Урок "Реактивное движение"

Организационная информация

Тема урока

Реактивное движение

Предмет

Физика

Класс

10

Автор урока (ФИО, должность)

Киселева Ирина Анатольевна, учитель физики

Образовательное учреждение

МОУ гимназия №36 г. Иваново

Методическая информация

Тип урока

Урок изучения нового материала

Цели урока

Цель: раскрыть прикладное значение закона сохранения импульса на примере реактивного движения в природе и технике, в том числе, на примере истории отечественной космонавтики.

Задачи урока

Задачи

– образовательные:

• способствовать усвоению учащимися понятия реактивного движения;

• научить учащихся находить проявления реактивного движения в природе и технике;

– развивающие:

• развивать умения сравнивать, анализировать, обобщать, делать вывод;

• развивать умения осуществлять перенос знаний и умений в новой нестандартной ситуации;

• развивать творческие и поисковые навыки (при подготовке дополнительного материала к уроку – минидоклады);

– воспитательные:

• повысить интерес к физике, как к науке, объясняющей огромное количество окружающих явлений и объединяющей в себе знания множества других наук;

• формировать коммуникативные и деловые качества при работе в малых группах;

• воспитать гордость за свою Родину, активизируя патриотические чувства на примере достижений и побед отечественной космонавтики.

Знания, умения, навыки и качества.

Знать: определение реактивного движения; примеры реактивного движения в природе и технике; историю начала освоения околоземного пространства отечественными учёными.

Уметь: находить новые примеры реактивного движения в природе и технике по аналогии; решать стандартные задачи на реактивное движение; анализировать и систематизировать различные виды информации.

Навыки: поисковой деятельности при работе со справочной литературой при подготовке докладов; создания слайдов в программе PowerPoint; заполнения технологических учебных карт; работы в малых коллективах.

Качества: лидерские; коммуникативные; настойчивость; аккуратность; последовательность; творчество.

Необходимое оборудование и материалы

– ПК Windows XP, Office 2003; мультимедийный проектор с экраном

– презентация к уроку

– демонстрационные материалы для урока: воздушный шарик, модель сегнерова колеса

– карточки с задачами для обучающихся

– технологические карты для обучающихся

– карточки с задачей (на дом) повышенной сложности

– доклады обучающихся;

Структура урока,

время этапа

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Мультимедиа компонент

и методическое обоснование

1. Орг. момент 3 мин., актуализация знаний, необходимых для усвоения нового материала 10 мин.

Фронтально:

1. Что называется импульсом тела?

2. Какая это величина: векторная или скалярная? Почему? Каково направление импульса тела?

3. Какова единица измерения импульса тела в СИ?

4. Импульс какого из изображённых на слайде тел больше? Импульсы каких тел одинаковы? Почему?

5. Что означает выражение «количество движения»?

6. Какая система тел называется замкнутой?

7. Сформулируйте закон сохранения импульса.

8. Во время автомобильного пробега 1924 года Ленинград – Тифлис жители кавказских селений приветствовали проносящиеся мимо них автомобили, кидая водителям и пассажирам яблоки, арбузы, дыни. Действие этих подарков оказалось плачевным: арбузы и дыни вдавливали, сминали, ломали кузов машины, а яблоки наносили серьёзные травмы пассажирам. Объясните ситуацию с точки зрения физики.

Обучающиеся дают ответы на вопросы учителя.

(Ответ: благодаря сложению скоростей импульс «подарков» получался внушительным, разрушительным. А импульс арбуза (в системе координат, связанной с автомобилем) на порядок больше импульса пули)

Слайд №1-2–

титульный лист Презентации

Слайды №3

Актуализация опорных знаний

и личного опыта учащихся.

2. Сообщение темы

и цели урока 5мин., мотивация учебной деятельности 10мин.

Но понятия «импульс» и «закон сохранения импульса» открыл нам, ребята, пока не все свои тайны! О чём же ещё можно узнать в этой теме? Об этом у нас сегодня – 4 доклада, демонстрационный эксперимент, задачи и заполнение индивидуальных технологических карт в конце урока!

Давайте определимся с целью урока, а лучше «угадаем» её вместе!

Итак, перед вами три рисунка, на которых зашифрованы три факта. Сумеете ли вы догадаться, что их объединяет с точки зрения физики? Работаем в мини-группах – по 4 человека, формируем ответ, готовимся представить его классу.

Итак…

Обучающиеся определяются с составом мини-групп (ученики первой парты поворачиваются лицом к ученикам второй парты с целью взаимодействия)

Слайд №4

Мотивационный компонент.

