Занятие элективного курса по физике «Подготовка к ЕГЭ» на тему «Полет», 10 класс

Занятие элективного курса по физике «Подготовка к ЕГЭ»  в 10 классе

на  тему: «Полет»

Буданова Н.Ю.

учитель физики

МОУ «СОШ №3 г. Пугачева

 Саратовской области»

Цель: систематизировать знания учащихся, осуществить подготовку к ЕГЭ;  формировать познавательный интерес к предмету и выбранной профессии; содействовать профильному и профессиональному самоопределению учащихся.

Оборудование: ПК,  интерактивная доска, планшеты с выходом в Интернет для учащихся, модель «Петли Нестерова»,  интерактивная географическая карта, бумажные модели летательных аппаратов, презентация к уроку.

Ход занятия.

Организационный этап.

Учитель. Здравствуйте ребята, добрый день участники муниципального семинара. Мы начинаем занятие элективного курса по физики в 10 классе «Подготовка к ЕГЭ». Вы сегодня работаете в группах. Если группа испытывает затруднение при выполнении задания, то группа консультантов  и я поспешим вам на помощь.

Учитель. Тема занятия связана с именем существительным, означающим действие. А точнее со способами передвижения чуть быстрее езды, но медленнее мысли. Наверное, вы догадались, что речь пойдет о полете. О полете устройств, созданных и подчиняющихся законам физики. Вспомним эти законы, решим разноуровневые задачи.

Основная часть.  

Учитель. Все летательные аппараты разделили воздушное пространство по высоте на зоны полета, и  я выделила из них несколько групп по способу передвижения: это аэростаты, вертолеты, самолеты, ракеты, спутники. Вам предстоит распределить российские летательные аппараты  на импровизированном небосводе по высоте полета. В этом вам поможет Интернет. Итак  полетели по Всемирной сети со скоростью 300 000 км/с.

(Работа учащихся в группах. Учащиеся выходят к доске и размещают летательные аппараты  на импровизированном небосводе по высоте полета)

Учитель. Мы заполнили нижний слой атмосферы, космическое пространство, а область верхней атмосферы, которая лежит между высотами 30 и 150 км, не заполнена. Это область неосвоенных высот. Как вы думаете почему? (ответы учащихся)

Учитель. Самолеты не могут здесь летать вследствие недостаточной подъемной силы крыльев, т. е. не хватает воздуха. А полет космического корабля невозможен из-за большого аэродинамического торможения.

Опыт с дощечкой и листом бумаги.

Учитель. Я одновременно отпущу листок и дощечку. Какое тело будет находиться дольше в полете? Конечно же, листочек из-за силы сопротивления воздуха. А если листочек положить поверх дощечки и отпустить? (ответы учащихся). Упадут одновременно. Все сопротивление примет на себя дощечка. А если нет сопротивления воздуха, то и листочек не полетит, упадет. Так же и самолеты, вертолеты при полете опираются на воздух.

Полеты самолетов связаны с фамилией легендарного военного летчика Петра Нестерова. Он основоположник фигурного летания. Петля Нестерова представляла собой замкнутую кривую, лежавшую в вертикальной плоскости. Данную модель изготовил Симонов Владислав для участия в конкурсе «Юный физик». Демонстрация «Петли Нестерова»

Ребята, а как вы думаете, какие законы физики необходимо знать для осуществления полета? (ответы учащихся).  Начнем повторение с динамики - вспомним силы. У каждой группы свой летательный аппарат.

Задание для групп:  описать   полет, определить направление сил, действующих на тело, записать формулы, найти направление ускорения. Время для выполнения задания - 5 минут.

(Работа учащихся в группах. Учащиеся выходят к доске и изображают на макетах летательных аппаратов направление сил,  равнодействующую  сил и  кратко описывают физику полета)

Предположительные ответы учащихся:

Дирижабли. Аппараты отличает способность осуществлять вертикальный взлет и посадку с неподготовленных площадок и водной поверхности, возможность выполнять полеты во всех климатических зонах.  Возможности этих дирижаблей в военных целях неоценимы. Максимальная высота полёта: до 20000 м.  В наши дни дирижабли могут использоваться при наблюдениях за морскими и сухопутными границами, в воздушной разведке, в системах раннего оповещения о летающих на небольших высотах объектах, таких как крылатые ракеты, для транспортировки войск, как гидроакустические станции по обнаружению подводных лодок, в качестве сопровождения морских конвоев. Современный военный высотный дирижабль на солнечных батареях может подниматься на высоту в 20 км и год подряд нести вахту, наблюдая за действиями противника. 

