Реализация системно-деятельностного подхода на уроках при обучении физике; Продвижение инновационных идей, связанных с формированием основ научно- исследовательской культуры у подрастающего поколения. Цель: Создать условия для осмысленного понимания значимости новых открытий на примере открытия реактивного вида движения, которое «открыло дорогу в космос».
Задачи урока:
- Обучающая: обеспечить усвоение понятия «реактивное движение» и объяснение реактивного движения на основе закона сохранения импульса.
- Развивающая: развивать познавательные интересы и творческие способности; способствовать расширению кругозора; дать возможность почувствовать свой потенциал каждому ученику; формировать представление о роли «физики» в жизни общества.
- Воспитательная: воспитывать чувство гордости за нашу страну и народ; воспитывать самостоятельность и инициативность; воспитывать эстетическое восприятие мира через демонстрацию и наглядность; воспитывать бережное отношение к окружающему нас миру: природе, космосу.
Ход урока
Организационный момент
Приветствие.
Сегодня урок хочу начать с эпиграфа М.В. Ломоносова (основоположника физики в России) «Открылась бездна, звезд полна…Звездам числа нет, бездне- дна…».
Издавна человечество завораживало космическое небо. Мечта попасть туда была недосягаемой. Наша задача сегодня на уроке: Изучить новый вид движения, который позволил нам «открыть дорогу в космос».
Тема урока: РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ. РАКЕТЫ.
Актуализация знаний и фиксация затруднений в деятельности
Скажите: Что является причиной механического движения (изменения скорости)? (7класс)
— Взаимодействие.
— Может ли тело одно взаимодействовать?
— Нет. Минимум два тела.
— Всем известный фантазёр Мюнхгаузен, рассказывал нам сказки о том, что сам себя вытащил из болота?
— Да.
— Так считали все, зная известные законы физики на тот момент. Но! Открытия принадлежат тем умам, которые подвергают сомнению, ищут и находят другие решения к поставленной задаче. Это инноваторы. Таким инноватором стал простой сельский учитель физики Константин Эдуардович Циолковский, который, помимо того, что хорошо знал законы физики, был очень наблюдателен, пытлив и не подвергая сомнению законы механического движения, смог открыть новый вид движения. Попробуем и мы пройти его путь наблюдений и рассуждений. Удастся ли нам сделать открытие?
Постановка учебной задачи
Для начала, составим план действий: (наблюдение; моделирование ситуации; определение; опыт; значимость)
- Наблюдения за немеханическими движениями.
- Разобрать подобный вид движения на ситуативной картинке.
- Сформулировать определение реактивного движения.
- Поставить опыт, который бы определил параметры, от которых зависит скорость реактивного движения.
- Рассмотреть значимость открытия на примере ракеты.
Построение проекта выхода из затруднения
Начнем работу по плану:
Работа со слайдами:
1. Посмотрите на движение морских жителей: медузы, каракатицы. Найдите взаимодействующие тела, которые являются причиной движения (или их нет?). Что вы можете сказать об этих телах (этом теле)? (вода- медуза была одним единым целым телом).
2. Человек набрал мячей в лодку и намерен без вёсел осуществить движение по реке. Возможно ли это? (Обратитесь к своему жизненному опыту и наблюдательности). Как это сделать эффективно? (кидать мячи по одному или все вместе? в разные стороны или в одну? скорость бросания мячей учитывать или нет?).
Сформулируйте определение реактивного движения:
Реактивным движением называют движение тела, возникающее при отделении от него с какой либо скоростью некоторой его части.
Первичное закрепление
Ставим опыт с тремя воздушными шариками. Работают три пары учеников на первых партах (в три ряда).
1 пара: Большой надувной шар.
2 пара: Воздушный шар меньшим объемом..
3 пара: Большой воздушный шар с гайкой внутри.
После обсуждения полетов выделяем особенности:
Наблюдаем: Чей шарик полетит выше?
Задача для всех: от каких параметров будет зависеть дальность полета.
После совместных обсуждений делаем вывод:
Дальность полета реактивного снаряда зависит:
- от давления газа внутри снаряда.
- от массы системы.
Ракета открыла дорогу в космос. Видео – старт ракеты.
