Краснодарский край Кавказский район город Кропоткин
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 16 города Кропоткин
муниципального образования Кавказский район
ПРОГРАММА
элективного курса
Элементы космонавтики
по курсу физики
для учащихся 9 классов
Разработала: учитель физики
высшей категории
Игнатова Евгения Савельевна
Всего часов: 17 часов
Кропоткин
2012
Пояснительная записка.
Актуальность курса заключается в том, что за короткий срок из отдельных экспериментов космические исследования превратились в широкую самостоятельную и важнейшую область науки и техники. С началом космической эры возникли и получили плодотворное развитие многие научные направления: космическая физика, космическая химия, космическая биология и медицина, космическая геология и т.д. В связи с этим появилась растущая потребность в специалистах военно-инженерных квалификаций.
Элективный курс «Элементы космонавтики» предназначен для учащихся 9 классов общеобразовательных учреждений естественно — научного или естественно-математического профиля. Он дополняет и развивает школьный курс физики, способствует повышению эффективности политехнической и практической направленности обучения, ориентирован на удовлетворение любознательности школьников, способствует более глубокому усвоению знаний, формированию научных понятий и законов. Курс рассчитан на 17 часов для учащихся 9-х классов.
Цель курса – создание условий для формирования и развития у школьников:
— интереса к изучению предмета физики;
— умения самостоятельно приобретать и применять знания на практике;
— творческих способностей;
— коммуникативных навыков, которые способствуют развитию умений работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения.
Основная задача курса – увеличить возможность межпредметной интеграции двух предметов: физики и астрономии
В процессе обучения учащиеся приобретают следующие конкретные умения:
— выдвигать гипотезы;
— решать задачи политехнической направленности;
— отбирать необходимые для эксперимента приборы;
— интерпретировать результаты эксперимента;
— делать выводы.
Перечисленные умения формируются на основе знаний теории движения искусственных спутников, некоторых вопросов механики космических полетов, состояний невесомости и перегрузки, реактивном движении, методов исследования космического пространства, достижений космонавтики и их значения.
Содержание программы.
Введение – 1ч
Научное и практическое значение космических исследований и перспективы их развития. Использование космонавтики для решения прикладных, народнохозяйственных задач.
Раздел 1. Вопросы теории движения искусственных спутников – 4 ч
Понятие о первой, второй и третьей космических скоростях. Изучение состояний весомости, невесомости, перегрузки.
Раздел 2. Некоторые физические основы ракетной техники – 3 ч
Реактивное движение. Ознакомление с элементами сверхзвуковой аэродинамики.
Раздел 3. Важнейшие применения радиотехники и радиоэлектроники в исследовании космоса – 3 ч
Принципы получения электроэнергии на спутниках и космических кораблях. Принципы управления движениями ракет и космических аппаратов. Методы исследования космического пространства.
Раздел 4. Некоторые научно- технические достижения космонавтики и их значение – 3 ч
Развитие ракетной техники. Физические исследования околоземного пространства. Физические исследования околоземного пространства. Оптические явления в атмосфере. Изучение Земли из космоса оптическими методами.
Раздел 5. Некоторые вопросы механики космических полетов – 3 ч
Лунные космические полеты. Межпланетные космические полеты. В поисках внеземных цивилизаций.
Литература для учителя:
1.Кожеуров И.В. Методика ознакомления с элементами космонавтики в средней школе при изучении курсов физики и астрономии. М., 1977
2.Кожеуров И.В. Вопросы и задачи по физике с элементами космонавтики // Физика в школе .- 1962.- N4.
3.Амбарцумян В.А., Соболев В.В. На уроке — Вселенная // Правда, 27 февр., 1985; Земля и Вселенная. — 1985.- N4.- С.72.
3.Байков Т.Я. Элементы космонавтики в проблемно-программированных заданиях по физике // Физика в школе. — 1982.- N2. — С.29-30.
4.Вологодская 3.А., Капустин Л.А., Попова А.П. Кружковая работа по астрономии и космонавтике. — Челябинск: изд-во ЧГПИ, 1989. — 39 с.
5.Дроздов В.Б. Задачи с астрономическим и геофизическим содержанием // Физика в школе. — 1994.- N 2.- С.69-70.
