Понятие о реактивном движении и реактивное движение в живой природе. Интегрированный урок физики и биологии
Понятие о реактивном движении и реактивное движение в живой природе. Интегрированный урок физики и биологии
Цели урока: дать понятие о реактивном движении; показать практическое применение закона сохранения импульса, реактивного движения для объяснения явлений в природе и технике ;способствовать развитию мышления, умения обобщать и научной речи; дать патриотическое, политехническое и экологическое воспитание.
Материал и оборудование для урока :демонстрация опытов по реактивному движению; таблица «Реактивное движение», слайды «Успехи в освоении космоса»,компьютер, рисунки кальмара, осьминога устрицы;; учебник по физике и т. д.
Тип урока: изучение нового материала
Плакаты:Всякая вещь есть форма проявления беспредельного разнообразия. К. Прутков
Биология – совокупность наук о живой природе, закономерностях органической жизни.
Биология наука о живой природе. Физика наука о природе.
Ход урока:
I. Оргмомент урока . Приветствие.
II. Вступительное слово учителей физики и биологии.
Учитель физики: В чём отличие живого от неживого? Во времена Аристотеля разделение на физику и биологию не было. Всеми вопросами занимались физика. Развитие науки привело к разделению. И действительно, это привело как к рассвету физики, так и биологии. А что же сегодня? Сегодня учёные говорят об огромных открытиях на стыках наук, об упущенных в своё время возможностях, о решении сложнейших биологических проблем методами физики и наоборот. Все биосистемы развиваются по законам физики.
Учитель биологии: Живая природа – гениальный конструктор, инженер, технолог, великий зодчий и строитель.
Учитель физики: Живая природа с незапамятных времен служила человеку источником вдохновения в его стремлении к научному и техническому прогрессу. Живые прототипы – ключ к новой технике.
Учитель биологии: Уже не новая бионика объединяет усилия физиков и математиков, проникает вместе с биологами в тайны живых организмов, открывает новые технические принципы и на их основе создает новые инженерные устройства. При этом фундаментальные законы физики помогают объяснить процессы, происходящие в живых организмах.
Учитель физики: Тема нашего сегодняшнего урока «Реактивное движение и связь ее с живой природой». На примере этой темы мы увидим связь биологии и физики. Рассмотрим примеры реактивного движения в природе и технике. Научимся объяснять эти явления с помощью законов физики.
III. Изучение нового материала урока.
1. Понятие о реактивном движении.
Учитель физики: (показывая на заранее подготовленный рисунок)Представим себе тихое, спокойное озеро, на поверхности которого покоится лодка, нагруженная одинаковыми камнями. На груде камней стоит человек. Лодку, человека и камни можно рассматривать как замкнутую систему тел, так как их взаимодействие с окружающей средой (водой и воздухом) несущественно: трение мало, а силы тяжести уравновешены. Рассмотрим, что произойдет, если человек начнет бросать камни один за другим в горизонтальном направлении через одинаковые интервалы времени с одинаковой относительно лодки скоростью ῡ. Бросив первый камень массой m, человек сообщит ему импульс m∙ῡ. По закону сохранения импульса лодка, человек и оставшиеся в лодке камни приобретут равный по модулю, но противоположно направленный импульс – m∙ῡ=(М-m)∙u1, где (М-m) -масса лодки с человеком и оставшимися камнями, а u1-скорость лодки относительно берега. Из этого равенства определим скорость лодки относительно берега:
u1=– m∙ῡ/М-m
Из полученной формулы видно, что скорость движения лодки будет тем больше, чем больше отношение массы брошенного камня к массе лодки и чем больше скорость камня. После броска второго камня скорость лодки относительно берега увеличится на ∆u2. Будем считать, что лодка движется без трения. Тогда после второго броска скорость ее движения относительно озера станет равной:u1+∆u2. После броска третьего камня скорость лодки увеличится на ∆u3, а результирующая скорость лодки относительно берега будет u1+∆u2+∆u3. В рассмотренном примере мы познакомились с движением, воз-никающим при отталкивании тел замкнутой системы друг от друга. Такое движение называют реактивным.