— Почему на реактивной ракете мы не сможем покинуть Солнечную систему? (есть предел прочности материала ракеты (если в опыте шарик лопнул – это доказательство), масса горючего ограничена).
— Физика нуждается в новых инноваторах (нужен «второй Циолковский»), которые бы нашли новый вид движения и позволили человечеству заглянуть за пределы Солнечной системы.
Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону
Задание: составить мини-доклады в группах по плану. (Дома можно продолжить работу над докладами).
1 группа: Ракеты. Стр 85 рис. 45. учебника.
План сообщения:
- Схема ракеты (из чего состоит, перечислить и показать основные составные её части).
- Обозначить назначение каждой части (для чего),
- Отметить особенности, интересные моменты (если есть).
2 группа: Живые ракеты.
План сообщения:
- Пример реактивного движения в мире растений, отметить интересные факты.
- Пример инженерной конструкции (водомёт), отметить как работает.
3 группа: Из истории ракетного движения.
План сообщения:
- Сенгерово колесо. Демонстрация.
- Первый проект автомобилей (по картинке рассказать о движении, привязав определение реактивного движения, сформулированного на уроке).
4 группа: Из истории реактивного движения.
План сообщения:
- Первые сигнальные ракеты в Китае (когда появились, отметить интересные детали).
- Предложить решение проблемы, описанной в легенде о богаче с мешком золотых.
5 группа: О Великих людях космической эпохи..
План сообщения:
- К.Э. Циолковский (кем считают и почему, интересные факты из детства)
- С.П. Королев (создатель ракеты, ИСЗ, выход человека в космос).
6 группа: О Великих людях космической эпохи..
План сообщения:
- Ю.А.Гагарин (первый космонавт, время полета, День космонавтики).
- В.Н. Терешкова (крестьянская семья, дата полета, название корабля, знаменитая фраза об ошибке в полете, приземление- на Алтае есть памятник).
Рефлексия деятельности
Цель на уроке достигнута? (изучили новый вид движения)
Поставьте себе самооценку на полях тетради, которая бы отразила степень усвоения темы урока, а рядом смайлик Вашего настроения на уроке.
Есть ли у вас желание изучать реактивное движение , космические достижения более подробно?
8. У вас будет такая возможность: Д/з : п 22 читать, сообщения по желанию, домашний эксперимент (интернет).
Реактивное движение, видео
И в завершение занимательное видео о физических экспериментах с реактивным движением.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.
Страница про автора
Материал к докладам
2 группа: Живые ракеты
В природе можно часто встретить реактивное движение, например:
каракатицы, осьминоги при движении в воде также используют реактивный принцип перемещения. Набирая воду в себя , они, выталкивая её , приобретают скорость , направленную в сторону, противоположную направлению выброса воды. Кальмар является самым крупным беспозвоночным обитателем океанских глубин. Он передвигается по принципу реактивного движения, вбирая в себя воду, а затем с огромной силой проталкивает её через особое отверстие- «воронку», и с большой скоростью ( около 70 км/ч) двигается толчками назад. При этом все десять щупалец кальмара собираются в узел над головой , и он приобретает обтекаемую форму.
Созревшие плоды « бешенного» огурца при самом легком прикосновении отскакивают от плодоножки, из огурца с силой выбрасываются семена, сам огурец при этом отлетает в противоположном направлении. Образующиеся сизо-зелёные овальные плоды-коробочки покрыты мягкими шипами. Бешеный огурец используется как декоративное растение для изгороди, плоды используются в свежем и маринованном виде. Используется как лекарственное растение в гомеопатии.
Водомётный движитель (водомёт); судовой двигатель, у которого сила, движущая судно, создаётся выталкиваемой из него струёй воды.
Достоинства:
- На больших скоростях обеспечивает максимальную скорость и экономию топлива.
- Выбег судна при экстренном торможении наиболее короткий.
- Судно может совершить разворот на месте
- Возможность прохождения судна по мелководью.
Недостатки:
- Затруднительность подачи воды сквозь днище судна к насосу.
- Необходимость перевозки воды в качестве рабочего тела и груза — одновременно.
- Потери мощности из-за трения воды в трубопроводах.
- Потери мощности из-за турбулентных завихрений потока воды в каналах водомёта.
- Высока степень износа пары ротор-статор, т. к. эксплуатация производится на мелководье, ремонт более затратен по сравнению с обычным винтом.
