Космическое путешествие (урок – конструктор). 9 класс
Космическое путешествие (урок – конструктор). 9 класс
Цели урока:
Образовательные:
– Закрепить знания по предыдущим темам.
Развивать умения правильного оформления и решения физических задач (расчетных, качественных), математических вычислений. – Совершенствовать навыки применения формул.
– Повторить основные физические понятия по данной теме.
– Научить применять знания, полученные на уроке.
– Показать связь с жизнью, расширять межпредметные связи.
- Научить школьников воспринимать текст не как лотерею (попал – не попал), а как ответственный выбор. Это достигается тем, что успех всего “путешествия” поставлен в зависимость от решения каждой задачи.
Воспитательные:
– Воспитывать добросовестное отношение к учебе.
– Прививать навыки как самостоятельной работы, так и работы в коллективе.
– Воспитывать познавательную потребность и интерес к предмету.
– Формировать интерес к предмету, к учебе, воспитывать инициативу, творческое отношение.
– Содействовать формированию представлений об общей физической картине мира.
– Показать объективный характер законов природы.
Развивающие:
– Развивать способность быстро воспринимать информацию и выполнять необходимые задания.
– Развивать физическое мышление учащихся, их творческие способности.
– Расширять познавательный интерес путем привлечения дополнительного материала, а также потребности к углублению и расширению знаний.
– Развивать речевые навыки.
– Формировать умения выделять главное, анализировать, сопоставлять полученные результаты, самостоятельно формулировать выводы.
– Развивать умение применять знания в новой ситуации.
– Объяснять наблюдаемые явления.
– Развивать устную и письменную речи, логическое мышление и внимание.
– Активизировать познавательную деятельность через содержание и степень сложности задач.
Этапы урока:
Этап 1. Вхождение в тему урока и создание условий для осознанного восприятия материала.
Этап 2. Краткий фронтальный опрос по пройденному материалу. Организация обратной связи.
Этап 3. Организация разнообразных упражнений по формированию совершенствованию практических умений и навыков.
Этап 4. Подведение итогов, домашнее задание.
Эпиграф: "В механике примеры и задачи учат не меньше, чем законы и правила"
И. Ньютон
Ход урока
Этап 1. Вхождение в тему урока и создание условий для осознанного восприятия материала.
Здравствуйте, ребята, садитесь. Сегодня на уроке мы с вами повторим основные физические понятия, закрепим знания, полученные на предыдущих уроках, попробуем объяснить явления, которые происходят в природе, научимся применять знания, полученные ранее, закрепим навыки решения задач.
Откройте тетради и запишите тему урока (страница 1)
Зачем вообще изучается любая наука? Чтобы применять полученные знания на практике.
Мы закончили теоретическое изучение темы «Закон всемирного тяготения, ИСЗ, первая космическая скорость, ускорение свободного падения на Земле и других планетах, механические колебания». Сегодня мы повторим этот материал, будем применять теоретические знания к решению задач.
Этап 2. Краткий фронтальный опрос по пройденному материалу. Организация обратной связи.
Ребята, посмотрите на слайд и скажите какие физические величины можно рассчитать по этим формулам? (Страница 2)
1. ЗВТ.
2. Вес тела.
3. Ускорение свободного падения на небесных телах.
4. Период обращения спутника.
5. Период колебания математического маятника.
6. Скорость кругового движения.
7. Как изменится сила притяжения, если масса взаимодействующих тел увеличится?
8. Как изменится сила притяжения, если расстояние между взаимодействующими телами увеличится?
9. Правила умножения степеней с одинаковым основанием: их показатели складываются.
10. Правила деления степеней с одинаковым основанием: их показатели вычитаются.
11. Чему равна гравитационная постоянная? (Страница 3)
Этап 3. Организация разнообразных упражнений по формированию и совершенствованию практических умений и навыков.
А теперь переходим к решению задач.
Сегодня мы с вами отправимся в далекое путешествие. Конечно, за урок никакого реального путешествия в пространстве не совершишь, но современный мультимедиа компьютер, позволяет совершать увлекательные познавательные путешествия, не выходя из класса. И вот сегодня мы посетим планеты Солнечной системы.
Ребята, кто знает, сколько планет в Солнечной системе? (ответ: 9).
Рассмотрим схему, по которой нам сегодня предстоит перемещаться по планетам Солнечной системы. Схема представлена на доске.
От каждого квадрата проведено несколько стрелок. Стрелки означают возможные этапы нашего путешествия от планеты к планете.