2. Примеры реактивного движения.
Учитель физики: (показывая заранее снятое видео) Для уменьшения шума на водопроводный кран иногда надевают резиновую трубу. При пуске воды трубка отклоняется в сторону, противоположную струе вытекающей воды.
Учитель биологии: Кальмар является самым крупным беспозвоночным обитателем океанских глубин. Он передвигается по принципу реактивного движения, вбирая в себя воду, а затем с огромной силой проталкивая ее через особое отверстие – "воронку", и с большой скоростью (около 70 км\час) двигается толчками назад. При этом все десять щупалец кальмара собираются в узел над головой и он приобретает обтекаемую форму. (просмотр видео о кальмаре)
Учитель физики: Вероятно, каждый из вас замечал, как свернутый шланг для полива садового участка при включении воды начинает развертываться. Его заставляет развер-тываться реактивная сила водяной струи.
Учитель биологии: Сальпа – морское животное с прозрачным телом, при движении принимает воду через переднее отверстие, причем вода попадает в широкую полость, внутри которой по диагонали натянуты жабры. Как только животное сделает большой глоток воды, отверстие закрывается. Тогда продольные и поперечные мускулы сальпы сокращаются, все тело сжимается и вода через заднее отверстие выталкивается наружу. Реакция вытекающей струи толкает сальпу вперед. (показывает рисунок).
Учитель физики: Каждый слышал слово «ракета» и знает, что ракеты используют для изучения околоземного пространства и Солнечной системы. Но, вероятно, многие из вас не знают достаточно хорошо, как устроена и почему движется ракета. В простейшем случае ракета состоит из корпуса и вещества, которое выбрасывается из корпуса (пока-зывает модель ракеты, который есть в кабинете физики и таблицу «Реактивное движение»)
3. Демонстрация опыта «Полет модели ракеты».
Учитель физики: Давайте понаблюдаем полет модели ракеты. Накачаем в нее воздух, установим на пусковом приспособлении и откроем клапан. Сжатый воздух, вытекая из ракеты, получает импульс р1= m∙ῡ, где m-масса воздуха, ῡ-скорость его вытекания. Ракета приобретает равный по модулю, но противоположно направленный импульс р2=-Ми, где М , и – соответственно ее масса и скорость. Скорость ракеты равна:
и=– m∙ῡ/М. В результате ракета чуть-чуть приподнимется и упадет набок. Она не летит. Почему ?
Ответ: Это объясняется, вероятно, тем, что отношение массы вышедшего из ракеты воздуха к ее массе мало, а потому и скорость, получаемая ракетой, невелика.
– Для проверки сделанного предположения нальем в ракету воды столько, чтобы она заняла примерно половину ее объема, и вновь с помощью насоса накачаем в ракету воздух.
– Повторим опыт на открытом пространстве (можно заранее подготовить видео для экономии времени, но наглядно интереснее). Мы видим, что ракета стремительно поднимается высоко вверх, а затем под действием силы тяжести падает на Землю.
– Опыт потвердил наше предположение: чем больше отношение массы тел, выбрасы-ваемых из ракеты, к ее собственной массе (вместе со всем содержимым), тем больше скорость последней.
– Формула и=– m∙ῡ/М подсказывает и второй путь увеличения скорости ракеты: надо увеличить скорость ῡ выброса массы m.
– Чтобы проверить это предположение , повторим предыдущий опыт, но накачаем в ра-кету воздух до более высокого давления, что обеспечит большую скорость вытекания из нее воды. В этом случае ракета поднимается значительно выше, что и потверждает правильность сделанного нами предположения.
Результат опыта: в наших опытах мы пользовались водой и сжатым воздухом. В раке-тах, используемых в технике, для получения реактивного движения сжигают специальные виды топлива, при сгорании которого образовавшиеся газы покидают раке-ту с большой скоростью. Ракета– удивительное изобретение. Автомобилю для его движения необходима дорога, отталкиваясь от которой он может двигаться. Теплохо-ду для этой же цели нужна вода, дирижаблю-воздух, а ракета движется, не взаимодей-ствуя с другими телами. Она взаимодействует с теми газами, которые образуются при сгорании топлива. Поэтому ракеты используются для запуска космических кораблей и для управления их полетом в космосе.