6.Я.И. Колтунов «Жизнь среди Звезд. Мои работы по ракетной технике и космонавтике». М. ООО « ПЕТРОРУШ», 2011
7. Современная астрономия и методика ее преподавания
Л. В. Жуков/РПГУ им. А.И. Герцена, 20 апреля 2004 .Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции
8. Гусев Е. Б. Сборник вопросов и качественных задач по астрономии: Кн. для учащихся/Е. Б. Гусев-М.: Просвещение, 2002- 173 с.
9. Кикин Д. Г. О методике преподавания интегрального курса физики и астрономии// Физика в школе, 1990, №2-с.66-69.
Литература для ученика:
1. В.Г. Курт энциклопедия «Физика космоса»
2. Бурдаков В.П., Данилов Ю.И. Ракеты будущего. М.: «Атомиздат», 1980 — 110 с
3. Варваров Н. А. Популярная космонавтика.-М.: «Машиностроение», 1981.-128с.
4. Дмитриев А.С., Кошелев В.А. Космические двигатели будущего. М.: Знание, 1982
5. Жаков А. М. Основы космонавтики: Учеб. пособие- СПб.: Политехника, 2000.- 173 с.
6. Полет человека на Марс/№ 7, 2007 год/ Журнал «Наука и жизнь»
Поурочно-тематическое планирование учебного материала
9 класс, 17 часов, 1 час в неделю.
| Название темы (раздела) | Количество часов | |
| 1/1 | Введение. | 1 |
|
| Раздел 1. Вопросы теории движения искусственных спутников. | 4 |
| 2/1 | Понятие о первой космической скорости. | 1 |
| 3/2 | Понятие о второй и третьей космических скоростях. | 1 |
| 4/3 | Изучение состояний весомости, невесомости, перегрузки. | 1 |
| 5/3 | Решение задач. | 1 |
|
| Раздел 2. Некоторые физические основы ракетной техники. | 3 |
| 6/1 | Реактивное движение. | 1 |
| 7/2 | Ознакомление с элементами аэродинамики. | 1 |
| 8/3 | Решение задач. | 1 |
|
| Раздел 3. Важнейшие применения радиотехники и радиоэлектроники в исследовании космоса. |
3 |
| 9/1 | Принципы получения электроэнергии на спутниках и космических кораблях. |
1 |
| 10/2 | Принципы управления движениями ракет и космических аппаратов. | 1 |
| 11/3 | Методы исследования космического пространства. | 1 |
|
| Раздел 4. Некоторые научно- технические достижения космонавтики и их значение. |
3 |
| 12/1 | Развитие ракетной техники. | 1 |
| 13/2 | Физические исследования околоземного пространства. | 1 |
| 14/3 | Оптические явления в атмосфере. Изучение Земли из космоса оптическими методами. |
1 |
|
| Раздел 5. Некоторые вопросы механики космических полетов. | 3 |
| 15/1 | Лунные космические полеты. | 1 |
| 16/2 | Межпланетные космические полеты. | 1 |
| 17/3 | В поисках внеземных цивилизаций. | 1 |
Методические рекомендации
1.Введение.
Научное и практическое значение космических исследований и перспективы их развития. Космос – путь к познанию природы Земли, к усилению научно-технической мощи человеческого общества, народнохозяйственная направленность космических исследований.
2. Понятие о первой космической скорости.
Формирование понятия о первой космической скорости начать с рассмотрения вопроса «Движение тела, брошенного горизонтально», затем дать вывод формулы первой космической формулы. Проблемы спуска космических аппаратов с орбиты. Центростремительное ускорение. Зависимость круговой скорости искусственных спутников от высоты. Виды орбит спутников.
3. Понятие о второй и третьей космических скоростях.
Центральное поле тяготения. Сфера действия небесного тела. Перемещение тел в поле тяготения. Потенциальная энергия тела. Работа по перемещению тела в центральном поле тяготения. Закон сохранения и превращения энергии при удалении тела с поверхности Земли в бесконечность. Выражение второй космической скорости. Соотношение первой и второй космических скоростей. Третья космическая скорость.
4. Изучение состояний весомости, невесомости перегрузки.
