Интегрированный урок по физике на тему "Воздухоплавание" 7кл

Методическая разработка интегрированного урока по физике и
информатике в 7-м классе на тему "Воздухоплавание"
Педагогическое обоснование урока.
Урок проводится с целью ознакомления учащихся с историей воздухоплавания и современным
этапом развития летательных аппаратов.
Интеграция с информатикой позволяет включить иллюстрации к материалам урока, что
позволяет активизировать деятельность учащихся и формирует интерес к предмету.
Физика 7 класс.
Воздухоплавание.
Цели урока:
Обучающая:
формировать целостное восприятие научной картины мира;
научить учащихся применять знания, полученные при изучении темы
“Сила Архимеда ”, “Давление газов”.
Развивающая:
развивать операционный стиль мышления учащихся;
развивать синтетическое мышление учащихся;
продолжить работу над развитием интеллектуальных умений и
навыков: выделение главного, анализ, умение делать выводы,
конкретизация;
Воспитывающая:
формировать интерес учащихся к изучению физики и информатики;
воспитывать аккуратность, умения и навыки рационального
использования своего времени, планирования своей деятельности.
воспитывать чувство патриотизма, и гордости за свою Родину.
Ход урока.
I.
II.
Организационный момент.
Рассказ учителя.
ОТЧЕГО ЛЮДИ НЕ ЛЕТАЮТ КАК ПТИЦЫ?
Земля помогает понять нам самих себя, как не помогут никакие книги. Ибо земля нам
сопротивляется. Человек познает себя в борьбе с препятствиями. Но для этой борьбы ему нужны
орудия. Нужен рубанок и плуг. Крестьянин, возделывая свое поле, мало-помалу вырывает у
природы разгадку иных ее тайн и добывает всеобщую истину. Так и самолет – орудие, которое
прокладывает воздушные пути, – приобщает человека к вечным вопросам. (Антуан де СентЭкзюпери). На протяжении более чем тысячи лет потенциальные авиаторы пристегивались к
крыльям примитивной конструкции и прыгали со стен замков, с башен и утесов. Иные
разбивались насмерть, другие более удачливые, отделывались страданиями от переломанных
костей и разбитых надежд. Презентация. Слайд 3. Ни имитаторы птиц, ни современные им
ученые не осознавали, что человеческие мускулы слишком слабы и не могут поддерживать
ритмичные взмахи крыла и что неуклюжего механического махания недостаточно для подъема
человека в воздух. Презентация. Слайд 4. Даже научный гений пятнадцатого столетия Леонардо
до Винчи, который уделял много времени и усилий проблеме человеческого полета, ошибочно
полагал, что искусственные крылья летательного аппарата могут совершать махательные
движения. Для полета без летательного аппарата людям пришлось бы претерпеть значительные
изменения строения тела, компенсирующие его относительно большой вес. Если бы
человечество выработало крылатый подвид, тот, возможно, напоминал бы летучих мышей или
крупных летающих ящеров Презентация. Слайд 5.. На руках летающего человека вместо кистей
красовались бы невероятно удлиненные пальцы, покрытые кожаной перепонкой и выполняющие
функции крыльев. Чтобы махать такими крыльями, понадобились бы гигантские мышцы, –
мышцы, по силе и выносливости многократно превосходящие мускулы любого из ныне живущих
людей. Ноги также стали бы мощнее, чтобы обеспечить более быстрый взлетный пробег.
Презентация. Слайд 6. Примерно в течение 500 лет продолжительный полет человека за счет
силы собственных мышц оставался заманчивой и трудной задачей, и даже в наше время
некоторые рисковые души не захотели отвергнуть эту идею. В 1977 году Брайан Ален, работая
педалями, пролетел более 1,5 километров на легком “Кондоре-пушинке”, а примерно три года
спустя пересек в “Альбатросе-пушинке” пролив Ла-Манш. В 1988 году Канеллос Канеллопулос
пролетел на педальном “Дедале-88” в три с лишним раза большее расстояние: 87 километров над
Эгейским морем. Хотя такие полеты и продемонстрировали, что человек может летать,
используя собственную мускульную силу, они же показали, что это дано не каждому. И даже
самая совершенная конструкция летательного аппарата не сможет преодолеть неизбежного
истощения соответствующего источника энергии – мышц тела пилота. Человеческие мышцы, в
отличие от мышц птиц, быстро исчерпывают свои возможности.