Эмоциональный настрой.

Использование проблемно-эвристического метода

Использование межпредметных связей.

Систематизация и конкретизация ранее полученных знаний.

Факт первый.

Демонстрационный эксперимент.

Учитель предлагает ученику сделать так, чтобы шарик самостоятельно двигался некоторое время, но не под действием силы тяжести.

Вопрос учителя: почему шарик, «не имеющий двигателя», перемещается по классу? Нет ли среди домашних задач задачи, похожей по смыслу на данный опыт?

Один из учеников надувает воздушный шарик (примерно на 2/3 полного объёма) и удерживает его в руке, не завязывая.

Ученик догадывается (или ему подсказывают другие ребята), что надо выпустить шарик из рук, не завязывая.

Обучающиеся высказывают мнения, формируя ответ своей мини-группы:

воздух вырывается из шарика в одну сторону, а сам шарик летит в противоположную сторону. Это похоже на то, как мальчик выпрыгивает из лодки в одну сторону, а лодка движется в противоположную сторону (на дом была задана именно такая задача!)

Факт второй

Известно, что во время тушения очага возгорания при подаче воды в пожарный рукав шланг приходится удерживать порой двум-трём человекам одновременно.

Учитель: почему шланг «пытается» вырваться из рук пожарных, «убежать» назад?

Ответ учащихся: вода вылетает из шланга в одну сторону, а сам шланг, отталкиваясь от неё, движется в противоположную сторону.

Факт третий

Прочитаем отрывок из книги Дж. К. Ролинг «Гарри Поттер и дары смерти»:

« – Ну, уж вот это точно сработает, держись крепче, Гарри! – заорал Хагрид и бухнул сразу всей ладонью по багровой кнопке у спидометра.

Из выхлопной трубы с рёвом, который ни с чем спутать невозможно, вырвался раскалённый до голубоватой белизны драконов огонь, и мотоцикл, словно пуля, рванулся вперёд, сопровождаемый треском корёжимого металла».

Вопрос учителя: почему при выбросе огненного вещества («драконов огонь») мотоцикл резко увеличил свою скорость? Можете ли вы при объяснении провести аналогию с предыдущим примером? Не напоминает ли вам этот случай какой-нибудь реальный летательный аппарат?

Ответ учащихся: огонь вырывается из выхлопной трубы в одну сторону, а мотоцикл при этом получает толчок в противоположную сторону. Это аналогично взаимодействию тел `вода-шланг` и `воздух-шарик`. А «драконовый огонь» наталкивает на сравнение с «огнедышащими» космическими ракетами.

Учитель анализирует, а затем суммирует ответы учащихся.

Вывод: все три факта-рисунка иллюстрируют закон сохранения импульса, при этом все примеры чем-то похожи на действие реактивных снарядов, ракет!

После завершения обсуждения, учитель, опираясь на ответы учащихся, вводит понятие реактивного движения.

Формулируется тема и цель урока (для учащихся).

Реактивное движение – это движение, которое возникает при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части.

Цель урока: изучить реактивное движение как проявление закона сохранения импульса, узнать больше о космических исследованиях нашей страны.

Обучающиеся

делают

соответствующие

записи в тетрадях.

Получение новых знаний обобщающего и систематизирующего характера.

Слайд №5

3. Изучение нового материала, демонстрационный эксперимент, культурно-исторический экскурс

35 мин.

Если разобрать слово реактивное по составу, то очевидно, что «ре» – это приставка. Интересно узнать смысл приставки ре-: в переводе с латыни она означает возобновляемое действие или противодействие. Например, космическая ракета летит в сторону, противоположную истечению сгорающего топлива.

Использование межпредметных связей.

Надо признаться, что реактивное движение придумал не человек, а природа. И первые два доклада, подготовленных вашими одноклассниками, тому подтверждение.

При прослушании докладов основные мысли, примеры – самостоятельно конспектируем в тетрадях.

Обучающиеся представляют выполненные в мини-группах

доклады и презентации (мини-презентации обучающихся заранее включены в учительскую презентацию; остальные – делают индивидуальные конспекты

1. «Реактивное движение в мире растений»

Слайд №6

Использование межпредметных связей.

2. «Реактивное движение в мире животных»

Слайд №7

Использование межпредметных связей.

(После рассказа о Яноше Сегнере учитель комментирует этот фрагмент доклада и помогает докладчикам в демонстрационном эксперименте)

В принципе, сегнерово колесо явилось прообразом гидравлической турбины. А его практическое воплощение вы можете найти в устройстве для полива растений.