Самолеты:

МиГ-31 (лисья гончая) — двухместный сверхзвуковой всепогодный истребитель-перехватчик дальнего радиуса действия  МиГ-31 предназначен для перехвата и уничтожения воздушных целей на предельно малых, малых, средних и больших высотах, днём и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, при применении противником активных и пассивных Практический потолок: до 30000 м (динамический)

Су-27   российский многоцелевой всепогодный истребитель, предназначенный для завоевания превосходства в воздухе. Состоит на вооружении в странах СНГ, Индии, Китае и других.  Практический потолок: 22 500 м

Ан-124   — тяжёлый дальний транспортный самолёт. Крупный и самый грузоподъемный в мире серийный грузовой самолёт Практический потолок: 11 600 м

Як-130   — российский учебно-боевой самолёт, лёгкий штурмовик,  в Военно-воздушных силах России учебно-тренировочных самолётов Практический потолок: 12 500 м

Вертолеты:

Ми-8   —  российский многоцелевой вертолёт.  Широко используется во многих странах мира для выполнения множества гражданских и военных задач. Практический потолок: 4200 м - 9150 м

Ми-24 - ударный вертолёт разработки, неофициальное название — «Крокодил».  Активно использовался в годы Афганской войны, в период боевых действий в Чечне, а также во многих региональных конфликтах.   Динамический потолок: 4950 м

Ка-52   — российский разведывательно-ударный  вертолёт нового поколения. Машина способна поражать бронированную и небронированную технику, живую силу и воздушные цели на поле боя. Практический потолок: 4000 м

«Ансат»   — лёгкий двухдвигательный газотурбинный многоцелевой вертолёт класса 7—9 мест. Машина может быть использована для решения широкого круга задач: доставка грузов, перевозка пассажиров, проведение поисково-спасательных операций, патрулирование, оказание экстренной медицинской помощи, административные перевозки, первоначальное обучение

Космические аппараты

«Протон»   ракета-носитель  тяжёлого класса,  способна выводить на геостационарную орбиту   грузы до 3,3 т, предназначенная для выведения автоматических космических аппаратов на орбиту Земли и далее в космическое пространство. Высота полета 151 км и выше.

«Союз» —  многоместный транспортный   космических корабль, позволяют доставлять экипаж из трёх человек на околоземную орбиту.  («Союз МС-03» — российский транспортный пилотируемый космический корабль, старт которого состоялся 17 ноября 2016 года,  20 ноября корабль доставил троих участников экспедиции. Это 130-й пилотируемый полёт корабля «Союз»)  Высота полета 427,7 км

Спутник ДЗЗ  -  военный спутник дистанционного зондирования Земли.  Высота полета 35 786 км.

 Орбитальная спутниковая группировка России по состоянию на март 2016 года состояла из 141 действующего космического аппарата.  Преимущества получения информации из космоса очевидны: спутники работают независимо от погоды и времени года, передают сообщения о самых отдаленных и труднодоступных районах планеты. Неограниченность их обзора позволяет моментально зафиксировать данные об огромных территориях. Одни из них образуют всемирную сеть коммуникации, через которую ежедневно передаются миллионы телефонных звонков, ретранслируются телевизионные передачи и компьютерные сообщения во все страны мира. Другие помогают следить за изменениями погоды, обнаруживать полезные ископаемые, следить за военными объектами.

Учитель. Ребята, давайте с вами повторим важные законы, которые необходимо знать и уметь применять для осуществления полета: 1, 2, 3 законы Ньютона, закон Всемирного тяготения, закон сохранения импульса, закон Бернулли и др. (ответы учащихся)

Учитель. Следующее задание – решение задач в группах. (15 мин)    Консультант может распределить задачи между учащимися в группе, помогает решению задач.

Задачи для работы в группах:

1. Самолёт ТУ 134 летит со скоростью 850 км/ч, а самолёт ТУ 154 –950 км/ч. Во сколько раз отличаются их расстояния, если в полёте они были одинаковое время.

