Разработка урока "Искусственные спутники земли"

Искусственные спутники Земли

Елена Игоревна Черданцева

 ГКПОУ Кемеровский горнотехнический техникум

Урок по физике «Искусственные спутники Земли» (1час).

Цели урока: изучить движение тел в гравитационном поле Земли. Углубить понимание закона Всемирного тяготения и движения по окружности путем их применения для вывода формулы первой космической скорости. Познакомить учащихся с историей запусков ИСЗ, с успехами и трудностями, которые пришлось преодолеть нашим ученым, физикам, конструкторам первых космических аппаратов.

Задачи:

Образовательные:

• изучить движение тел в гравитационном поле Земли;

• выработать умения воспринимать и излагать новый материал;

• показать практическую значимость изучаемого материала;

• познакомить учащихся с успехами в освоении космического пространства.

Воспитательные:

• сформировать интерес учащихся к изучаемому материалу;

• воспитывать чувство патриотизма и гордости за свою Родину.

Развивающие:

• продолжить обучение умению выделять главное, существенное в изучаемом материале на основе сравнения скоростей, сообщаемым телам в горизонтальном направлении у поверхности Земли, с траекториями движения в поле тяготения Земли, анализировать, проводить сравнения, находить общие и отличительные черты, делать выводы;

• развивать внимание, память, устную речь;

• развивать познавательную, информационно-коммуникативную компетенции.

Формы и методы обучения:

• проверка домашнего задания;

• изложение материала учителем;

• компьютерная презентация;

• самостоятельная виртуальная лабораторная;

• самостоятельная работа при проверке знаний учащихся;

• работа в Интернете в режиме реального времени.

Оборудование урока:

• мультимедийный проектор, компьютер, иллюстрации о космосе;

• компьютерные модели: «Законы взаимодействия и движения» с сайта http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669bc797-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_15.swf;

• 6 ноутбуков для учащихся; виртуальная лабораторная работа «Ньтонова гора» с сайта http://www.virtulab.net/index анимации по физике;

• учебник: А.В. Перышкин, Е.М. Гутник, Физика- 9 класс;

• презентация учителя Черданцевой Елены Игоревны.

План урока:

1. Организационный момент. Приветствие учащихся, проверка готовности к уроку.

2. Актуализация ранее изученного материала. Проверка знаний учащихся на начальном этапе урока

3. Постановка цели урока.

4. Основной этап урока. Изучение нового материала.

5. Закрепление материала. Выполнение теста на компьютере.

6. Итоговый этап. Оценивание знаний учащихся. Домашнее задание.

7. Рефлексия.

Здравствуйте ребята, а так же присутствующие гости!

Урок мы начнем с повторения домашнего задания. На прошлом уроке вы изучали Закон всемирного тяготения, повторите ее формулировку и запись формулы.

Запишите формулу закона всемирного тяготения и прочитайте этот закон.

Приведите примеры движения по окружности. (Стрелки часов, колеса автомобиля, планеты вращаются вокруг Солнца и др.)

Вы уже знаете один вид движения прямолинейный, а есть еще один вид криволинейный, т. е. движение по окружности.

Тело вращается по окружности с постоянной по модулю скоростью, под действием силы. Эта сила называется Центростремительной. По второму закону Ньютона мы знаем, что (α_ц = v²/R) – центростремительное ускорение.

Мы знаем, что ускорение всегда сонаправлено с силой, в результате действия которой оно возникает (по II закону Ньютона).

Изучение нового материала:

Преодолев земное притяженье,

Ракета от Земли оторвалась…

И не было счастливее мгновенья –

Здесь новая эпоха началась.

Скажите о чем это стихотворение?

Сегодня мы познакомимся с условием, при котором тело может двигаться вокруг земли и стать ее спутником.

И тема нашего урока сегодня «Искусственные спутники Земли».

Откроем учебники на стр. 74 и прочитаем первый абзац. (Я демонстрирую этот опыт). Если бы нам удалось устранить все силы сопротивления движению, то шарик бесконечно двигался бы вокруг центра.

Примером подобного движения служит обращение планет вокруг Солнца и спутников вокруг планет.

У планет Солнечной системы естественные спутники, они созданы природой, значит можно создать и искусственные. Что значит «искусственный»? (созданный человеком, запущенный человеком).

Откроем файл ИСЗ (искусственные спутники земли), который находится у вас на рабочем столе, через Internet Explorer.

Просмотрим 1,2,3 слайд.