Демонстрация реактивного движения на модели Сегнерова колеса:

Слова учителя после доклада:

Но в те далёкие времена никто и не думал, что реактивное движение даст человеку возможность посылать корабли к Луне, Марсу, Венере, Меркурию, Юпитеру и другим планетам Солнечной системы.

3. «Реактивное движение с древних времён до начала ХХ века»

Слайд №8

Использование межпредметных связей.

Слайд №9

Практическая направленность урока, связь обучения с жизнью.

Слайд №10

Вопрос к учащимся: ребята, а что представляет собой Луна? Есть ли на Луне жизнь?

Суммируя ответы, учитель подытоживает: это естественный спутник Земли, самое близкое к нам (400 тыс. км) космическое тело, причём единственное космическое тело, на котором побывал человек (астронавты США), на Луне нет атмосферы, магнитного поля. По последним данным, на Луне обнаружено значительное количество воды в виде льда, поэтому учёные не отрицают возможности нахождения там живых организмов.

Обучающиеся сообщают известные им из уроков природоведения и из других источников сведения о Луне.

Использование межпредметных связей.

Слова учителя после доклада:

Конечно, здесь рассказано лишь о самых первых, но поистине героических шагах человечества в глубины неизвестного космоса. На сегодняшний день официально признана профессия космонавт, как одна из самых почётных и высококвалифицированных, а в космосе побывало уже более 500 землян! 12 апреля 2011 года все люди Земли отметят 50-летие первого полёта человека в космос – нашего с вами соотечественника, Юрия Алексеевича Гагарина.

4. «История отечественной космонавтики третьей четверти

ХХ века»

Слайды №11-17

Элементы профориентации.

С момента запуска первых космолётов прошло уже почти полвека, и Земля окружена буквально роем искусственных спутников Земли, принадлежащих разным странам и выполняющих различные функции: спутники связи, научные, хозяйственные и военные спутники. Таким образом, реактивное движение во всю работает на человека: суда с водомётным двигателем, реактивные самолёты, космические ракеты…

Слайд №18

Практическая направленность урока, связь обучения с жизнью.

Как же устроена современная космическая ракета? Рассмотрим это на слайде. Здесь представлена трёхступенчатая модель ракеты. (Далее рассказ соответствует тексту домашнего § 41-42 об устройстве и работе ракеты).

Дополнительные сведения:

полезный груз находится в головной части ракеты, он укрыт головным обтекателем, форма которого уменьшает сопротивление воздуха во время полета в атмосфере. После выхода в космическое пространство обтекатель тоже сбрасывается, и автоматический спутник или пилотируемый корабль начинают самостоятельный полёт. Для изменения направления и величины скорости космического корабля также используются миниатюрные реактивные двигатели.

КПД реактивного двигателя – около 80%!

Чтобы ракета стала искусственным спутником Земли, ей необходимо сообщить скорость 7,9 км/с. Для достижения такой скорости масса топлива с окислителем должна превышать массу полезного груза в 55 раз. Это значит, что большую часть массы ракеты на старте, составляет масса топлива.

Слайды №19-20

Получение новых знаний

Решение задач. (Тексты задач – в карточках, лежащих на партах учеников)

Так как реактивное движение является частным случаем закона сохранения импульса, то и алгоритм решения задач на тему урока – схожий! Давайте вместе убедимся в этом. (Те, кто решит задачи №1 и №2 быстрее нас, попробуйте разобраться самостоятельно с дополнительными №3 и №4 – на оценку!).

1-я задача. От двухступенчатой ракеты массой 1 т в момент достижения ею скорости 185 м/с отделилась вторая ступень массой 400 кг. При этом скорость ракеты возросла до 200 м/с. С какой скоростью стала двигаться первая ступень ракеты?

Ответ: 175 м/с.

(по щелчку мыши на экране постепенно

выводится решение задачи).

Слайд №21

Актуализация знаний

и умственных умений

Решение задачи осуществляется в совместной деятельности учителя и учеников

4. Проверка понимания учащимися изученного материала

и его первичное закрепление

22 мин.

2-я задача. Вычислите скорость сигнальной ракеты со стартовой массой 520 г после сгорания пороха массой 20 г, если скорость истечения продуктов сгорания равна 800 м/с.

Ответ: 32 м/с.

Слайд №22

Закрепление первичных умений

и применение их

в стандартных ситуациях – по аналогии

По усмотрению учителя, задача решается учениками самостоятельно или частично самостоятельно (всё зависит от уровня класса).

Как и в первом случае, решение задачи раскрывается на слайде.