Учитель биологии: Принцип реактивного движения встречается и в природе, например при движении некоторых насекомых и животных. Реактивное движение, используемое ныне в самолетах, ракетах и космических снарядах, свойственно осьминогам, кальмарам, каракатицам, медузам – все они, без исключения, используют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой струи воды. Именно это дало повод назвать кальмаров биологическими ракетами. В мышцах кальмара в результате сложных превращений химическая энергия превращается в механическую. При реактивном способе плавания животное производит засасывание воды через широко открытую мантийную щель в мантийную полость. Сила, вызывающая движение животного, создается за счет выбрасывания струи воды через узкое сопло, которое расположено на брюшной поверхности кальмара. Это сопло снабжено специальным клапаном, и мышцы могут его поворачивать. Изменяя угол установки воронки, кальмар плывет одинаково хорошо вперед, назад и в сторону.
Учитель физики: Я однажды читала в интернете, что инженеры уже создали двигатель, подобный двигателю кальмара. Его называют водометом. В нем вода засасывается в камеру. А затем выбрасывается из нее через сопло; судно движется в сторону, противоположную направлению выброса струи. Вода засасывается при помощи обычного бензинового или дизельного двигателя. Почему же двигатель кальмара по-прежнему привлекает внимание инженеров, является объектом тщательных исследований биоников?
Учитель биологии: У кальмара засасывание воды и ее выбрасывание происходит за счет сокращения мышц, возбуждаемых нервами. Чтобы увеличить скорость движения, т. е. число реактивных импульсов в единицу времени, необходима повышенная проводимость нервов, которой обладают кальмары вследствие большого диаметра нервов. Известно, что у кальмара самые крупные в животном мире нервные волокна (диаметр 1 мм) они проводят возбуждение со скоростью 25 м/с. Этим объясняется большая скорость движения кальмаров (до 70 км/ч). Поиски инженеров направлены на создание конструкции такого гидрореактивного двигателя. Который бы, как и кальмар, не нуждался в дополнительном засасывающем устройстве.
4. Ракетный двигатель.
Учитель физики: Современная ракета-это весьма сложное сооружение, в котором можно выделить следующие основные части: оболочку ракеты, топливные баки, реактивные двигатели, контейнер для полезной нагрузки и аппаратуру управления. Реактивные двигатели, устанавливаемые на ракетах, принято называть ракетными двигателями.
Выступление учащихся о ракетных двигателях
1 ученик: В настоящее время широко используют термохимические ракетные двигатели, в которых при сжигании топлива образуются сильно нагретые и сжатые газы, ис-текающие затем наружу. Таким образом, скрытая в топливе внутренняя энергия превра-щается в двигателях в кинетическую энергию истекающих продуктов сгорания. В зависимости от агрегатного состояния применяемого топлива термохимические ракетные двигатели подразделяют на жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) и ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ). В ЖРД преимущественно применяют топливо, состоящее из двух компонентов: горючего (например, керосин, гидразин, жидкий водород) и окислителя (например, жидкий кислород).
2 ученик: Я расскажу вам о много ступенчатых ракетах. При движении ракеты масса ее корпуса пассивна. В основном это масса баков для горючего. По мере сгорания горюче-го баки становятся ненужным балластом, но для сообщения им ускорения надо расхо-довать топливо. Идеальной была бы такая ракета, корпус которой был бы сделан из __________топлива. Но этого, по-видимому, пока сделать нельзя. Поэтому по мере израсходования топлива необходимо сбрасывать те конструкции, которые больше уже не нужны. Учи-тывая это, ракеты делают составными, состоящими из нескольких ступеней. Наиболее массивную часть ракеты, предназначенную для старта и разгона всей ракеты, называ-ют первой ступенью (их считают в порядке их отделения при выводе полезного груза на орбиту). Когда первая массивная ступень многоступенчатой ракеты исчерпает при раз-гоне все запасы топлива, она отделяется. Дальнейший разгон продолжает вторая, менее массивная ступень, и к ранее достигнутой при помощи первой ступени скорости она до-бавляет еще некоторую скорость, а затем отделяется. Третья ступень продолжает наращивание скорости до необходимого значения и доставляет полезный груз на орбиту.
