1. Конспект урока – игры по физике

Конспект урока – игры по физике «Путешествие по Вселенной»
Преподаватель физики Прозорова М.А.
Тема: «Строение и эволюция Вселенной»
Цель урока:
 познакомить студентов со звездными системами;
 расширить представления студентов о строении Вселенной.
 сформировать у студентов представления о Галактике, ее возникновении, составе,
расстояниях между звездами, измеряемых с помощью астрономической единицы
длины – светового года, расширить представления о множестве галактик во
Вселенной.
 продолжить формирование интеллектуальных умений (анализировать, сравнивать,
обобщать и систематизировать), развивать умения студентов применять
полученные знания на практике, развивать инициативу студентов.
 воспитывать у студентов интерес к обучению, навыки коммуникативного общения,
развития культуры речи.
Оборудование:




таблички с названием комических кораблей “Восток”, “Восход”, “Союз”,
«Прогресс»
жетоны в виде солнца
Тесты «Что мы знаем о Вселенной?”
Компьютерная презентация «Созвездия и Галактики»
Литература
1.Левитан Е.П. «Астрономия» 11 класс, 1994г.
2.Воронцов- Вельяминов Б. А. «Очерки о Вселенной», 1980г.
3.Новиков И.Д. «Эволюция Вселенной», 1990 г.
4. Большая советская энциклопедия, 5 том, стр. 443−445
5.www.kornet.ru/солнечная система, звезды, галактики
Ход урока
I. Организационный момент
Класс делится на четыре группы (четыре космических корабля), назначаются командиры
кораблей.
В течение урока за каждый правильный ответ на вопрос команда получает
поощрительный жетончик в виде солнышка. Команда, получившая наибольшее
количество жетончиков, становится победительницей, получает отметку “отлично”. Две
другие команды делят второе и третье места, получают отметку “хорошо”.
II. Мотивация
Слова учителя:
Всякий человек любит путешествовать? Сегодня у нас необычный урок. Вы
отправляетесь в космическое путешествие по Вселенной на космических кораблях:
“Восток”, “Восход”, “Союз”, «Прогресс» (учитель раздаёт эмблемы кораблей.)
Тема вашего исследования «Строение и эволюция Вселенной».
Цели исследования: познакомиться со звездными системами; расширить представления о
строении Вселенной; сформировать представления о Галактике.
Чтобы достичь намеченных целей, вам нужно будет выполнить задания и вести
наблюдения. Я буду руководить вашим полетом из “центра управления полетами”. Итак,
ключ на старт, запускаем ракетные реактивные двигатели. Поехали! Счастливого полета
вашим кораблям.
Мне поступают сведения, что все идет по плану: корабли вышли на заданные космические
орбиты.
III. Проверка знаний студентов
И сейчас мы узнаем, как вы справитесь с первым заданием.
1. Разминка: вопросы каждой команде.
1. Корабль “Восток” поднялся на высоту 80 - 100 км, и какие-то вспышки мешают
движению. Что за вспышки в атмосфере Земли?
(сгорание метеоров в атмосфере Земли)
2. Корабль “Восход” приближается в межпланетное пространство Марса и Юпитера. К
чему готовиться экипажу?
(Между орбитами Марса и Юпитера расположен пояс астероидов)
3. Внимание, на горизонте корабля “Союз” “хвостатое чудовище”. Как вы объясните это
явление?
(Это чудовище называется комета)
4. По правому борту корабля «Прогресс» можно наблюдать красноватую планету,
напоминающую своим цветом огонь и кровь. Какую планету вы пролетаете?
(Марс)
2. Рефлексия (размышление) “Тревожный стул”.
Внимание, внимание! На кораблях обнаружены неисправности. Командиры кораблей
должны выйти в космическое пространство и устранить поломки.
Командиры по очереди выходят, и садятся на стул, лицом к классу, спиной к доске.
Учитель на доске пишет понятие, термин. Учащиеся групп, не называя слова,
характеризуют его. Отвечающий должен определить задуманное слово.
Термины: Солнце, планета, Вселенная, спутник планеты.
Молодцы, командиры устранили неисправности, и мы летим дальше.
3. Тест «Что мы знаем о Вселенной». Работа в группах.
Ребята, ваши космические корабли следуют заданному маршруту, вам необходимо
заполнить “маршрутные листы” (Команды выполняют тест). На это задание вам дается 5
минут.