Мы должны посетить все планеты, не побывав дважды ни на одной из них. Но на нашей схеме к каждому квадрату проведены 3 или более стрелки. Это значит, что всякий раз нам предлагается несколько вариантов передвижения. Но какой вариант выбрать? По какой стрелке пройти? Верный путь нам подскажет ответ задачи, которую мы решим на каждой планете. В задаче будут даны несколько вариантов ответов. Вы должны выбрать правильный и узнать ту цифру, которая стоит рядом со стрелкой и укажет нам следующую планету.
А начнем путешествие с ближайшей планеты к Солнцу. Это Меркурий.
Меркурий.
Учитель:
Это самая первая планета в Солнечной системе, ближе всего к Солнцу. Её ещё называют “неуловимая планета”. Существует легенда, что выдающийся польский астроном Н. Коперник за всю свою жизнь ни разу не видел Меркурий, т. к. он постоянно скрывался в лучах Солнца. При наиболее благоприятных условиях её можно увидеть рано утром на востоке до восхода Солнца или на западе после захода Солнца.
По своему внешнему виду Меркурий очень похож на Луну, также меняет фазы: от узкого серпа до светлого круга. На Меркурии меньше морей (“темных пятен”, которые можно наблюдать на Луне), но кратеров – впадин, которые остаются после падения метеоритов, очень много. Атмосферы на планете нет, и на картинке мы наблюдаем рельеф Меркурия. Орбита планеты очень вытянута, поэтому температура поверхности меняется резко от 420 °С днем до -160 °С ночью.
Задача:
Решим задачу, записанную на слайде.
Средний радиус планеты Меркурий – 2420 км, а ускорение свободного падения равно 3, 72 м/с 2. Найти массу Меркурия.
Правильный ответ: 3, 27 *10 23 кг, т. е. под цифрой 2 – значит, мы направляемся на Сатурн.
Сатурн.
Учитель:
Эту планету называют еще “властительницей колец”. Протяженность колец достигает миллион км. Но если приблизиться к ним вплотную, то они потеряют свою монолитность и превратятся в огромное количество отдельных частиц из обычного водяного льда размерами от мелких пылинок до глыб 10-15 м в диаметре. Они вращаются со скоростью 10 км/с.
Сама планета окружена очень мощной атмосферой, состоящей из водорода и гелия. В хороший телескоп видно, что Сатурн сильно сплюснут и на планете выделяются параллельные экватору полосы. По ним определили, что Сатурн быстро вращается вокруг своей оси, всего за 10 часов 16 минут.
У Сатурна много спутников сейчас их насчитывают до 30. Самый большой из них – Титан, весит в 20 раз больше всех остальных спутников, вместе взятых. Его диаметр больше, чем у Меркурия. И на нем есть атмосфера.
Задача
Ускорение свободного падения на Сатурне – 15, 2 м/с 2, на Юпитере – 25 м/с 2, Нептуне – 11,1 м/с 2, на Уране – 8, 7 м/с 2. Определить на какой из перечисленных планет вес тела будет наименьший?
Правильный ответ под цифрой 3. Летим на Уран.
Уран.
Учитель:
Это первая из трех планет, о существовании которой не знали древние. Её открыли в 1781 году.
Когда о Земле говорят “голубая планета”, то ласково преувеличивают, т. к. по настоящему голубой оказался далекий Уран. Причина этого в атмосфере Урана и её температуре.
При морозе (-218°С) в верхних слоях присутствует метановая дымка, которая поглощает красные лучи и отражает голубые и зеленые. Отсюда такой красивый аквамариновый цвет.
Самая примечательная особенность планеты в том, что она вращается “лежа на боку”, наклон её оси составляет 98°.
Хоть Уран и планета-гигант, но размеры меньше, чем у Юпитера и Сатурна. Отличается и атмосфера.
Всего у Урана 15 спутников, но сенсацией в изучении Урана стало открытие тонких колец планеты, которые представляют собой набор из 9 черных паутинок.
Учитель: Решим задачу
Вычислить силу притяжения человека массой 80 кг к Урану, если масса урана равна 8, 6 . 10 25 кг, а средний радиус Урана – 25700 км.
Правильный ответ под цифрой 2. Отправляемся на самую дальнюю планету.
Плутон.
Учитель:
Последняя 9 планета Солнечной системы была открыта в 1930 году. У него один спутник – Харон. Плутон и Харон называют Затерянными Мирами. И действительно они в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля, а тепла получают в 1600 раз меньше.
