массы спутника? Нет.

IV. Презентация 1 учащегося о первом ИСЗ, полете Ю.А. Гагарина.

  Слайд №7,8

( Первый искусственный спутник Земли запущен 4 октября 1957 года в СССР. Масса 83,6 кг. Период обращения 96 мин. На орбите находился 3 месяца).

Если > то тело будет двигаться по эллипсу. Чем больше скорость, тем более вытянутый будет эллипс. Слайд №9. Слайд №10

Минимальная скорость, которую надо сообщить телу  у поверхности Земли (или небесного тела) для того чтобы, оно преодолело гравитационное притяжение Земли (или небесного тела), называется второй космической скоростью.

 можно вывести из закона сохранения механической энергии.

=

Сравнить с    =    = 11,2 км/с

При такой скорости тело становится искусственным спутником Солнца.

Что представляет собой траектория движения такого тела? (парабола)

Если учитывать и направление движения Земли, то корабль лучше запускать с запада на восток, тогда к скорости корабля  добавится линейная скорость точек поверхности Земли.

Впервые вторая космическая скорость была достигнута тоже в нашей стране. Это произошло 2 января 1959 года.

Если скорость тела будет 16,7 км/с, то траектория движения тела станет гиперболической. Тело преодолевает притяжение Солнца и уходит за пределы Солнечной системы. Слайд №11

Минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли для того, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца, называется третьей космической скоростью.

= 16,7 км/с

Автоматические станции, запущенные с такой скоростью покидают пределы Солнечной системы. Величина третьей космической скорости зависит от направления запуска космического корабля. При запуске в направлении орбитального движения Земли вокруг Солнца она равна = 16,7 км/с

Если же запускать корабль в сторону, противоположную движению Земли вокруг Солнца, то третья космическая скорость возрастет до 73 км/с.

Презентация 2 учащегося о космическом аппарате Вояджер-2 с посланием к другим цивилизациям. Слайд №12, 13, 14.

Изучение движения тела в гравитационном поле имеет большое практическое  значение для запуска спутников связи, научно-исследовательских спутников, навигационные спутники, метеоспутников. Для изучения других планет космического пространства на орбите сейчас находятся целые научно-исследовательские лаборатории.

Я вам предлагаю подготовить сообщение или презентации  об использовании ИСЗ.

V. Закрепление.

Сделаем вывод.

Как меняется траектория движения тела находящегося в гравитационном поле  с увеличением скорости?

 Слайд №15

При  =0       прямая линия

         <        парабола

         =        окружность

        >>    эллипс

                парабола

                 гипербола

Учащиеся выполняют  тест.

(Учащиеся проверяют и оценивают работы соседа по парте.)

А1. Под  действием какой силы двигаются ИСЗ?

1) силы тяги    2) силы тяжести  3) силы трения

А2.Как определить силу по второму закону Ньютона?

1) F= ma    2) F = - F     3) F= m 

А3.Как направлена первая космическая скорость?

 1) по прямой линии к центру     2) совпадает с F    3) по касательной

А4. Как направлено ускорение тела равномерно движущегося по окружности?

1) по касательной     2)  к центру      3) нет правильного ответа

А5. От каких физических величин зависит  для Земли и других планет?

     1)  Н     2) М и R        3) М, R, Н

А6. Чему равна первая космическая скорость у поверхности Земли?

       1) 9,8 м/с²     2) 7,9 км/с    3) 0

VI. Итоги урока.

Дом. задание:§20 стр. зад №1, по желанию, подготовить сообщение об использовании ИСЗ.

Рефлексия.

Ответьте на вопросы:

1. Понравился или нет урок.

2. Что понравилось на уроке?

3. Ваши предложения по проведению урока.