Заполненные “маршрутные листы” сравните с эталоном. (при совпадении ответов
команда получает жетон)
4. Сообщения.
1. Команда корабля «Союз» скоро покинет пределы Солнечной системы. Что Вы можете
рассказать нам о ней? (сообщение иллюстрируется слайдами)
2.В иллюминаторы вы наблюдаете звезды. Команда корабля «Прогресс» расскажет нам о
Звездах. (сообщение иллюстрируется слайдами)
А знаете ли вы созвездия?
(По предлагаемой презентации «А знаете ли вы созвездия» ребята должны определить
название созвездий: Ковш Большой Медведицы, Близнецы, Кассиопея, Цефей, Андромеда,
Пегас, Персей, Дракон, Ящерица)
3. На пульт управления полетом поступило сообщение: команда космического корабля
«Восход» встретила удивительный объект. Расскажите о нем. (сообщение иллюстрируется
слайдами)
4. Команда корабля «Восток» исследовала Нашу Галактику и расскажет нам о ней.
(сообщение иллюстрируется слайдами)
IV. Закрепление
Путешествуя по космическому пространству вы многое узнали, поделитесь своими
впечатлениями.
Вопросы:







Что такое Млечный Путь?
Что такое галактика?
Каково строение нашей галактики?
Как движется галактика?
Что такое световой год?
Из чего состоит межзвездное вещество Галактики?
Какие вы запомнили галактики?
Вопросы на слайдах.
Ребята, ваш полет подходит к завершению. Вы благополучно вернулись на Землю.
V. Подведение итогов. Д/з
Теперь подсчитайте заработанные жетоны и мы вместе выставим оценки.(Каждая
команда подсчитывает заработанные жетончики и получает соответствующие отметки).
Домашнее задание: Повторить материалы темы Вселенная; о чем бы вы спросили
космонавтов вернувшихся из путешествия по Вселенной?
Приложение:
1. Сообщение на тему: «Звезды»
(слайд) Звезды — это раскаленные газовые шары, похожие на Солнце, но
расположенные так далеко от нас, что они выглядят как светящиеся точки даже при
рассмотрении в самые мощные телескопы. Тем не менее, анализируя свет звезд,
астрономы смогли сделать вывод, что размеры, температура, цвет и яркость звезд
различны.
Самые большие и яркие звезды, называемые гигантами и сверхгигантами, по
диаметру в сотни раз превосходят Солнце; если их поместить на его место, они закрыли
бы собой орбиту Земли. Такие огромные звезды находятся на более поздней стадии
эволюции, чем Солнце, которое само превратится в красный гигант к концу жизни.
На другом конце ряда находятся красные карлики, звезды, диаметр которых
составляет примерно одну десятую диаметра Солнца; это звезды, масса которых при
рождении была значительно меньше массы Солнца. Наиболее примечательными среди
звезд являются сверхплотные белые карлики, масса которых равна массе Солнца, а размер
близок к размеру Земли. Предполагают, что они представляют собой обнаженное ядро
бывших красных гигантов, чей наружный слой из разреженных газов рассеялся в
пространстве.
Солнце является одиночной звездой. Но иногда две или несколько звезд
расположены близко друг к другу и обращаются одна вокруг другой. Их называют
двойными или кратными звездами. (слайд) Их в Галактике очень много. Двойные звезды
— это две (иногда встречается три и более) звезды, обращающиеся вокруг общего центра
тяжести. Существуют разные двойные звезды: бывают две похожие звезды в паре, а
бывают разные (как правило, это красный гигант и белый карлик). Примерно половина
всех звезд нашей Галактики принадлежит к двойным системам, так что двойные звезды,
вращающиеся по орбитам одна вокруг другой, явление весьма распространенное.
Принадлежность к двойной системе очень сильно влияет на всю жизнь звезды,
особенно когда напарники находятся близко друг к другу. Потоки вещества,
устремляющиеся от одной звезды на другую, приводят к драматическим вспышкам,
таким, как взрывы новых и сверхновых звезд.
В нашей Галактике повсюду можно встретить звездные скопления особой формы.
Ученые-астрономы называют их шаровыми скоплениями. Число звезд в подобном
скоплении доходит до миллиона. Особенно плотно они расположены в центре скопления
и немного свободнее - ближе к краям. Диаметры таких шаровых скоплений составляет от
15 до 600 световых лет.
