Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2

Что за шар - рук человеческих великое творенье был послан от Земли Вселенной в дар? Тема нашего урока «Искусственные спутники Земли. Первая космическая скорость». Сегодня на уроке мы с вами узнаем всякое ли тело может стать спутником Земли, и что для этого нужно, рассчитаем космические скорости и поговорим о полетах в космос.

По какой траектории движется спутник?

Давайте вспомним некоторые вопросы теории.

2. Повторение изученного (актуализация знаний)

- работа по индивидуальным заданиям

• 
  работа по карточкам. Один из учеников работает у доски по карточке.
  
• 
  Один из учащихся решает задачу, заданную на дом, на доске, чтобы впоследствии можно было использовать это решение для изложения нового материала. (Период обращения первого космического корабля “Восток” - спутника Земли - равнялся 90 минутам. Средняя высота спутника над поверхностью Земли 320 км. Радиус Земли 6400 км. Вычислить линейную скорость космического корабля и записать ее в км/с. (7,8 км/с))
  

- фронтальная бесед:

1. С помощью каких опытов можно убедиться, что мгновенная скорость тела, движущегося по окружности, направлена по касательной к окружности?

2. Куда направлено ускорение тела при его движении по окружности с постоянной по модулю скоростью? Как называется это ускорение?

3. Можно ли считать движение по окружности с постоянной по модулю скоростью равномерным? Почему?

4. Можно ли считать движение по окружности равноускоренным? Почему?

5. По какой формуле можно вычислить модуль вектора центростремительного ускорения?

3. 
   Изложение нового материала. (приложение 1 - презентация)
   

2 КАДР Вопрос:

Как будет двигаться тело, если бросить его в горизонтальном направлении? (По параболе)

3 КАДР Вопрос:

Какой моделью мы пользуемся, когда рассматриваем такое движение?

(Плоская Земля и однородное гравитационное поле)

4 КАДР Вопрос:

Можно ли пользоваться такой моделью, если рассматривать движение тела вокруг Земли?

(Нет, так как в этом случае нельзя пренебрегать размерами и формой земли, а ускорение свободного падения в разных точках имеет различное значение и направление)

5 КАДР Вопрос:

А что нужно сделать, чтобы тело стало искусственным спутником Земли?

Писатели-фантасты уже несколько веков рисуют нам картины создания искусственных спутников Земли. И один из таких проектов вовсе не кажется безнадежным. Вообразите себе пушку, стоящую на высокой башне. Если из пушки выстрелить, то ядро, описав дугу, упадет на землю. Если же положив в пушку побольше пороху увеличить скорость, куда упадет ядро? (дальше)

При этом Земля вследствие вращения как бы “убегает” от ядра. А если продолжать увеличивать начальную скорость? (все дальше и дальше)

Наконец, можно выстрелить так, что ядро никогда не упадет. Оно будет кружить вокруг нашей планеты, то есть превратится в искусственный спутник Земли. Для этого нужно подобрать такую начальную горизонтальную скорость, чтобы поверхность Земли из-за ее шарообразности удалялась от тела как раз на столько, на сколько тело приближается к Земле благодаря притяжению к ней.

Рассчитаем, с какой скоростью должно вылететь ядро, чтобы стать искусственным спутником Земли, то есть обращаться вблизи Земли по круговой орбите.

6 КАДР Построим модель: 1. Земля является однородным шаром с радиусом 6400 км.

2. Какие силы должны действовать на тело? (На тело не действуют никакие силы, кроме силы тяготения, направленной к центру Земли)

3. Спутник будем считать материальной точкой.

7-10 КАДР

Гравитационная сила, действующая на спутник

М – масса Земли

m – масса спутника

R – радиус Земли

h – высота спутника над поверхностью Земли.

Сила тяготения сообщает спутнику центростремительное ускорение



но по II закону Ньютона



Отсюда получаем равенство:



или:

, то есть имеем выражение для скорости:



11 -12 КАДР Какие выводы можно сделать:

1. 
   Скорость спутника зависит от его высоты над поверхностью Земли
   
2. 
   Скорость не зависит от массы спутника
   

Если принять h = 0, то вблизи поверхности Земли

и

и тогда



13 КАДР

Вычисляя, получаем, что скорость равна приблизительно 7924 м/с (сравним эту скорость с той, которую получил ученик, решавший задачу у доски)

Тело, скорость которого равна 7,9 км/с и направлена горизонтально относительно поверхности Земли, становится искусственным спутником, движущимся по круговой орбите на небольшой высоте над Землей.

14 КАДР – Если тело достигает 2 и 3 космических скоростей

15 КАДР оставить

Космическая скорость	Значение км/с	Вид траектории	Движение тела
Первая	7,9	окружность	Спутник Земли
	11,2>v>7,9	Эллипс
Вторая	11,2	парабола	Покидает пределы Солнечной системы

4. 
   Сообщения учащихся с использованием мультимедийных презентаций.
   

Человек рассчитал и смог создать тело, которое стало спутник, но на этом исследование космоса не завершено, человек сам совершает полет: как это было мы сейчас узнаем.

• 
  Первый спутник
  
• 
  Первый полет живых существ и человека в космос.
  
• 
  Первый выход человека в открытый космос.
  

5. 
   Подведение итогов урока и домашнее задание.
   

Ваш космический корабль произвел вынужденную посадку на одну из планет Солнечной системы. Определить скорость космического корабля для запуска его на круговую орбиту планеты. Атмосферы планет разреженные (можно пренебречь силами сопротивления).

№ варианта	Планета	Масса планеты	Радиус планеты, км	1-я космическая скорость
	Земля	Мз = 5,976·1024кг	6 370	7924 м/с
В 1	Меркурий	0,056 Мз	2 435
В 2	Марс	0,11 Мз	3 395
В 3	Плутон	0,18·Мз	3000

§34
Ниже приводится вариант задания для индивидуальной работы слабых учеников

Фамилия, имя

Укажите на рисунке направление вектора ускорения в точке А при равномерном движении тела по окружности
Укажите на рисунке направление вектора скорости в точке А при равномерном движении тела по окружности
Запишите формулу центростремительного ускорения
Запишите Закон всемирного тяготения
Как двигалась бы Луна, если бы на нее не действовала сила тяготения?