Кратко изложить вопросы:
Причина весомости тел. Рассмотреть систему, находящуюся в покое относительно земли, систему, движущуюся с ускорением вниз, свободное падение системы, движение системы с ускорением вверх. Состояние перегрузки. Коэффициент перегрузки. Сила Архимеда в условиях невесомости. Отсутствие гидростатического давления. Падающий маятник.
5. Решение задач.
Решение задач политехнической направленности.
6. Реактивное движение.
Демонстрируя опыт или видеофрагмент с тележкой, с воздушной ракетой и с реакцией струи воды, показываем причину возникновения реактивной силы. Расчет силы тяги ракеты. Зависимость силы тяги ракеты от скорости истечения и от расхода топлива. Решение качественных задач вопросов и расчетных задач.
7. Ознакомление с элементами аэродинамики.
Следует указать, что скорость движения тел обычно сравнивают со скоростью звука. Для этого вводят число Маха-Маевского. Деление скоростей: дозвуковые, околозвуковые и сверхзвуковые. Затем рассмотреть характеристики газовых сред, образование и примеры ударных волн. Выбор профиля ракеты. Проблемы безопасного спуска космических аппаратов.
8. Решение задач.
На усмотрение учителя можно провести кратковременную самостоятельную работу по теме «Реактивное движение».
9. Принципы получения электроэнергии на спутниках и космических кораблях.
Ознакомление с темой ведется в общих чертах. Сначала рассмотреть все виды источников энергии, их преимущества и недостатки (экономичность, малый вес, габариты, надежность). Обратив при этом внимание учащихся на то, что возможны три пути получения электрической энергии в условиях космического полета – использование радиации Солнца, сосредоточение энергии на космическом аппарате перед стартом или получение ее на борту от специальных источников. Используемые и перспективные источники электрической энергии.
10. Принципы управления движениями ракет и космических аппаратов.
Рассмотрение гироскопа позволяет ознакомить учащихся с принципом управления полетом и стабилизацией ракет и космических аппаратов. Земля – большой естественный гироскоп. Гироскопы применяются в авиации. Авиагоризонт – основной прибор в самолете, позволяющий летчику при «слепом» вождении самолета определять его положение относительно горизонта. Автопилот – гироскопический прибор. Типы гироскопических устройств.
11. Методы исследования космического пространства.
Виды датчиков. Радиотелеметрические системы. Телевидение, радиокомплексы, приборы для изучения космического пространства (ионная ловушка, ионизационный манометр, магнитометр, радиочастотные масс-спектрометры, рентгеновский спектрометр телескоп). Земная и космическая радиосвязь.
12. Развитие ракетной техники.
Обзор темы от теории создания многоступенчатых ракет К.Э. Циолковским, претворяемая в технические решения С.П. Королевым, В.П. Глушко, до современных космических аппаратов и станций. Можно заранее дать темы сообщений учащимся и провести урок – конференцию, смотр презентаций и т.п.
13. Физические исследования околоземного пространства.
Тему можно начать с роли использования космических аппаратов для геофизических открытий, исследования Солнечной системы, изучение газовой оболочки Земли (давление, плотность и состав на различных высотах), состав «солнечного ветра», геомагнитного поля Земли.
14. Оптические явления в атмосфере. Изучение Земли из космоса оптическими методами.
Закон отражения применим к атмосфере при наблюдениях из космоса. Наблюдение Солнечной короны. Методы фотографирования земной поверхности. Голография. Спектрометрия.
15. Лунные космические полеты.
Рассмотреть различные пути полетов к Луне (эллиптическая траектория, полуэллиптическая траектория, запуск аппарата в направлении Луны с орбиты ИСЗ). Лунники, автоматические станции. Оценка времени полета к Луне. Достижения космонавтики в исследования Луны.
16. Межпланетные космические полеты.
Факторы, определяющие условия для полета к планетам: энергетический, фактор времени, заданная скорость выхода, выбор момента благоприятного старта. Условия полета к внешним и внутренним планетам.
17. В поисках внеземных цивилизаций.
Исследование физических условий на планетах Солнечной системы. Исследование других звездных систем и галактик.
Список использованной литературы:
-
Жаков А. М. Основы космонавтики: Учеб. пособие- СПб.: Политехника, 2000
-
Кожеуров И.В. Методика ознакомления с элементами космонавтики в средней школе при изучении курсов физики и астрономии, М., «Просвещение», 1977