Шаровые скопления - одно из самых красивых явлений, наблюдаемых нами на звездном
небе. Если смотреть на них в большой телескоп, они удивительно похожи на россыпь
бриллиантов, переливающихся дивным светом на черном бархате. Природа может
повторять свои творения во Вселенной миллиарды раз. Однако здесь необходимо
отметить, что существует всего лишь 150 шаровых скоплений, которые стали украшением
нашей галактической короны.
Шаровые звездные скопления, в отличие от рассеянных, значительно богаче звездами.
Считается, что они образовались вместе с Галактикой из чрезвычайно плотных и
массивных газовых облаков. Это гипотеза подтверждается тем, что почти все звезды в
шаровых скоплениях старые, процессы звездообразования в них идут очень и очень слабо.
Голубых звезд тоже почти нет, так как голубые звезды заведомо молоды по сравнению с
возрастом Галактики (10-15 млрд. лет). Многие звезды в шаровых скоплениях уже
находятся на стадии красных гигантов, поэтому обычный цвет этих объектов желтоватый
или даже рыжий. Молодые шаровые звездные скопления в нашей Галактике не
обнаружены.
Форма шаровых скоплений сферическая или эллипсоидальная, отсюда и название.
2. Сообщение на тему: «Комета Галлея»
Мы наблюдали Комету Галлея (1P/Halley). (слайд)
Самая известная из всех периодических комет, которая движется по удлиненной
эллиптической орбите вокруг Солнца, возвращаясь к Земле каждые 75,5 лет. Из
исторических записей следует, что комета Галлея наблюдается в течение более 2200 лет,
начиная с 239г до н.э. Она наблюдалась 30 раз. Эдмунд Галлей (1656-1742), в честь
которого названа комета, не был ее открывателем, но он был первым, кто в 1705г понял
связь между кометой, которую он наблюдал в 1682г, и некоторыми другими
зарегистрированными появлениями комет, отделенными друг от друга интервалами в 76
лет. Он вычислил орбиты ряда комет, основываясь на недавно опубликованной теории
Исаака Ньютона. Заметив подобие орбит комет, наблюдавшихся в 1531, 1607 и 1682гг, он
предсказал возвращение кометы в 1758-59гг, которое действительно наблюдалось, но уже
после его смерти. Наиболее удаленная точка орбиты находится вне орбиты Нептуна на
расстоянии 35,31 а.е. Орбита наклонена к основной плоскости солнечной системы на 162°,
и комета движется по орбите в направлении, противоположном движению планет.
Возвращение 1986г было очень неблагоприятным для наблюдения с Земли, но и
космические зонды, запущенные несколькими странами, провели успешные исследования
кометы. (слайд )
Ближе всех к комете подошел европейский зонд "Джотто", который 14 марта 1986г
прошел примерно в 605 км от ее ядра. Советские зонды "Вега-1" и "Вега-2" наблюдали
ядро 6 и 9 марта 1986г с расстояний 8890 и 8030 км, и собранная ими информация была
использована для корректировки курса "Джотто" на последнем участке. Были запущены
также два маленьких японских зонда. Было сделано более 1500 снимков кометы.
Результаты наблюдений окончательно подтвердили существование у кометы твердого
ядра, вероятно, состоящего изо льда и пыли. Оно имеет неправильную удлиненную
форму, напоминающую картофелину, размерами 14 x7,5х7,5 км. Ядро темное,
отражающее только 4% падающего солнечного света. Оно медленно вращается, совершая
один оборот за 7,1. На обращенной к Солнцу стороне измеренная температура достигала
350 K, что достаточно для таяния льда, и там наблюдались выбросы газа и пыли, которые
прорываются через темную оболочку, покрывающую ледяное ядро. С кометой Галлея
связаны два метеорных потока (Эта-Аквариды и Ориониды).
3. Сообщение на тему: «Что такое наша Солнечная система? (слайд)»
Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Эти
девять планет, обращающихся по огромным эллипсам вокруг Солнца, и образуют нашу
Солнечную систему.
За последнее время мы многое узнали о планетах. Нам известны их размеры, вес и
состав, расстояние от них до Солнца и скорости их вращения.
Наше Солнце и планеты
родились примерно 5 миллиардов лет назад из частиц пыли и газа, которых и сегодня еще
много во Вселенной.