Ребята, подумайте и сделайте вывод о том, как будет двигаться тело, если его бросить в горизонтальном направлении?

А теперь перейдем к выполнению виртуальной лабораторной работе «Ньтонова гора», для этого нажмите на звездочку в закладках и выберите этот файл. Внимательно прочитайте как выполнять лабораторную работу, перемещая курсор пронаблюдайте за движением тела и подберите значение скорости при котором тело будет вращаться по окружности.

Движение спутника является примером свободного падения, так как происходит только под действием силы тяжести. Но спутник не падает на Землю благодаря тому, что обладает достаточно большой скоростью.

Значит, для того чтобы некоторое тело стало ИСЗ, его нужно вывести за пределы атмосферы и придать ему определенную скорость.

Наименьшая высота над поверхностью Земли, на которой сопротивление воздуха практически отсутствует, составляет примерно 300 км. Поэтому обычно спутники запускают на высоте 300 – 400 км от Земной поверхности.

Вернемся к работе со слайдами, рассмотрим 7 слайд, здесь представлен вывод формулы для вычисления скорости.

По формуле (1) (презентация) определяется скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно обращалось по окружности вокруг Земли на расстоянии R от ее центра.

,(1)

Эта скорость называется первой космической скоростью (круговой).

Если высота h спутника над поверхностью Земли мала по сравнению с земным радиусом, то ею можно пренебречь и считать, что R = R_з. Обозначим ускорение свободного падения вблизи поверхности Земли g.

Т огда формула для расчета первой космической скорости спутника, движущегося вблизи поверхности Земли, будет выглядеть так (2) (презентация).

, (2)

Рассчитаем эту скорость, принимая радиус Земли равным 6400 км (или 6,4*10⁶ м), а g = 9,8 м/с².

Если же высотой спутника над Землей пренебречь нельзя, то расстояние R от центра Земли до спутника и ускорение свободного падения g на высоте h определяются по формуле (1) (презентация).

По этой формуле (1) можно рассчитать первую космическую скорость спутника любой планеты, если вместо массы и радиуса Земли подставить соответственно массу и радиус данной планеты.

Физкультминутка: просмотр презентации «Спутники». Доклад про первый искусственный спутник читает ученик, как домашнее задание.

Мы гордимся своей страной. 4 октября 1957 года в СССР был успешно запущен первый ИСЗ.

В настоящее время сотни спутников запускаются каждый год в научно-исследовательских и практических целях: для осуществления теле- и радиосвязи, исследования атмосферы, прогнозирования погоды и т.д. (для исследования других планет; для наблюдения состояния облачного покрова Земли при составлении метеопрогнозов; для охраны леса, в частности по своевременному оповещению об очагах пожара; для обнаружения местонахождения кораблей и помощи выбора правильного курса. Фотографии современных ИСЗ.

Ребята не забывайте про книги, «Книга это наш надежный друг». Интернет это кончено хорошо, но не всегда вы найдете там достоверную информацию и в том объеме, в котором бы хотелось.

Переходим к презентации, продолжаем урок.

Если скорость тела, запускаемого на высоте h над Землей, превышает первую космическую, то его орбита представляет собой эллипс. Чем больше скорость, тем более вытянутой будет эллиптическая орбита. При скорости, равной 11,2 км/с, которая называется второй космической, тело преодолевает притяжение к Земле и уходит в космическое пространство. При такой скорости тело становится спутником Солнца.

Третья космическая скорость равна 16,7 км/с, она необходима для преодоления телом притяжения Солнца и выхода за пределы Солнечной системы (рассматриваем таблицу).

Домашнее задание: §20, вопросы 2,3, упр. 19 (1,2).

Закрепление: теперь закрепим пройденный материал выполнив тест, нажмите на слайд 10 и впишите ответы.

Ступень… вторая… Третья отделилась,

Сгорая в атмосфере без следа…

А над Землей внезапно появилась

Стремительно летящая звезда.

И Человечество застыло в изумленье:

Летящий в небе серебристый шар -

Рук человеческих великое творенье -

Был послан от Земли Вселенной в дар.

Рефлексия:

Ребята ответьте на вопросы (в презентации).

Я узнал что….

Я увидел….

Я хочу узнать….

Сейчас я хочу вас поблагодарить за урок. И хочу вам подарить звезды. Мне кажется, что этот образ очень подходит к сегодняшней теме. Я хочу чтобы сегодняшний урок вы запомнили и загадали желание потому что вам в руки упала звезда (раздаю звезды на них оценки 5,4 и пустые).

Спасибо за урок!