После решения второй задачи полезно рассмотреть следующий вопрос: от каких величин зависит скорость ракеты? (см. итоговую формулу решённой задачи).

Ответ: от скорости истечения продуктов сгорания и от соотношения масс топлива и собственно ракеты

Учитель: думаю, теперь вы легко догадаетесь, о чём идёт речь в четверостишии –

Ни пера, ни крыла,

а быстрее орла,

Только выпустит хвост -

Понесется до звезд.

Вопрос: почему ракета способна двигаться в безвоздушном пространстве, а самолёту, даже реактивному, такое не под силу?

Работа в мини-группах по поиску правильных ответов

Ответ: в отличие от самолёта ракета несёт в себе не только горючее, но и кислород для его сжигания (в виде окислителя). У реактивных самолётов есть свой «потолок», выше которого они не способны создавать необходимую силу тяги, так как в разреженном воздухе не хватает кислорода для сжигания горючего.

Слайд №23

Активизация мыслительной деятельности учащихся, вовлечение их в творческий процесс обучения.

Задача-тест: Ракета, летевшая горизонтально со скоростью 20 м/с, разделилась на две части массами 4 кг и 6 кг. Укажите все правильные утверждения по принципу – кто быстрее:

А. Импульс ракеты до разделения был равен 200 кг∙м/с.

Б. Суммарный импульс обеих частей ракеты равен импульсу ракеты до разделения.

В. Импульс меньшей части после разделения равен 80 кг∙м/с.

(правильные ответы отмечаются на слайде

по щелчку мыши)

Работа в мини-группах по поиску правильных ответов

Слайд №24

Применение знаний и умений в условиях лимита времени

Мы повторили понятия импульса и закон его сохранения. Рассмотрели реактивное движение на разных примерах из природы и техники. Насколько каждому из вас стал понятен материал урока? Об этом мы узнаем после того, как вы поработаете над заполнением ваших индивидуальных технологических карт:

Чем больше вы сумеете её заполнить, тем более «многоступенчатой» будет ваша «ракета»! (И тем выше оценка учителя!)

Обучающиеся работают над заполнением технологических карт.

Выставляют оценки за доклады своим одноклассникам.

Слайды №25, 26

Систематизация знаний и умений, связь новых с ранее полученными и сформированными.

По завершении этапа заполнения технологических карт учитель даёт свою оценку докладам, отмечая удачные, грамотные находки, давая обучающимся советы на будущее по преодолению неточностей или трудностей при подготовке докладов. Учитель комментирует работу мини-групп, оценивает наиболее активные из них. Предлагает желающим сдать на дополнительную оценку решения дополнительных задач (№3, №4 из карточек).

Обучающиеся принимают информацию учителя к сведению, вносят свои предложения и комментарии.

Систематизация и конкретизация ранее полученных знаний.

5. Рефлексия, дифференцированное домашнее задание

5 мин

Перечислить все достижения отечественной космонавтики на этом уроке, конечно же, невозможно. Но даже того, о чём мы сегодня упомянули на уроке, думаю, достаточно, чтобы испытать гордость за наших учёных, конструкторов, космонавтов, за нашу Родину.

Сегодня мы изучили реактивное движение. Узнали о достижениях России в космосе. Применили новые знания для решения количественных задач и объяснения некоторых фактов из жизни растений и животных, окунулись в историю появления первых ракет.

Перед тем, как сдать мне на проверку свою технологическую карту, закрасьте изображение маленькой ракеты около своей фамилии в тот цвет, который соответствует вашему ощущению после сегодняшнего урока:

красный, жёлтый цвета – всё понравилось, всё понятно;

зелёный, синий – всё понравилось, но не всё понял или запомнил;

чёрный – не понравилось или ничему не научился.

А рядом со своей фамилией напишите фамилию того отечественного учёного или исследователя, о котором было сказано на уроке и чей вклад в освоение космоса произвёл на вас наибольшее впечатление.

Слайд №27

Воспитание активной гражданской позиции, сопричастности

к истории своей Родины.

Установление обратной связи.

Эмоциональный компонент.

Традиционное домашнее задание:

§41-42

Творческое домашнее задание (на выбор):

– Придумать качественные задачи в стихах по теме «Реактивное движение».

– Сконструировать действующую модель, основанную на принципе реактивного движения (по желанию).

Наш урок окончен. Желаю всем реактивных возможностей и космических успехов!