(Слайд) Эти частицы взаимно притягиваются и со временем
собираются в различных местах Вселенной в плотные облака. Когда в облаке набирается
достаточно вещества, из-за возросшей силы тяготения оно начинает сжиматься. В нем
повышается давление и температура, и в конце концов оно начинает пылать - так
возникло наше Солнце. Когда частицы пыли и газа собираются вместе и уплотняются, они
начинают все быстрее вращаться вокруг центра нового небесного тела. С увеличением
скорости вращения увеличивается и центробежная сила, действующая на вращающиеся
тела в противоположную от центра сторону. Именно она не позволяет веществу упасть на
формирующееся Солнце, заставляя некоторую его часть собираться вокруг центрального
светила.
В Солнечной системе живут самые разнообразные обитатели. Планеты с их
лунами, кометы, астероиды, метеорные рои и межпланетная среда, удерживаемые
гравитационным притяжением Солнца. Если не говорить о Солнце, в свете которого
меркнет все, то главными членами Солнечной системы являются планеты. (слайд)
Планеты являются вторыми по значимости, потому что они - самые массивные тела,
находящиеся на орбитах вокруг Солнца. Планеты и астероиды движутся вокруг Солнца по
орбитам, лежащим близко к плоскости земной орбиты и солнечного экватора и в том же
направлении, что и Земля. Орбиты больших планет лежат в пределах 40 астрономических
единиц от Солнца, хотя область гравитационного влияния Солнца намного больше.
Кометы, наблюдаемые внутри Солнечной системы, возможно, происходят из облака
Оорта, находящегося на расстоянии многих тысяч астрономических единиц.
Планеты в Солнечной системе собрались в две компании. Более близкой к Солнцу
является четверка планет земной группы. Они получили своё название за сходство с
нашей планетой Земля. На уже почтенных расстояниях от центрального светила
расположились планеты-гиганты. Их тоже четыре. Давайте посмотрим, чем же эти две
группы друг от друга отличаются.
1. Планеты земной группы (слайд)
К планетам земной группы относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс (в порядке
удаленности от Солнца). При исследовании этих планет выяснилось, что все они
обладают малыми размерами и, главное, массами. Самая массивная из планет земной
группы - Земля - в 330 000 раз легче Солнца. Однако плотность планет земной группы
довольно велика: в среднем, она в пять раз больше плотности воды.
2. Планеты-гиганты (слайд)
Планеты-гиганты расположились за орбитой Марса. Это Юпитер, Сатурн, Уран и
Нептун. Планеты-гиганты гораздо больше и массивнее планет земной группы. Самый
лёгкий гигант - Уран - в 14,5 раза массивнее Земли. Но даже самая массивная планета
Солнечной системы - Юпитер - в 1000 раз уступает в этом показателе Солнцу. В то же
время, плотность планет гигантов 3-7 раз уступает плотности планет земной группы.
У планет-гигантов нет твёрдой поверхности. Газы их обширных атмосфер,
уплотняясь с приближением к центру, постепенно переходят в жидкое состояние. Эти
планеты быстро совершают один оборот вокруг своей оси (10-18 часов). Причём, они
вращаются как бы слоями: слой планеты, расположенный вблизи экватора, вращается
быстрее всего, а околополярные области являются самыми неторопливыми. Планетыгиганты - жидкие планеты, этим обстоятельством и вызвано их необычное вращение. По
той же причине гиганты сжаты у полюсов, что можно заметить в простой телескоп.
Солнце, являясь газовым шаром, тоже вращается слоями с периодом 25-35 суток.
4. Сообщение на тему: «(слайд 1) Галактики. Многообразие галактик»
Наша Солнечная система – маленькая частица громадной звездной системы, которую
называют Галактикой. В Галактику входят все те звезды, которые мы видим в созвездиях
и невооруженным глазом, и в телескоп. Наша Галактика называется Млечный Путь
(слайд 2), часть её мы можем наблюдать ясной, звёздной ночью, протянувшейся подобно
ожерелью из драгоценных камней от одного края неба до другого.
Долгое время природа Млечного Пути оставалась неизвестной. Ученые думали, что это
сияние в воздухе нашей планеты.
Только в 1609 году (слайд 3) Галилео Галилей с
помощью телескопа обнаружил, что Млечный Путь состоит из множества звезд. В
телескоп видно и скопление слабых, далеких звезд, и скопление ярких, близких звезд.