IV. Закрепление материала урока.
1. Успехи в освоении космоса. Просмотр презентации (слайдов)
1 слайд. Этап научной фантастики.
Человек давно мечтал о небе, о небесных телах. Одним из следствий этого является тот факт, что даже созвездия названы именами земных обитателей. Мечтали люди и о том, чтобы побывать на небесных телах. Это желание дало толчок для развития научно-фантастических идей о межпланетных путешествиях. Основоположником жанра научно-космической фантастики следует считать Иоганна Кеплера, в книге которого «Сон» (1634 г. ) дается описание фантастического посещения Луны.
2 слайд. Этап подготовки к созданию теории космических полетов.
Законы механики позволили на основе строгих математических расчетов определить скорости, необходимые для преодоления сил тяготения Земли. В связи с этим во второй половине 19 века вышло несколько десятков научно-фантастических книг с описанием космических путешествий, в том числе широко известная книга Жюля Верна «Из пушки на Луну» (1867 г. ). Впервые в 1881 году русский революционер-народник Николай Ивано-вич Кибальчич высказал мысль об использовании ракет для космических полетов и предложил прообраз современных пилотируемых космических средств.
3 слайд. Этап теоретической космонавтики.
Основоположником научной космонавтики является русский ученый Константин Эдуардович Циолковский. Он в 1903 году теоретически обосновал возможность полетов при помощи ракет, дал первые схематические чертежи космических кораблей, выпол-нил расчеты движения ракет в поле тяготения Земли и впервые указал на целесообразность создания на орбитах вокруг Земли промежуточных станций для полетов на другие тела Солнечной системы.
4 слайд. Этап создания необходимой техники.
Для реализации идей Циолковского нужно было разработать конструкцию ракеты, подо-брать необходимое топливо и решить тысячи других вопросов, прежде чем можно было бы приступить к космическим полетам. В 1932 году под руководством Сергея Павловича Королева была создана группа изучения реактивного движения (ГИРД), которой принад-лежит выдающаяся роль в разработке основ техники для космических полетов. Эта группа 17 августа 1933 года провела первый успешный запуск жидкостной ракеты «ГИРД-09», который показал, что создание ракет для космических полетов в принципе возможно.
5 слайд. Этап практического освоения космоса.
| 4 октября 1957 года | В Советском Союзе впервые в истории челочества был запущен искусствен-ный спутник Земли |
| 14 сентяб-ря 1959 го-да | Советская станция «Луна-2» впервые в истории человечества достигла поверхности Луны. |
| 12 апреля 1961 года | На космическом корабле «Восток» гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин совершил первый полет в космос. |
| 18 марта 1965 года | Летчик-космонавт СССР А. А. Леонов осуществил первый выход в косми-ческое пространство из кабины космического корабля «Восход-2». |
| 3 февраля 1966 года | Советская автоматическая межпланетная станция «Луна-9» совершила первую мягкую посадку на поверхность Луны и передала на Землю с по-мощью телевизионной системы панораму лунного ландшафта. |
| 21 июля 1969 года | Американские космонавты Н. Армстронг и Э. Олдрин вышли из кабины кос-мического корабля и совершили первые шаги по лунной поверхности. Собранные ими образцы лунных пород были доставлены на Землю. |
| 24 сентяб-ря 1970 г. | Советская АМС «Луна-16» завершила первый автоматический полет по маршруту Земля-Луна-Земля и доставила на Землю колонку лунного грунта, взятую с помощью автоматической буровой установки. |
