Конспект открытого урока в 9 классе по теме Знание - сила? (Решение задач на закон сохранения импульса)

Урок по теме «Знание - сила?» (решение задач на закон сохранения импульса) в 9 классе

Цель урока: раскрыть учащимся прикладное значение закона сохранения импульса (ЗСИ) на примере реактивного движения.

ЗАДАЧИ УРОКА:

образовательные:

-обеспечить усвоение понятия «реактивное движение» и объяснить реактивное движение на основе ЗСИ,

-научить применять знания и умения , полученные на уроке, к решению физических задач;

развивающие:

-рассмотреть примеры использования ЗСИ, показать проявление ЗСИ в различных жизненных ситуациях,

-сформировать элементы творческого поиска на основе приемов обобщения,

воспитательные:

-продолжить патриотическое воспитание учащихся путем знакомства с вкладом ученых в развитие реактивной техники.

Тип урока: комбинированный с использованием ИКТ.

Материально - дидактическое оснащение урока: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентация.

Пусть сегодня нашим девизом будет следующее изречение:

Хитрые люди презирают знание,

простаки удивляются ему,

мудрые люди пользуются им.

Мы люди мудрые и воспользуемся нашими знаниями

ХОД УРОКА:

1.Организационный момент.

Формирование целей урока вместе с учащимися учебной проблемы.

Настрой учащихся на поставленные цели и задачи.

2. Актуализация знаний.

Этап первичной проверки понимания изученного

Письменные задания (разминка)

1. Тележка массой 100 г движется со скоростью 5 м/с. Её импульс равен:

а) 0,5 кг·м/с б) 5 кг·м/с в) 50 кг·м/с г) 0 кг·м/с

2. Тело массой 2 кг движется согласно уравнению X = 2 - 8t. Следовательно, модуль импульса тела равен:

а) 2 кг·м/с б) 4 кг·м/с в) 8 кг·м/с г) 16 кг·м/с

3. Две материальные точки движутся навстречу. Чему равен их импульс?

4. Выберите условие выполнения закона сохранения импульса.

а) В поле внешних сил. б) В замкнутой системе тел. в) В неинерциальной системе отсчёта. г) В движущейся прямолинейно системе отсчёта.

5. Какое выражение соответствует закону сохранения импульса?

Учащиеся обменялись ответами и проверили друг друга.

Ответы:

1.а

2.г

3.б

4.б.

5.г.

1. Что понимают под реактивным движением?

Историческая справка.

Реактивное движение впервые использовал древнегреческий ученый Герон. Небольшой наполненный водой металлический сосуд в форме птицы подвешивался над огнем. Когда вода закипала, струя пара выбрасывалась назад, толкая птицу вперед. Это устройство служило забавой.

Принцип реактивного движения был переоткрыт только тысячу лет спустя около 960 г. в Китае. Это были ракеты, которые представляли собой бамбуковые трубки, начиненные порохом.

Один из первых проектов автомобиля был с реактивным двигателем. Этот проект был предложен Ньютоном. Пар из котла выбрасывался назад и двигал автомобиль вперед.

2.Каков принцип многоступенчатой ракеты?

3.Почему расчет скорости намного превышает реальную скорость движения?

4. Летел звездолет по космической трассе,

И встречные звезды сверкали и гасли.

Как мог в безвоздушном пространстве повеять

Упругий под птичьими крыльями ветер?

Как мог, из каких перелетов и странствий,

Он вдруг оказаться в межзвездном пространстве?

Почему возможно движение ракеты в безвоздушном пространстве, а движение самолета в тех же условиях невозможно?

Мысль о том, что ракеты можно использовать для освоения космоса, первым высказал учитель одной из калужских гимназий К.Э.Циолковский.

Но мы сегодня о космосе говорить не будем. Мы будем говорить о военной технике.

Сегодня мне бы хотелось остановиться на далеком для нас прошлом, на буднях Великой Отечественной войны. Стрелок, чтобы безошибочно поражать врага, должен был не только знать результаты действия пули на различных дистанциях, но и результаты взаимодействия оружия и пули при выстреле.