Итак: (слайд 4) “Галактика – это огромное скопление звезд, звездная система”.
Существует миф древних греков, что Млечный Путь напомнил им молоко, брызнувшее из
груди богини Геры.
“Галактика (от греческого слова “галактикос”) - млечный, молочный.
Что же представляет собой Галактика Млечный Путь? (слайд 5)
Млечный Путь представляет собой утолщенный диск с выделяющимся ядром. Но диск не
сплошной. Он состоит из спиральных ветвей, или рукавов один из которых мы и
наблюдаем на звёздном небе.
(слайд 6) Спиральные ветви состоят из звезд, газовых и пылевых туманностей, которые
закручиваются вокруг ядра. Солнце находится в одном из рукавов диска галактики
Млечный Путь.
(слайд 7) “Скорость нашей Галактики – 1 млн. 500 тыс. км в час.
Скорость Солнечной системы вокруг Галактики – 800 тыс. км в час.
Один оборот Солнечной системы вокруг Галактики – 200 млн. лет”.
(слайд 8) Кажется, как огромна, как необъятна наша Галактика, но она – лишь небольшая
часть Вселенной. Сегодня известно, что существуют миллиарды галактик.
Ближайшие к нам галактики – Большое и Малое Магеллановы Облака. Они расположены
от нас на расстоянии 150 тыс. световых лет. Обе эти галактики меньше нашей. Их можно
увидеть невооруженным глазом в Южном полушарии. Впервые их наблюдали участники
кругосветного путешествия Ф. Магеллана.
(слайд 9) А мы можем увидеть на звездном небе галактику Андромеды. Она крупнее
нашей и находится от нас на расстоянии свыше 2 млн. световых лет.
(слайд 10,11) Большинство галактик образуют группы – скопления галактик. Скопления
галактик могут включать от нескольких галактик до нескольких тысяч. Их называют
“Местные галактики”. Эти “Местные галактики” могут образовывать еще огромные
группы – Сверхгалактики, а Сверхгалактики образуют Метагалактики. Вот как
удивительно строение Вселенной!
Каково же наше место в этой бесконечной Вселенной? Ответ на этот вопрос может дать
следующий адрес:
Бесконечная Вселенная
“Наша” Метагалактика
“Наша” Сверхгалактика
“Местное скопление” Галактик
Наша Галактика
Солнечная система
Планета Земля
Материк Евразия
Страна Россия
Город Тамбов
5. Тест «Что мы знаем о Вселенной».
1. Какое небесное тело располагается в центре в моделях Вселенной по
Аристотелю и Птолемею?
а) Земля; б) Солнце; в) Луна; г) Звезда
2. Кто первый предположил, что Земля имеет форму шара?
а) Аристотель; б) Пифагор; в) Бруно; г) Птолемей
3. Кто первым для исследования небесных тел стал использовать телескоп?
а) Николай Коперник; б) Джордано Бруно; в) Галилео Галилей; г) Птолемей
4. Какая самая маленькая планета Солнечной системы?
а) Марс; б) Земля; в) Юпитер; г) Плутон
5. Самая дальняя от Солнца планета нашей системы?
а) Плутон; б) Венера; в) Меркурий; г) Сатурн
6. Какая планета-гигант?
а) Венера; б) Сатурн ; в) Плутон; г) Марс
7. На какой планете находится большое красное пятно?
а) Нептун; б) Сатурн; в) Юпитер; г) Марс
8. Какая ближайшая к нам звезда?
а) Сириус; б) Альдебаран; в) Арктур; г) Солнце
9. Что такое метеорит?
а) космические тела, упавшие на Землю; б) падающая звезда; в) кусок планеты;
г)хвостатая звезда
10. Что такое Вселенная?
а) небесные тела; б) космическое пространство и все, что его заполняет;
в) планеты, которые вращаются вокруг Солнца; г) скопление звёзд.
11. Что относится к небесным телам?
а) звезды Московского кремля; б) морская звезда; в) комета Галлея; г) птицы
12. Что изучает астрономия?
а) природу; б) полезные ископаемые; в) форму и строение Земли г) небесные тела
6. Эталон для маршрутных листов.
1
А
Б
В
Г
2
3
4
х
5
6
7
8
х
х
11
12
х
х
х
10
х
х
х
9
х
х
х