Карта урока для дистанционного обучения по физике 9 класс по теме: "Реактивное движение"

Карта урока

для организации занятий

с использованием дистанционных технологий обучения

Учитель:Горлова Светлана Геннадиевна

Предмет: физика

Класс: 9 класс, «Физика 9» автор А.В, Перышкин

Дата проведения урока: 25 ноября 2022 года

Время фактического проведения урока–9 Б

Способ предоставления информации обучающимися:

Самостоятельно с пояснением учителя и выполнения домашнего задания: формат: дистанционное обучение;

способ предоставления: ИСОУ «Виртуальная школа».

Тема урока: «Реактивное движение»

Цель урока:

• Дать понятие реактивного движения;

• Рассмотреть устройство ракеты;

• Показать применение закона сохранения импульса для реактивного движения.

Задание:

1. Изучить §23, выписать основные понятия, определение, формулы.

2. Просмотреть видео-урок по ссылке:

1. https://youtu.be/Ye2a7S89cek

2. https://youtu.be/Cae3rclVvB4

1. Объяснение нового материала:

Многие из вас наблюдали, как приходит в движение надутый воздухом воздушный шарик, если развязать нить, стягивающую его отверстие. Объяснить это явление можно с помощью закона сохранения импульса. Пока отверстие шарика завязано, шарик с находящимся внутри него сжатым воздухом покоится, и его импульс равен нулю. При открытом отверстии из него с довольно большой скоростью вырывается струя сжатого воздуха. Движущийся воздух обладает некоторым импульсом, направленным в сторону его движения. Движение шарика является примером реактивного движения. Реактивное движение происходит за счет того, что от тела отделяется и движется какая-то его часть, в результате чего само тело приобретает противоположно направленный импульс.

- Следующий пример основан на том же принципе реактивного движения, основано вращение устройства, называемого сегнеровым колесом. [1], Вода, вытекающая из сосуда конической формы через сообщающуюся с ним изогнутую трубку, вращает сосуд в направлении, противоположном скорости воды в струях. Реактивное действие оказывает не только струя газа, но и струя жидкости.

- Реактивное движение используют для своего перемещения некоторые живые существа, например, осьминоги, кальмары, каракатицы и другие головоногие моллюски. Движутся они благодаря тому, что всасывают, а затем с силой выталкивают из себя воду.

Принцип реактивного движения находит широкое практическое применение в авиации и космонавтике. Для космических полетов могут быть использованы только реактивные летательные аппараты – ракеты.

Рассмотрим устройство и запуск ракет-носителей (ракет), предназначенных для вывода в космос искусственных спутников Земли, космических кораблей, автоматических межпланетных станций и других полезных грузов.

Определение: Реактивным движением называется движение, которое возникает в результате отделения от тела какой-либо части, либо как результат присоединения к телу другой части.

В любой ракете имеется оболочка и топливо с окислителем.

Рассмотрим ракету в разрезе рис.1 оболочка ракеты включает в себя полезный груз (космический корабль), приборный отсек и двигатель (камера сгорания, насосы и т.д.). основную массу ракеты составляет топливо с окислителем. Топливо и окислитель с помощью насосов подаются в камеру сгорания. Топливо, сгорая, превращается в газ высокой температуры и высокого давления, который мощной струей устремляется наружу через раструб специальной формы, называемый соплом. Назначение сопла – повышение скорости струи. От скорости выхода струи газа зависит скорость ракеты. Рассмотрим с помощью закона сохранения импульса. Будем считать, что ракета представляет собой замкнутую систему (не будем учитывать действие на нее силы земного притяжения). Так как до старта импульс ракеты был равен нулю, то по закону сохранения суммарный импульс движущейся оболочки и выбрасываемого из нее газа тоже должен быть равен нулю. Значит, импульс оболочки и направленный противоположно ему импульс струи газа должны быть равны друг другу по модулю. Следовательно, чем с большей скоростью вырывается газ из сопла, тем больше будет скорость оболочки ракеты.

В практике космических полетов обычно используют многоступенчатые ракеты, развивающие гораздо большие скорости и предназначенные для более дальних полетов, чем одноступенчатые. Рассмотрим схему трехступенчатой ракеты рис.2 После того как топливо и окислитель первой ступени будут полностью израсходованы, эта ступень автоматически отбрасывается и в действие вступает двигатель второй ступени. Уменьшение общей массы ракеты путем отбрасывания уже ненужной ступени позволяет сэкономить топливо и окислитель и увеличить скорость ракеты. Затем таким же образом отбрасывается вторая ступень.

Если возвращение космического корабля на Землю или его посадка на какую-либо другую планету не планируется, то третья ступень, как и две первых, используется для увеличения скорости ракеты. Если же корабль должен совершить посадку, то она используется для торможения корабля перед посадкой. При этом ракету разворачивают на 180⁰ , чтобы сопло оказалось впереди. Тогда вырывающийся из ракеты газ сообщает ей импульс, направленный против скорости ее движения, что приводит к уменьшению скорости и дает возможность осуществить посадку.

Идея использования ракет для космических полетов была выдвинута в начале двадцатого века русским ученым, изобретателем и учителем Константином Эдуардовичем Циолковским. Полвека спустя идея Циолковского была развита и реализована советскими учеными под руководством Сергея Павловича Королева.

6. Решение задач 

1. Ракета движется по инерции в космическом пространстве. На ее сопло надели изогнутую трубу выходным отверстием в сторону движения и включили двигатели. Изменилась ли скорость ракеты?

2. Какую скорость относительно ракетницы приобретает ракета массой 600 г, если газы массой 15 г вылетают из нее со скоростью 800 м/с?

3. Ракета, масса которой без топлива 400 г, при сгорании топлива поднимается на высоту 125 м. масса топлива 50 г. Определить скорость выхода газов из ракеты, считая, что сгорание топлива происходит мгновенно.

1. Домашняя работа: Изучить §23, выполнить задачи в теме урока.

Вопросы можно задавать на адрес эл. почты s_gorlova66@mail.ru