Урок "Космические скорости. Межпланетные перелеты"

Урок астрономии по теме:
«Космические скорости. Межпланетные перелеты»
Цели урока:
продолжить формирование знаний учащихся о движении тел под действием силы
притяжения;
рассчитать значение 1 космической скорости и показать ее значение для искусственных
спутников;
применить физические законы для изучения небесных тел, например планет солнечной
системы;
воспитание патриотических чувств и гордости учащихся на примере истории развития
космонавтики в России;
на примерах продемонстрировать познаваемость мира, в котором живет человечество.
План урока:
1. Организационный момент (1 мин)
2. Актуализация знаний учащихся в форме устного фронтального опроса (5мин)
3. Мотивация учебной деятельности (2 мин)
4. Изучение нового материала (20 мин)
5. Закрепление новых знаний (10 мин)
6. Рефлексия (3 мин)
7. Домашнее задание. Итог урока (4 мин)
Деятельность учащихся по подготовке к уроку.
Для подготовки этого урока учащиеся класса готовили краткие сообщения о биографиях и
основных трудах таких ученых, как Циолковский К.Э., Королев С.П.
Данный урок - урок изучения нового материала проводится с целью выяснения условий
необходимых для того, чтобы тело стало искусственным спутником Земли или других планет
солнечной системы и их использования для изучения планет солнечной системы. Основная форма
проведения урока – лекционная
Ход урока
Организационный момент.
Актуализация знаний.
На уроках физики вы изучали законы динамики. Давайте их вспомним. (Учащиеся отвечают
законы Ньютона). Помимо 3-х законов движения, которые мы повторили, Ньютоном был открыт
еще один важный закон - закон всемирного тяготения. Как формулируется этот закон? (Два любых
тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению
их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.). А что можно сказать о
силе всемирного тяготения, если одним из тел будет Земля? Эту силу мы называем силой тяжести.
Мотивация учебной деятельности.
Нам известно, что тело, брошенное с горизонтально направленной начальной скоростью, всегда
должно упасть на поверхность Земли, то есть мысленно мы предполагали, что поверхность Земли
плоская и что ускорение свободного падения постоянно и равно g= 9,8 м/с
2
. Но всегда ли так
будет? (выслушиваются ответы учащихся).
Но ведь на самом деле Земля шар и при определенных начальных скоростях, тело за счет
притяжения к Земле будет к ней приближаться, а Земля, наоборот, будет “уходить” от него за счет
кривизны своей поверхности. Тогда тело никогда не упадет на поверхность Земли, а станет
искусственным спутником.
Как сделать так, чтобы тело стало искусственным спутником Земли? (выслушиваются
предположения учащихся).
Изучение нового материала.
Действительно, это должна быть очень большая скорость, позволяющая преодолевать не только
земное притяжение, но и позволять телу перемещаться в космическом пространстве.
Итак, как вы думаете, какова тема нашего урока? (учащиеся называют тему, записывают в
инструктивных карточках дату и тему урока).
Для чего нам необходимо изучать эту тему? Эти знания могут быть полезными? (ответы
учащихся).
План урока:
1. Космические скорости
2. История космонавтики
3. Современная космонавтика
1.Космические скорости.
Итак, давайте рассчитаем скорость, которая позволит телу стать искусственным спутником Земли.
Данная скорость имеет название: космическая скорость это минимальная начальная
скорость, которую необходимо придать объекту (например, космическому аппарату) на
поверхности небесного тела, чтобы:
v
1
объект стал искусственным спутником центрального тела, то есть стал вращаться
по круговой орбите вокруг него на нулевой или пренебрежимо малой высоте относительно
поверхности,
v
2
объект преодолел гравитационное притяжение центрального тела и начал двигаться по
параболической орбите, получив тем самым возможность удалиться на бесконечно большое
расстояние от него,
v
3
при запуске с планеты объект покинул планетную систему, преодолев
притяжение звезды; учебник, с.44.
Отсюда:
Первая космическая скорость = 7,9 км/с, такую скорость
необходимо сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником Земли, эта
скорость имеет другое название – щут в учебнике) - круговая скорость.
Кроме первой космической скорости существует и вторая . Если
сообщить телу такую скорость, то оно сможет преодолеть силу земного притяжения и
навсегда уйти от Земли.
Рассчитана и третья космическая скорость, которую необходимо сообщить телу,
чтобы оно покинуло пределы Солнечной системы. Значение этой
скорости .
Давайте попробуем вычислить первую космическую скорость для некоторых небесных тел
(используя формулу для 1ой скорости, вычисляют):
1) для Марса (R=3400 км, g=3, 6 м/с
2
)
2) для Луны (R= 1760 км, g=1, 7 м/с
2
)
3) для Венеры (R=6000км, g= 8, 4 м/с
2
)
Решение задачи №1:
; ; ;
1) 3400000м*3,6м/с= =3, 5 км/с
2) км/с
3) 7,1 км/с
Чем больше масса и чем меньше радиус небесного тела, тем больше его космические
скорости (сравнить Венеру и Землю).
2. История космонавтики.
Видео1.
Какой вид движения служит для взлета ракет с поверхности Земли? (ответы учащихся).
Реактивное движение это движение, которое возникает при отделении от тела
некоторой его части с определенной скоростью. (записывают в карты)
До 1957 года комические полеты были только теоретическими проектами, над которыми
трудились такие ученые как Константин Эдуардович Циолковский, Сергей Павлович Королев, и
многие другие. (Далее идут сообщения учащихся по заранее подготовленным темам).
Историческая справка:
Первый искусственный спутник Земли был запущен 4 октября 1957 года. Спутник был
сферической формы (диаметром 58 см) и весил 83,6 кг. Он просуществовал 92 дня, совершив 1400
оборотов вокруг Земли.
Впервые в мире вторая космическая скорость была достигнута при полете советского
космического аппарата “Луна-1”. Он был запущен 2 января 1959 года и стал первым
искусственным спутником Солнца.
12 апреля 1961 года на космическом корабле “Восток” Ю. А. Гагарин совершил первый полет в
космос.
16-19 июня 1963 года космический полет совершила первая в мире женщина-космонавт В.В.
Терешкова.
18 марта 1965 года Алексей Архипович Леонов совершает первый выход в открытое космическое
пространство.
3 февраля 1966 года советская АМС “Луна-9” совершила мягкую посадку на Луну и передала на
Землю изображение с панорамой лунного ландшафта.
1 марта 1966 года советская АМС “Венера-3”, позднее, 16 мая 1969 года, «Венера- достигла
поверхности Венеры, осуществив полет на другую планету.
Видео2.
Информация, которую получают с помощью искусственных спутников, позволяет изучить
планеты Солнечной системы, объяснить ее происхождение и ответить на многие важные вопросы.
Очень долго на орбите работала космическая станция “Мир”. За годы ее работы проделано
огромное количество различных экспериментов и в том числе для ребят были сняты специальные
фильмы о том, как происходят физические явления в космосе.