2.Шар сначала поднимается на высоту 200 м относительно поверхности Земли, а затем относится ветром в западном направлении на расстояние 150 м. Найдите путь, пройденный шаром, и его перемещение относительно Земли.

3.Вертолёт летит горизонтально на высоте 1000 метров со скоростью 30 м/с. С него сбрасывают груз на корабль, идущий встречным курсом со скоростью 10 м/с. На каком расстоянии от корабля лётчик должен сбрасывать груз? Скорость груза в момент сбрасывания равна нулю. Сопротивлением воздуха пренебречь.

4.Учебный самолет первую половину пути летел со скоростью 360 км/ч, а вторую - со скоростью 540 км/ч. Какова средняя скорость самолёта на всём пути?

5. Найдите скорость искусственного спутника Земли на высоте 1000 км от поверхности Земли.

6.Мощность двигателя космического корабля равна 4∙107 кВт. Какую работу производит двигатель этого корабля за 20 мин?

7. Какой потенциальной энергией обладает самолет массой 70 т при полёте на высоте 100 км над поверхностью Земли?

8 .С какой скоростью истекают газы из сопла ракеты, если масса ракеты 200 кг, скорость 10 м/с, а масса образовавшегося газа 50 килограмм?

9. Воздушный шар объемом 2500 м3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Чему равна максимальная масса груза, который может поднять шар, если воздух в нем нагреть до 770С? Температура окружающего воздуха 7 0С, его плотность 1,2 кг/м3. Оболочку шара считать нерастяжимой.

10. Са­мо­лет летит со ско­ро­стью, а вер­то­лет со ско­ро­стью. Масса са­мо­ле­та. От­но­ше­ние им­пуль­са са­мо­ле­та к им­пуль­су вер­то­ле­та равно 1,5. Чему равна масса вер­толёта? (Ответ дайте в ки­ло­грам­мах 4000 кг.)

11. В ат­трак­ци­о­не че­ло­век мас­сой 60 кг дви­жет­ся на те­леж­ке по рель­сам и со­вер­ша­ет «мерт­вую петлю» в вер­ти­каль­ной плос­ко­сти. Каков ра­ди­ус кру­го­вой тра­ек­то­рии, если в ниж­ней точке при дви­же­нии те­леж­ки со ско­ро­стью 10 м/с сила дав­ле­ния че­ло­ве­ка на си­де­ние те­леж­ки была равна 1800 Н? Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния при­нять рав­ным 10 м/с2.

12. Практический потолок полета самолета Ту-154 равен 12 км. Во сколько раз концентрация молекул атмосферного воздуха на этой высоте меньше, чем на уровне моря?

Учитель. Пока ученики решают задачи,  я обращаюсь к участникам семинара с детским вопросом «Можно ли на самолете долететь до Луны?» (ответы взрослых, обсуждение вопроса)

Проверка задач, оценивание.

Заключительная часть.

 Учитель. Многие выпускники нашей школы связали свою профессию с авиацией. На географической карте нашей огромной страны  я отметила города, в которых служат небу выпускники. Это города: Сызрань,  Нижний Новгород, Калининград, Санкт-Петербург, Петрозаводск, Ростов на Дону, Энгельс, Торжок, Севастополь; регионы - Дальний Восток, Северный Кавказ, Подмосковье  (демонстрация интерактивной карты)

Учитель. Предлагаю посмотреть репортаж об учебном полете  Смирного Алексея, выпускника 1996 года   авиабазы армейской авиации в Каменске Свердловской области по воздушному минированию,  который демонстрировался  на ТВ канале «Звезда» (просмотр видео).  Смирнов Юрий, ученик 10 класса,  может гордиться своим дядей.   Ребята, а кто мечтает стать летчиком, почему? (ответы учащихся)

Учитель. Верхняя  часть атмосферы, которая лежит между высотами 30 и 150 км не заполнена. Это область неосвоенных высот. Эта область разряженной атмосферы пока разделяет авиацию и космонавтику, но я глубоко убеждена, что это дело временное. Будущее за вами!

Список использованных источников:

1.       rutvzvezda.ru›Новости›Армия

2.      ru.wikipedia.org

3.      http://yandex.ru/clck/jsredir

4.      afportal.ru›physics/together