III. Защита презентации. КАК ЧЕЛОВЕК НАУЧИЛСЯ ЛЕТАТЬ.
IV.Дискуссия.
1. Чем
наполняли
первые
воздушные шары?
2. В чем недостаток воздушных
шаров?
3. В чем проблема построения
дирижаблей?
4. Назовите основные проблемы,
связанные с современными
летательными
аппаратами.
Презентация. Слайд 7.
V. Изучение нового материала.
1) Мы узнали что для воздухоплавания
используются воздушные шары. Их
наполняют легкими газами: водородом,
гелием или нагретым воздухом.
Разность между весом 1 м3 воздуха и
весом такого же объема легкого газа
называется подъемной силой 1 м3 газа.
Для водорода подъемная сила равна 12,1 Н,
для гелия – 11,2 Н. Презентация. Слайд 8..
2) Практическая работа.
а)Расчет подъемной силы конкретного
воздушного шара объемом 40 м3,
заполненного гелием.
Презентация. Слайд 9.
m1 = ρ1V = 0,180 кг/м3 • 40м3 = 7,2 кг - масса
гелия в шаре.
m2 = ρ2V = 1,3 кг/м3 • 40 м3 = 52 кг - масса
воздуха в объеме шара.
Р1 = m1g = 7,2 кг • 9,8 Н/кг = 71 Н – вес
гелия.
P2 = m1g = 52 кг • 9,8 Н/кг ≈ 510 Н – вес
воздуха в объеме шара (значение
выталкивающей силы)
Р = Р2 – Р1 = 510 Н- 71Н = 439Н -подъемная
сила данного воздушного шара.
б) Определение подъемной силы 1 м3 газа (под запись)
Подъемная сила 1 м3 газа.
1)Вес водорода объемом 1 м3 - 0,9 Н.
2)Вес воздуха объемом 1 м3 - 13 Н.
3)13 Н - 0,9 Н = 12,1 Н - подъемная сила 1 м3 водорода.
Презентация. Слайд 10.
.
.
Расчет подъемной силы 1 м3 гелия (11,2 Н).
Вопросы.
1) В чем опасность применения водорода?
2) Практическое использование гелия.
3) В чем причина уменьшения архимедовой силы при подъеме шара вверх?( причина
состоит в уменьшении плотности воздуха).
4) Что дает сброс балласта?
5) Какова придельная высота подъема воздушного шара?
6) Как осуществляется выпуск газа из шара при спуске?
Презентация. Слайд 11.
VI. Закрепление изученного материала.
Решение задач.
Презентация. Слайд 12.
Шар-зонд объемом 20 м3 наполнен водородом. Вычислите подъемную силу этого шара, если он
находиться на высоте 10 км, где плотность атмосферы равна 0,414 кг/ м3.
Дано
Решение
V=20 м3
Р1 = m1g = ρ1Vg – вес водорода в объеме шара.
ρ1= 0,090 кг/м3
Р2 = m2g = ρ2Vg – вес воздуха в объеме шара (архимедова сила).
ρ2 = 0,414 кг/м3
Р = Р2 - Р1 = ( ρ2 – ρ1 ) Vg – подъемная сила шара.
ρ-?
Р = ( 0,414 кг/м3 - 0,090 кг/м3 ) ∙ 20 м3 ∙ 9,8 Н/кг = 63,5 Н.
Ответ: 63,5 Н.
VII. Итог урока.
Учитель.
1. Сделайте основные выводы по изученному на уроке материалу.
2. На экране компьютера изображено 2
стратостата. Какому из состояний стратостата
соответствует большая высота подъема? Ответ
поясните.
Презентация. Слайд 13.
VIII. Домашнее задание.
1) §52.
2) Упражнение 27.
3) Доклады:
«Воздушные шары и их применение»
«Самолеты и вертолеты в жизни человека»
«Космические аппараты».
Презентация. Слайд 14.
IX. Защита презентации. Современные летательные аппараты.
Вопрос: В чем заключается удобство применения вертолетов в отличие от самолетов?