Слайд №28

Побуждение учащихся к получению новых знаний, стимулирующих интерес, волевые усилия, настойчивость в достижении поставленной цели

Слайд № 29

Дополнительная информация

Предварительная работа:

– за две недели до проведения урока были сформированы рабочие группы (3-5 человек – по желанию) для подготовки коротких докладов, иллюстрированных 1-3 слайдами;

– за день до проведения урока учитель объединяет свои слайды и слайды учащихся в единую презентацию. Это делается для того, чтобы:

*иметь возможность при необходимости подкорректировать работу обучающихся;

*или вовремя заполнить пробелы (недоработки) обучающихся;

*придать презентации целостность, зрелищность, а значит, повысить значимость ММ-компонента;

*минимизировать потери времени на уроке (ведь если бы каждый раз приходилось сворачивать учительскую презентацию и запускать очередную ученическую…)

В помощь учителю

Использованные источники и литература (если имеются)

Традиционные источники:

Физика. 10 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профиль. уровни / Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. – 18-е изд. - М.:Просвещение, 2009,

Хрестоматия по физике.// Под ред. Б.И. Спасского. М.: Просвещение, 1987

Гельфгат И.М., Генденштейн Л.Э., Кирик Л.А. «1001 задача по физике….», - М.: Илекса, 2003

Демкович В.П., Демкович Л.П. Сборник задач по физике. – М.: Просвещение, 1981.

Электронные источники:

http://festival.1september.ru:8080/articles/312027/

http://festival.1september.ru/articles/312609/

http://slovari.yandex.ru/

http://www.vashsad.ua/plants/interesting_plants/show/7497/

http://faktzafaktom.ru/beshenyj-ogurec/#more-1007

http://www.yaplakal.com/forum13/topic256698.html

http://www.svobodanews.ru/content/Article/476689.html

http://apervushin.narod.ru/encl/sputnik/ussr/sputnik01/sp1.htm

http://kaluga-city.by.ru/names/grazhd/1990-2002.htm

http://www.spek.keytown.com/rasIIIProg/5_tvorch/GAGARIN/Start/pages/sobitie.htm

http://vismuscos.narod.ru/ssl/istoki.htm

http://about-space.ru/books/taynineba?start=38

http://www.rusproject.org/pages/analysis/analysis_2/sovkosmosprogram.html

http://www.caren.ru/sculptura_37.html

http://ritz-btr.narod.ru/perelman.html

http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/tm/1966/12/jiv-rak.html

http://class-fizika.narod.ru/

Обоснование, почему данную тему оптимально изучать с использованием медиа-, мультимедиа, каким образом осуществить

Изучение физики в 10 классе в количестве 3 часа в неделю!… В принципе, это уже объяснение, почему насущно необходимо предпринимать какие-то меры по активизации учебного процесса. Да и вообще механика – не самая наглядная тема в физике, многим (большинству детей!) она кажется откровенно скучной. Выход для обычных средних школ надо искать в модных для молодёжи ИКТ-технологиях.

Конкретно по уроку: материал темы «Реактивное движение» сам по себе достаточно интересен лишь тем обучающимся, кто по-настоящему увлечён физикой. Но эта же тема даёт прекрасную возможность проявить себя любителям биологии, истории, (доклады обучающихся), литературы (творческое домашнее задание), информатики (ММ-сопровождение докладов!!!).

Я считаю, что на данном уроке применение ММ-технологий – один из самых перспективных путей.

Во-первых, существенно повышается уровень наглядности за счёт создания ярких (анимированных) иллюстраций на экране. Это хорошая альтернатива двухцветному учебнику. А вопросы истории отечественной космонавтики непременно надо показывать ярко, убедительно, «громко». Ведь проблема дефицита патриотизма среди молодёжи сегодня остра как никогда.

Во-вторых, возрастает темп урока – уже не надо торопливо стучать мелом по доске, на слайде всё точно, аккуратно, вовремя.

В-третьих, всегда можно мобильно отреагировать на изменившуюся ситуацию при объяснении и вернуться к любой теме в презентации.

В-четвёртых, включение в презентацию звуковых эффектов способствует активизации деятельности так называемых «аудиалов» среди обучающихся.

В-пятых, подготовительный этап по подготовке сообщений/докладов !обязательно с применением ИКТ-технологий! способствует повышению учебной мотивации обучающихся, раскрытию их творческого потенциала.

Урок «Реактивное движение» входит в заключительный блок уроков темы «ЗАКОН СОХРАНИНИЯ ИМПУЛЬСА», следующий за ним урок – это «Урок решения задач на темы «Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение», на котором происходит дальнейшая актуализация и систематизация полученных знаний. Выполненные творческие задания , по возможности, надо предъявить классу в электронном виде, для этого можно использовать, в том числе, школьный сканер. Это будет хорошим стимулом для учащихся.