Плутон – Аид – бог подземного царства, в котором господствует вечный мрак.
Плутон является самой маленькой среди девяти планет, но он обладает самым массивным спутником (по отношению масс спутник/ планета).
На планете обнаружена разряженная атмосфера, а поверхность покрыта метановым льдом. Температура летом -228°С. Нельзя даже представить как это холодно!
Учитель:
На этой планете мы отдохнем и поиграем в Игру “Молчанка”. (Ребята опускают голову и руки на парту. Учитель задает вопросы и к ним предлагает ответы. Если ребята согласны с ответом, то руки поднимают вверх, если нет – руки лежат на парте).
Игра
1. Впервые ЗВТ сформулировал И. Ньютон (ДА)
2. При увеличении массы одного из взаимодействующих тел в 5 раз сила всемирного тяготения увеличивается в 5 раз (ДА).
3. При увеличении в 3 раза расстояния между центрами шарообразных тел сила гравитационного притяжения уменьшается в 3 раза (НЕТ).
4. Ускорение свободного падения больше на полюсе Земли, чем на экваторе. (ДА).
5. Ускорение свободного падения при подъеме на высоту, равную 2 радиусам планеты уменьшается в 9 раз. (ДА).
6. Первая космическая скорость по мере удаления корабля от поверхности планеты не изменяется. (НЕТ).
7. В основе реактивного движения лежит закон сохранения импульса. (ДА).
Молодцы! Отправляемся на Нептун.
Нептун.
Учитель:
Открытие Нептуна, восьмой планеты в Солнечной системе, стало триумфом в науке. Её открыли позже Урана и благодаря Урану в 1846 году.
Нептун не меняет свой блеск, поэтому найти его на небе очень трудно. Даже, наблюдая в хороший телескоп, надо заранее знать, где его искать.
Нептун имеет атмосферу, как любая планета-гигант, но там царство холода.
У Нептуна обнаружено 8 спутников. Один из больших – Тритон – вращается в противоположенном направлении и имеет атмосферу.
У Нептуна длительное время искали кольца, и нашли, но они оказались не кольцами, а арками или дугами, т. е. разорванные кольца.
Учитель:
А теперь посчитаем.
Задача.
Найти ускорение свободного падения на планете Нептун, если его масса приблизительно в 17, 2 раз больше массы Земли, а радиус в 3,9 раз больше земного.
Правильный ответ: 3,. Летим на Юпитер, откроем его тайны и там передохнем.
Юпитер
Учитель астрономии:
Юпитер – самая большая планета Солнечной системы и по размерам и по массе, а также она вторая по яркости после Венеры.
Юпитер представляет собой гигантский шар из водорода, который очень быстро вращается, из-за чего заметно расплющился и полярный радиус его на 4400 км меньше экваториального.
Температура на Юпитере низкая -140 °С, но по мере погружения внутрь планеты в атмосферу становится все жарче и жарче. Откуда же берется это тепло? Оказывается, юпитер постепенно отдает тепло, полученное еще при образовании.
В атмосфере Юпитера выделяют красное пятно, которое наблюдают уже 300 лет. Это долгоживущий антициклон.
У планеты 16 спутников. Четыре самых больших – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.
Учитель: Давайте немного отдохнем. Физкультминутка для глаз.
Молодцы, теперь летим на Марс.
Марс.
Учитель:
Еще в глубокой древности люди обратили внимание на ярко-оранжевую звезду и дали ей имя бога войны – Марс. А когда в 1877 году американский астроном Асах Холл открыл два спутника Марса, то дал им греческие имена Фобос и Деймос, что означает “страх и ужас”. Атак ли страшна эта планета? Конечно, нет! Вы, несомненно, слышали, что когда идет речь о жителях другой планеты, то говорят “марсиане” и неслучайно.
Марс имеет ряд причин это утверждать: Во-первых: Ось вращения Марса примерно так же наклонена к плоскости орбиты, как и Земля, на 22° (на Земле на 23, 5°), поэтому на Марсе тоже происходит смена времен года, только тянутся они почти в 2 раза дольше, т. е. 1 год на Марсе равен примерно 687 суток. Во-вторых: День мало отличается от нашего, сутки там длятся 24 ч 37мин.