| 19 апреля 1971 года | На орбиту ИСЗ была выведена первая долговременная орбитальная станция «Салют», на борту которой было установлено около 2 тыс. различных при-боров. 7 июня 1971 года со станцией стыковался космический корабль «Союз-11» с экипажем в составе Г. Т. Добровольского, В. Н. Волкова и В. И. Пацаева. За 23 суток нахождения на станции «Салют» экипаж выпол-нил большое количество разнообразных научно-исследовательских работ. |
| 2 декабря 1971 года | С советской АМС «Марс-3» впервые произведена мягкая посадка спускаемо-го аппарата на поверхность Марса. |
| Июль, 1975 года | Совершен совместный полет американского и советского космических ко-раблей, в ходе которого был впервые осуществлен поиск, сближение и стыковка двух космических кораблей,принадлежащих разным странам. После стыковки космонавты открыли люки кораблей и посетили друг друга. Этот полет получил название «Союз-Аполлон». |
| 22 января 1978 года | Впервые в истории была осуществлена стыковка автоматического грузово-го транспортного корабля «Прогресс-1» с пилотируемым научным комплексом «Салют-27». |
| 20 октяб-ря 1986 г. | Мощная советская ракета «Протон» вывела на околоземную орбиту космическую станцию «Мир». Эта станция отличается от всех предыду-щих тем, что к ней могут дополнительно пристыковаться одновременно до шести дополнительных космических кораблей специального назначения. На станции «Мир» космонавт Ю. В. Романенко пробыл в 1987 году 326 суток. В то время это был рекорд пребывания человека на космической станции. В 1988 году космонавты Г. Титов и М. Манаров проработали на станции «Мир» 356 суток 22 часа 39 мин. |
| 15 ноября 1988 года | С космодрома Байконур с помощью ракетно-космической транспортной системы «Энергия» был запущен корабль многоразового использования «Буран» с мощностью у поверхности Земли 125 млн. кВт. |
При входе в плотные слои атмосферы при посадке отдельные части корабля нагреваются до 1600 0С. Чтобы предохранить корпус корабля и его внутренние помещения от перегрева, снаружи корабль покрыт теплоизолирующим покрытием.
2. Примеры реактивного движения в мире растений.
Учитель биологии: Я хочу вам рассказать о бешеном огурце. В южных странах ( и у нас на побережье Черного моря тоже) произрастает растение под названием "бешеный огу-рец". Стоит только слегка прикоснуться к созревшему плоду, похожему на огурец,
как он отскакивает от плодоножки, а через образовавшееся отверстие из плода фонтаном
со скоростью до 10 м/с вылетает жидкость с семенами. Сами огурцы при этом отле-тают в противоположном направлении. Стреляет бешеный огурец (иначе его называют «дамский пистолет») более чем на 12 м.
3. Головоломка.
Известна старинная легенда о богаче с мешком золотых, который, оказавшись на абсолютно гладком льду озера, замерз, но не пожелал расстаться с богатством. А ведь он мог спастись, если бы не был так жаден! А вы как поступили бы ?
(Ответ: Достаточно было оттолкнуть от себя мешок с золотом, и богач сам заскользил бы по льду в противоположную сторону по закону сохранения импульса).
V. Подведение итогов урока и обобщение.
VI. Домашняя работа
Прочитать материал о реактивном движении и ответить на вопросы по параграфу письменно.
Определить научное и практическое значение космонавтики.
Отдельным ученикам составить кроссворд «Реактивное движение в природе»
Учитель биологии: Кальмар является самым крупным беспозвоночным обитателем океанских глубин. Он передвигается по принципу реактивного движения, вбирая в себя воду, а затем с огромной силой проталкивая ее через особое отверстие – "воронку", и с большой скоростью (около 70 км\час) двигается толчками назад. При этом все десять щупалец кальмара собираются в узел над головой и он приобретает обтекаемую форму. (просмотр видео о кальмаре)
Учитель физики: Вероятно, каждый из вас замечал, как свернутый шланг для полива садового участка при включении воды начинает развертываться. Его заставляет развер-тываться реактивная сила водяной струи.