Задача 1

Находившийся в годы войны на вооружении советских войск ручной пулемет конструкции Дегтярева имел массу 9 кг, его пули калибра 7,62 мм имели массу 9г. При выстреле пуля приобрела начальную скорость 700 м/с. Используя ЗСИ, определите скорость отдачи, которую приобретает пулемет.

(Ответ: скорость отдачи 0,7 м/с). Что стоит за этим ответом?

0,7 м/с=70см/с. При неправильном держании пулемета из-за большой скорости отдачи пулеметчик получал сильный удар в плечо. Это могло резко изменить положение пулемета и траекторию полета пули, т.е. пули летели бы мимо цели. Прицельная дальность РПД- 1,5 км, т.е. на этой дистанции пуля сохраняла свое поражающее врага действие. Вести огонь по более удаленным объектам было не только бесполезно (ведь пуля не только теряла скорость, а следовательно и импульс становился меньше необходимого), но и вредно, т.к. пулеметчик не поражал цель, а себя демаскировал, становясь мишенью для противника.

Следовательно, пулеметчик должен хорошо знать технические данные своего оружия и умело его применять.

Задача№2

Из снайперской винтовки массой 6 кг производится выстрел пулей

массой 9 г, вылетающей с начальной скоростью 600 м/с. Определите скорость винтовки после выстрела.

При выстреле возникает отдача. Такую же отдачу испытывают пожарные, направляя мощную струю воды на горящий объект.

Выстрел из всякого оружия сопровождается отдачей. Старинные пушки после выстрела откатывались назад. В современных орудиях ствол укрепляется на лафете не жестко, а при помощи приспособлений, которые позволяют стволу отходить назад, затем пружины снова возвращают его на место. В автоматическом огнестрельном оружии явление отдачи используется для того, чтобы перезарядить оружие. При выстреле отходит только затвор. Он выбрасывает использованную гильзу, а затем пружины, возвращая его на место, вводят в ствол новый патрон. Этот принцип используется не только в пулеметах и автоматических пистолетах, но и в скоростных пушках.

Исторический материал (Слайд )

Военное оружие периода Великой Отечественной войны- гвардейский миномет, широко известный под названием «катюша». В канун войны правительство приняло решение о серийном производстве нового оружия- многозарядной установки реактивных снарядов, получивших название БМ-13.

Установка монтировалась на грузовом автомобиле и имела 8 направляющих балок, укрепленных на ферме, которая могла поворачиваться в горизонтальных и вертикальных плоскостях. Каждая балка имела пазы, в которые входили направляющие штифты реактивных снарядов. На балке было 2 снаряда: сверху и снизу. Залп (16 выстрелов) производился за 7-8 секунд. Снаряд массой 42,5 кг, длиной 1,5 м, диаметром 13 см представлял собой пороховой реактивный двигатель. Корпус ракеты служил камерой сгорания, внутри которой находилось твердое топливо. В момент выстрела замыкалась электрическая цепь пиросвечи, ее проволочное сопротивление раскаливалось и воспламеняло порох. Образующие газы вытекали в атмосферу из сопла, вследствие их взаимодействия со снарядом, снаряд приобретал импульс, равный по величине импульсу газов, но противоположный по направлению, и приходил в движение. Дальность полета снаряда достигала 8 км.

Сообщение ученика (историческая справка)

Рассказ о героическом подвиге советских воинов, которым доверили первую ракетную установку. Июль 1941 г. - под Оршей. Под командованием капитана И.А.Флерова 7 боевых машин. Октябрь 1941г.на Смоленщине они были уничтожены.

Информационная справка

В годы Великой Отечественной войны на вооружении советских войск находились различного класса танки:

- легкие с пушкой калибра 45 мм,

- средние (Т-34 и Т- 34-85) с пушками калибра 76,2мм и 85мм,

- тяжелые (КВ и ИС) с пушками калибра 76,2мм и 122мм.

Экипаж танка должен знать не только технические данные своей машины, но и результаты действия своих снарядов разных калибров , а также толщину и пробивную стойкость брони вражеских танков.