Но притяжение на Марсе очень маленькое, отсюда и все “беды”. Оно не может удержать атмосферу, без которой нет жизни. Атмосфера очень разрежена, т. е. не плотная, по составу напоминает венерианскую. Температура летом днем +20°С, вполне приемлема для жизни, но ночью зимой -125°С. Неплотная атмосфера не удерживает тепло. Планета красная потому, что в поверхностных породах много окиси железа. Похвастаться Марс может своими высокими горами и вулканами. Самый высокий - вулкан Олимп. Его высота 27 км, что в 3 раза больше высочайшей вершины Земли – горы Эверест.
Задача.
Марс имеет два спутника – Фобос и Деймос. Первый находится на расстоянии 9500 км от центра Марса. Определите период обращения Фобоса вокруг Марса. Масса Марса –
6, 4 . 10 23 кг, ускорение свободного падения на Марсе – 3, 7 м/с 2.
Правильный ответ под цифрой 2, значит, отправляемся на Венеру
Венера.
Учитель:
Венера – одно из красивейших светил неба, поэтому ей древние римляне присвоили имя богини любви и красоты.
Почти каждая планета Солнечной системы может похвастаться каким – либо космическим рекордом. Венера “хвастается” своей самой плотной атмосферой среди планет земной группы и самым медленным вращением вокруг оси. Она делает один оборот за 243 суток.
Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа – (96%), азота – меньше , чем 4%. Такая атмосфера порождает гигантский парник, т. е. солнечные лучи пропускает, но не выпускает наружу, поэтому температура поверхности достигает 450-480 °С.
Рельеф Венеры состоит из обширных равнин, горных цепей. На планете происходит извержение вулканов, что свидетельствует, что недра Венеры активны. Но разглядеть тайны Венеры смогли только благодаря применению космической техники и радиолокации.
Учитель:
А теперь посчитаем.
Средняя плотность Венеры 5200 кг/м 3, а радиус планеты 6100 км. Найти ускорение свободного падения на поверхности Венеры.
Мы с вами побывали на всех планетах Солнечной системы. Пора возвращаться домой на Землю.
Земля.
Учитель:
С точки зрения астрономии планета Земля ничем не примечательна: она ни самая большая, ни самая маленькая; она ни ближе других к Солнцу, ни дальше всех. И все же
она уникальна – на ней есть жизнь!
Решим задачу.
Ускорение свободного падения на Луне – 1, 6 м/с 2. Каким будет период математического маятника на Луне, если на Земле он равен 1 с?
Этап 4. Проверка полученных результатов. Коррекция.
Этап 5. Подведение итогов, домашнее задание.
Мы учились сегодня решать задачи на применение закона Всемирного тяготения. И, как вы видели, сложности при решении задач есть – важно не только знать и уметь применять формулы , но и правильно выполнить математические действия.
Домашнее задание: составить задачу про любую планету, тем самым мы будем пополнять банк заданий.
Рефлексия.
Спасибо за работу !!!
А теперь посмотрите на эти стройные ряды формул. Вряд ли кому придёт в голову сравнить их с такими строками:
«Одна заря сменить другую
спешит, дав ночи полчаса».
(А. С. Пушкин)
А ведь этот отрывок из поэмы А. С. Пушкина и закон всемирного тяготения по сути дела говорят об одном и том же… Великий поэт в двух строчках показал и красоту белых ночей, и то, что Земля, подчиняясь закону Всемирного тяготения, вращается вокруг Солнца и на какое-то время поворачивается Северным полушарием к Солнцу, и в Петербурге наступают белые ночи…
Если бы человек создал бы интеллектуальную машину, подобно себе и дал ей задание – создать формулу Вселенной, которая объединяла бы все науки, всю Вселенную и человека в ней в том числе, то машина начала бы выдавать стихи Байрона, Пушкина, Гёте. Ведь гениальная поэзия – это и есть то познание Вселенной и Человека, к которому всегда стремилась и будет стремиться наука. А в самой науке есть поэзия? Да!!! Это – поэзия открытия. Ведь недаром Л. Н. Толстой сказал: «А не то дорого знать, что Земля круглая, а то дорого знать, как дошли до этого».
Открытий путь – нелёгкий путь,
Но человеку не свернуть!
«Что?», «Почему?» за ним глядят,
Чтоб шёл вперёд, а не назад.
Вот почему за годом год
Наука движется вперёд!
И я желаю вам идти смело по дороге знаний к её истокам и удачи вам на этом пути. До свидания. Спасибо за урок!
Н. В. Мостовая, ГБОУ СОШ № 391, Санкт-Петербург
Метки: Физика