Учитель биологии:Сальпа – морское животное с прозрачным телом, при движении принимает воду через переднее отверстие, причем вода попадает в широкую полость, внутри которой по диагонали натянуты жабры. Как только животное сделает большой глоток воды, отверстие закрывается. Тогда продольные и поперечные мускулы сальпы сокращаются, все тело сжимается и вода через заднее отверстие выталкивается наружу. Реакция вытекающей струи толкает сальпу вперед. (показывает рисунок).
Учитель физики :Каждый слышал слово «ракета» и знает, что ракеты используют для изучения околоземного пространства и Солнечной системы. Но, вероятно, многие из вас не знают достаточно хорошо, как устроена и почему движется ракета. В простейшем случае ракета состоит из корпуса и вещества, которое выбрасывается из корпуса (показывает модель ракеты, который есть в кабинете физики и таблицу «Реактивное движение»)
3. Демонстрация опыта «Полет модели ракеты».
Учитель физики: Давайте понаблюдаем полет модели ракеты. Накачаем в нее воздух, установим на пусковом приспособлении и откроем клапан. Сжатый воздух, вытекая из ракеты, получает импульс р1= m∙ῡ, где m-масса воздуха, ῡ-скорость его вытекания. Ракета приобретает равный по модулю, но противоположно направленный импульс р2=-Ми, где М , и – соответственно ее масса и скорость. Скорость ракеты равна:
и=– m∙ῡ/М. В результате ракета чуть-чуть приподнимется и упадет набок. Она не летит. Почему ?
Ответ:Это объясняется, вероятно, тем, что отношение массы вышедшего из ракеты воздуха к ее массе мало, а потому и скорость, получаемая ракетой, невелика.
– Для проверки сделанного предположения нальем в ракету воды столько, чтобы она заняла примерно половину ее объема, и вновь с помощью насоса накачаем в ракету воздух.
– Повторим опыт на открытом пространстве (можно заранее подготовить видео для экономии времени, но наглядно интереснее). Мы видим, что ракета стремительно поднимается высоко вверх, а затем под действием силы тяжести падает на Землю.
– Опыт потвердил наше предположение: чем больше отношение массы тел, выбрасываемых из ракеты, к ее собственной массе (вместе со всем содержимым), тем больше скорость последней.
– Формула и=– m∙ῡ/М подсказывает и второй путь увеличения скорости ракеты: надо увеличить скорость ῡ выброса массы m.
– Чтобы проверить это предположение , повторим предыдущий опыт, но накачаем в ра-кету воздух до более высокого давления, что обеспечит большую скорость вытекания из нее воды. В этом случае ракета поднимается значительно выше, что и потверждает правильность сделанного нами предположения.
Результат опыта: в наших опытах мы пользовались водой и сжатым воздухом. В раке-тах, используемых в технике, для получения реактивного движения сжигают специальные виды топлива, при сгорании которого образовавшиеся газы покидают раке-ту с большой скоростью. Ракета– удивительное изобретение. Автомобилю для его движения необходима дорога, отталкиваясь от которой он может двигаться. Теплохо-ду для этой же цели нужна вода, дирижаблю-воздух, а ракета движется, не взаимодей-ствуя с другими телами. Она взаимодействует с теми газами, которые образуются при сгорании топлива. Поэтому ракеты используются для запуска космических кораблей и для управления их полетом в космосе.
Выступление учащихся о ракетных двигателях
1 ученик: В настоящее время широко используют термохимические ракетные двигатели, в которых при сжигании топлива образуются сильно нагретые и сжатые газы, ис-текающие затем наружу. Таким образом, скрытая в топливе внутренняя энергия превра-щается в двигателях в кинетическую энергию истекающих продуктов сгорания. В зависимости от агрегатного состояния применяемого топлива термохимические ракетные двигатели подразделяют на жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) и ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ). В ЖРД преимущественно применяют топливо, состоящее из двух компонентов: горючего (например, керосин, гидразин, жидкий водород) и окислителя (например, жидкий кислород).