А) например, снаряд массой 6,3 кг, выпущенный со скоростью 700м/с из пушки (образца1940г) калибра 76,2мм,пробивал под прямым углом броню фашистских «стальных крепостей» толщиной 7омм с дистанции 500м, а с дистанции1000м - броню толщиной 60мм,

Б) снаряд, вылетевший из длинноствольной пушки 85мм калибра, пробивал броню немецких средних танков с дистанции 1500м,

В) снаряд, 122мм пушки- с дистанции 1500м прошивал броню уже тяжелых танков.

Эти сведения зафиксированы в виде свода правил и таблиц для танковых боевых экипажей, но составлены они тоже с учетом ЗСИ!

Т.е. воин- танкист, ведя бой, опирался на этот закон, который помогал с огромной пользой эффективно использовать нашу военную технику в сражении, в бою.

Качественная задача:

В некоторых случаях в бою приходилось наносить удары по танкам, бронемашинам, огневым точкам врага корпусом танка- его лобовой частью. Тогда пушка развертывалась стволом назад. Какую скорость (большую или малую) для такого удара должен был развить танк?

В качестве подсказки рассказ Л.Н.Толстого «От скорости сила»:

«…Один раз машина ехала очень скоро по железной дороге. А на самой дороге, на переезде, стояла лошадь с тяжелым возом. Мужик гнал лошадь через дорогу, но лошадь не могла сдвинуть воз, потому что заднее колесо соскочило. Кондуктор закричал машинисту: «Держи» , но машинист не послушался…Он не стал останавливать, а самым скорым ходом пустил машину и во весь дух налетел на телегу. Мужик отбежал от телеги, а машина , как щепку, сбросила с дороги телегу и лошадь, а сама не тряхнулась, пробежала дальше. Тогда машинист сказал кондуктору: « Теперь мы только убили одну лошадь и сломали телегу, а если бы я тебя послушал, мы сами бы убились и перебили бы всех пассажиров. На скором ходу мы сбросили телегу и не слыхали толчка, а на тихом ходу нас бы выбросило из рельсов».

Во время войны наши воины в кратчайшие сроки успешно осваивали новую боевую технику и вводили ее в снаряжение, а для этого им нужны были технические знания и практическое мастерство. В процессе войны приходилось все время их совершенствовать, так как наша страна неуклонно модернизировала свою боевую технику и создавала новую. За незнание техники и неумение ею управлять на фронте приходилось расплачиваться кровью и жизнью. Побеждали в годы войны не только мужеством и отвагой, но и глубокими знаниями, умением применять их на практике.

Задача №3

В момент касания земли при посадке десантированных на парашюте танков применяются тормозные пиропатроны. При взрыве этих пиропатронов в сторону движения танка выбрасываются 50 кг пороховых газов со скоростью 800м/с. Какой станет скорость спуска танка после срабатывания тормозных пиропатронов, если первоначально танк спускался на парашюте со скоростью 5м/с. Масса танка с зарядами 13,6 т.

Подведение итогов урока:

сегодня на уроке мы с вами посмотрели, как на практике используется закон сохранения импульса и познакомились с применением реактивного движения.

Учитель объявляет отметки учащимся за работу в течение всего урока. Скажите, ребята, а знание - это СИЛА?

Закончить хочется словами А.Ф.Иоффе «Техника будущего - это физика в различных ее применениях».

Рефлексия (самодиагностика):

(учащиеся поднимают одну из трех карточек, лежащих у них на парте).

Красная карточка - удовлетворен уроком, урок полезен для меня; я понимал все, о чем говорилось, урок был интересен. Мне на уроке достаточно комфортно.

Зеленая карточка - пользы от урока я получил мало, я не очень понимал, о чем идет речь, к ответу на уроке я был не готов.

Домашнее задание: Повт.параграфы 22,23.

Творческое задание: привести примеры использования ЗСИ во время войны в авиации.

Для информационных справок использовалась литература:

1.В.В.Бахирев, И.И.Кириллов «В.А.Дегтярев», Москва, Просвещение,1987г.

2.Сборник «Оружие Победы».