3 группа: Из истории ракетного движения
4 группа: Из истории реактивного движения
1. Подлинная родина ракеты — Китай. Уже в древнем Китае, задолго до нашей эры, широко применяется так называемое метание огненных реактивных стрел.
Китайская огненная стрела
Будучи значительно древнее и старше огнестрельного оружия, ракета очень давно находит применение на Востоке в качестве военного метода устрашения неприятеля, поджога военных лагерей и осажденных крепостей и городов, внесения паники и суеверия в ряды неприятельских войск и т. д.
Вместе с тем ракетная техника, нашедшая столь широкое применение в военном деле, не могла не принимать чисто научных технических форм.
2. Известна старинная легенда о богаче с мешком золотых, который, оказавшись на абсолютно гладком льду озера, замерз, но не пожелал расстаться с богатством. Как бы он мог спастись, если бы не был так жаден?
5 группа: О Великих людях космической эпохи
КОНСТАНТИН ЦИОЛКОВСКИЙ: «Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчет и уже, в конце концов, исполнение венчает мысль».
Константин Эдуардович Циолковский родился в сентябре 1857 г. в селе Ижевском Рязанской губернии. Циолковский рос живым, смышленым и впечатлительным ребенком С 14 лет Циолковский начал заниматься самостоятельно, пользуясь небольшой библиотекой отца. Все время он отдавал учению сам делал опыты по физике, химии, много читал. В 1876 г. родители, прослышав о полуголодном существовании сына в Москве, вытребовали его домой. В 1880 г. был назначен на должность учителя арифметики и геометрии в Боровское уездное училище Калужской губернии.
В старости он заинтересовался реактивными самолетами. Позже Циолковский пришел к идее многоступенчатых. Он же заложил основы расчета полета этих ракет. Многие предвидения Циолковского оказались чрезвычайно точными. Он, к примеру, красочно и очень верно описал ощущения, которые будет испытывать человек при старте ракеты и при выходе ее в космическое пространство, а также то, что он там увидит. Фантазия его далеко опережала свое время, Циолковский был твердо убежден, что выход человечества в космос совершенно неизбежен и что именно освоение космоса поможет решить многие современные проблемы землян.
Сергей Павлович Королев
У нас слово космос, в первую очередь ассоциируется с фамилией Королев. Сергей Павлович родился в январе 1907 года, в городе Житомир. Отец его, Павел Яковлевич, был простым учителем, Мать Мария Николаевна Москаленко тоже была учителем. Будучи ребенком, Сергей отличался от сверстников своей тягой к технике. Увлечение, помноженное на талант всегда дает большие плоды. Во время своего обучения в Москве, Сергей Павлович зарекомендовал себя как талантливого конструктора.
Судьба у Королева была сложной. В 1938 году он попадает в тюрьму по сфабрикованному обвинению. Через два года государству все же понадобились его услуги. В 1946 году Сергей Павлович был назначен главным конструктором баллистических ракет. Следующим шагом в его жизни, была разработка ракетоносителя для атомных боеголовок. В 1956 году на вооружение была принята первая ракета отечественного производства с ядерной боеголовкой. Вскоре в СССР началась программа по освоению космоса. Сергей Павлович создал первый в мировой истории пилотируемый космический корабль. Название корабля – «Восток».
На этом корабле человек впервые полетел в космос.
Закон реактивного движения
Кальмары, «бешеные огурцы», медузы и прочие каракатицы издревле пользуются реактивным движением, не задумываясь о его физической сути, мы же попробуем разобрать, в чем суть реактивного движения, какое движение называют реактивным, дать ему определение.
Для начала можно прибегнуть к простому опыту – если обычный воздушный шарик надуть воздухом и, не завязывая отпустить в полет, он будет стремительно лететь, пока у него не израсходуется запас воздуха. Такое явление поясняет третий закон Ньютона, говорящий, что два тела взаимодействуют с силами равными по величине и противоположными по направлению.
То есть сила воздействия шарика на вырывающиеся из него потоки воздуха равна силе, которой воздух отталкивает от себя шарик. По схожему с шариком принципу работает и ракета, которая на огромной скорости выбрасывает часть своей массы, при этом получая сильное ускорение в противоположном направлении.