2 ученик: Я расскажу вам о много ступенчатых ракетах. При движении ракеты масса ее корпуса пассивна. В основном это масса баков для горючего. По мере сгорания горюче-го баки становятся ненужным балластом, но для сообщения им ускорения надо расхо-довать топливо. Идеальной была бы такая ракета, корпус которой был бы сделан из __________топлива. Но этого, по-видимому, пока сделать нельзя. Поэтому по мере израсходования топлива необходимо сбрасывать те конструкции, которые больше уже не нужны. Учи-тывая это, ракеты делают составными, состоящими из нескольких ступеней. Наиболее массивную часть ракеты, предназначенную для старта и разгона всей ракеты, называ-ют первой ступенью (их считают в порядке их отделения при выводе полезного груза на орбиту). Когда первая массивная ступень многоступенчатой ракеты исчерпает при раз-гоне все запасы топлива, она отделяется. Дальнейший разгон продолжает вторая, менее массивная ступень, и к ранее достигнутой при помощи первой ступени скорости она до-бавляет еще некоторую скорость, а затем отделяется. Третья ступень продолжает наращивание скорости до необходимого значения и доставляет полезный груз на орбиту.
IV. Закрепление материала урока.
1. Успехи в освоении космоса. Просмотр презентации (слайдов)
1 слайд. Этап научной фантастики.
Человек давно мечтал о небе, о небесных телах. Одним из следствий этого является тот факт, что даже созвездия названы именами земных обитателей. Мечтали люди и о том, чтобы побывать на небесных телах. Это желание дало толчок для развития научно-фантастических идей о межпланетных путешествиях. Основоположником жанра научно-космической фантастики следует считать Иоганна Кеплера, в книге которого «Сон» (1634 г. ) дается описание фантастического посещения Луны.
2 слайд. Этап подготовки к созданию теории космических полетов.
Законы механики позволили на основе строгих математических расчетов определить скорости, необходимые для преодоления сил тяготения Земли. В связи с этим во второй половине 19 века вышло несколько десятков научно-фантастических книг с описанием космических путешествий, в том числе широко известная книга Жюля Верна «Из пушки на Луну» (1867 г. ). Впервые в 1881 году русский революционер-народник Николай Ивано-вич Кибальчич высказал мысль об использовании ракет для космических полетов и предложил прообраз современных пилотируемых космических средств.
3 слайд. Этап теоретической космонавтики.
Основоположником научной космонавтики является русский ученый Константин Эдуардович Циолковский. Он в 1903 году теоретически обосновал возможность полетов при помощи ракет, дал первые схематические чертежи космических кораблей, выпол-нил расчеты движения ракет в поле тяготения Земли и впервые указал на целесообразность создания на орбитах вокруг Земли промежуточных станций для полетов на другие тела Солнечной системы.
4 слайд. Этап создания необходимой техники.
Для реализации идей Циолковского нужно было разработать конструкцию ракеты, подо-брать необходимое топливо и решить тысячи других вопросов, прежде чем можно было бы приступить к космическим полетам. В 1932 году под руководством Сергея Павловича Королева была создана группа изучения реактивного движения (ГИРД), которой принад-лежит выдающаяся роль в разработке основ техники для космических полетов. Эта группа 17 августа 1933 года провела первый успешный запуск жидкостной ракеты «ГИРД-09», который показал, что создание ракет для космических полетов в принципе возможно.
5 слайд. Этап практического освоения космоса.
| 4 октября 1957 года | В Советском Союзе впервые в истории человечества был запущен искусственный спутник Земли |
| 14 сентяб-ря 1959 го-да | Советская станция «Луна-2» впервые в истории человечества достигла поверхности Луны. |
| 12 апреля 1961 года | На космическом корабле «Восток» гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин совершил первый полет в космос. |
| 18 марта 1965 года | Летчик-космонавт СССР А. А. Леонов осуществил первый выход в косми-ческое пространство из кабины космического корабля «Восход-2». |
| 3 февраля 1966 года | Советская автоматическая межпланетная станция «Луна-9» совершила первую мягкую посадку на поверхность Луны и передала на Землю с по-мощью телевизионной системы панораму лунного ландшафта. |
| 21 июля 1969 года | Американские космонавты Н. Армстронг и Э . Олдрин вышли из кабины кос-мического корабля и совершили первые шаги по лунной поверхности. Собранные ими образцы лунных пород были доставлены на Землю. |
| 24 сентяб-ря 1970 г. | Советская АМС «Луна-16» завершила первый автоматический полет по маршруту Земля-Луна-Земля и доставила на Землю колонку лунного грунта, взятую с помощью автоматической буровой установки. |
| 19 апреля 1971 года | На орбиту ИСЗ была выведена первая долговременная орбитальная станция «Салют», на борту которой было установлено около 2 тыс. различных при-боров. 7 июня 1971 года со станцией стыковался космический корабль «Союз-11» с экипажем в составе Г. Т. Добровольского, В. Н. Волкова и В. И. Пацаева. За 23 суток нахождения на станции «Салют» экипаж выпол-нил большое количество разнообразных научно-исследовательских работ. |
| 2 декабря 1971 года | С советской АМС «Марс-3» впервые произведена мягкая посадка спускаемо-го аппарата на поверхность Марса. |
| Июль, 1975 года | Совершен совместный полет американского и советского космических ко-раблей, в ходе которого был впервые осуществлен поиск, сближение и стыковка двух космических кораблей,принадлежащих разным странам. После стыковки космонавты открыли люки кораблей и посетили друг друга. Этот полет получил название «Союз-Аполлон». |
| 22 января 1978 года | Впервые в истории была осуществлена стыковка автоматического грузово-го транспортного корабля «Прогресс-1» с пилотируемым научным комплексом «Салют-27». |
| 20 октяб-ря 1986 г. | Мощная советская ракета «Протон» вывела на околоземную орбиту космическую станцию «Мир». Эта станция отличается от всех предыду-щих тем, что к ней могут дополнительно пристыковаться одновременно до шести дополнительных космических кораблей специального назначения. На станции «Мир» космонавт Ю. В. Романенко пробыл в 1987 году 326 суток. В то время это был рекорд пребывания человека на космической станции. В 1988 году космонавты Г. Титов и М. Манаров проработали на станции «Мир» 356 суток 22 часа 39 мин. |
| 15 ноября 1988 года | С космодрома Байконур с помощью ракетно-космической транспортной системы «Энергия» был запущен корабль многоразового использования «Буран» с мощностью у поверхности Земли 125 млн. кВт. |
При входе в плотные слои атмосферы при посадке отдельные части корабля нагреваются до 1600 0С. Чтобы предохранить корпус корабля и его внутренние помещения от перегрева, снаружи корабль покрыт теплоизолирующим покрытием.
2. Примеры реактивного движения в мире растений.
Учитель биологии: Я хочу вам рассказать о бешеном огурце. В южных странах ( и у нас на побережье Черного моря тоже) произрастает растение под названием "бешеный огу-рец". Стоит только слегка прикоснуться к созревшему плоду, похожему на огурец,
как он отскакивает от плодоножки, а через образовавшееся отверстие из плода фонтаном
со скоростью до 10 м/с вылетает жидкость с семенами. Сами огурцы при этом отле-тают в противоположном направлении. Стреляет бешеный огурец (иначе его называют «дамский пистолет») более чем на 12 м.
3. Головоломка.
Известна старинная легенда о богаче с мешком золотых, который, оказавшись на абсолютно гладком льду озера, замерз, но не пожелал расстаться с богатством. А ведь он мог спастись, если бы не был так жаден! А вы как поступили бы ?
(Ответ: Достаточно было оттолкнуть от себя мешок с золотом, и богач сам заскользил бы по льду в противоположную сторону по закону сохранения импульса).
V. Подведение итогов урока и обобщение.
VI. Домашняя работа
Прочитать материал о реактивном движении и ответить на вопросы по параграфу письменно.
Определить научное и практическое значение космонавтики.
Отдельным ученикам составить кроссворд «Реактивное движение в природе»
Ш. К. Куулар, МБОУ СОШ с. Арыг-Узюнский Улуг-Хемского кожууна, Республика Тыва (Тува)
Метки: Физика