«Воздухоплавание» - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
«Воздухоплавание» - страница №1/1


Кравец Вера Владимировна, учитель физики МОУ СОШ № 25 г. Сочи



Конспект урока
Предмет : физика Класс: 7

Тема: «Воздухоплавание».
Цель: сформировать представление учащихся об общих принципах воздухоплавания на примере летательных аппаратов разных видов.
Задачи:

  • обучающая: формирование знаний учащихся о видах воздушных шаров, формирование умения объяснять принципы воздухоплавания;

  • развивающая: развитие мышления учащихся через выработку умений анализировать и критически осмысливать сведения об изучаемых объектах и явлениях;

  • воспитывающая: формирование мировоззрения учащихся на основе создания целостной модели строения окружающего мира. 


Тип урока: урок формирования новых знаний.
План урока

этап урока

содержание

форма

средства

1. организационный

Взаимные приветствия учителя и учащихся; фиксация отсутствующих; проверка подготовленности учащихся к уроку; организация внимания

беседа




2. формирование новых знаний

Информация о воздушных шарах и о принципах их полёта

виртуальная экскурсия* по теме (лекция)

компьютер, экран, колонки, проектор,

3. информация о домашнем задании

Задание: нарисовать аэростат, обозначив его основные части

объяснение






* конспект виртуальной экскурсии прилагается

Экскурсия:


слайда

Содержание

Навигация, примечания

1. Титульный

Объявление темы экскурсии.

Автоматический переход на слайд № 2

2. План урока

В ходе экскурсии мы познакомимся с историей появления так хорошо знакомых нам с детства воздушных шариков, узнаем, что роднит их с большими аэростатами, выясним, что такое дирижабль и продолжим учиться смотреть на мир «глазами физика», оценивая реальность различных событий с точки зрения законов природы.


Щелчок по облачку «Воздушные шарики» – переход по гиперссылке

3. «Воздушные шарики»


- Одни из первых упоминаний об изготовлении летящих в воздухе шаров встречаются в карельских рукописях XII века. В них описывается создание такого шара, сделанного из кожи кита и быка.

- Современные воздушные шары появились на свет в 1824 году. Они были изобретены английским ученым Майклом Фарадеем, во время его экспериментов с водородом. Ученый изучил эластические свойства каучука – и соорудил из этого материала две «лепешки». Для того, чтобы «лепешки» не слипались, Фарадей обработал их внутренние стороны мукой. И после этого пальцами склеил их необработанные, оставшиеся липкими края. В итоге получилось «мешочек», который можно было использовать для опытов с водородом. Лет через 80 после этого научный мешочек для водорода превратился в популярную забаву: каучуковые шары широко использовалась в Европе во время городских праздников. За счет наполнявшего их газа они могли подниматься вверх – и это очень нравилось публике.

- Шарики заполняли взрывоопасным водородом вплоть до 1922 года. Тогда в США на одном из городских праздников некий шутник взорвал воздушные шарики. В результате этого взрыва пострадал чиновник, и поэтому органы правопорядка запретили впредь наполнять шарики водородом. Место этого газа в шариках моментально занял гораздо более безопасный гелий. Этот новый газ поднимал шарики вверх ничуть не хуже, чем это делал водород.

- В 1931 году Нейлом Тайлотсоном был выпущен первый современный, латексный воздушный шарик (полимер латекс получают из водных дисперсий каучуков). И с тех пор воздушные шарики наконец-то смогли измениться! До этого они могли быть только круглыми, а с приходом латекса впервые появилась возможность создавать длинные, узкие шарики.

- В настоящее время мы можем видеть классические латексные шары, шары для моделирования и для создания объёмных сложных фигур, связанных из шариков с хвостиками, шарики для упаковки.

- В последнее время получили распространение шары из полимерной пленки, обычно с нанесением металлического напыления, - фольгированные (миларовые) шары и их разновидность - ходячие миларовые шары, которые изготавливают в виде объемной фигуры, наполняемой гелием. В нижней части такой фигуры крепится грузик, который не дает ей улететь. Фигура колышется от легкого сквознячка и кажется, что она "идет".

- Ещё одна разновидность воздушных шаров- шар-самодув, способный надуваться сам посредством химической реакции или нагнетания воздуха через воздушную пушку.

- В зависимости от плотности содержащегося внутри газа, шарик, если его отпустить, может



падать, если будет наполнен воздухом, углекислым газом, аргоном. Или взлетать,

если будет наполнен: водородом, гелием, неоном, азотом, метаном. По современным стандартам безопасности в большинстве стран мира используют только гелий или гелиево-воздушную смесь, так как гелий нетоксичен, не имеет цвета, запаха и вкуса.

- Шарики украшают праздники и просто улучшают настроение, потому что «никто не может грустить, когда у него есть воздушный шарик».


«Листание»- по щелчку.

Возвращение на маршрут- щелчок по значку

Щелчок по облачку «Аэростаты» – переход по гиперссылке


4-13. «Аэростаты»

4. Воздушные шары, использующие для полёта подъёмную силу заключённого в их оболочке газа,- аэростаты. По типу наполнения аэростаты делятся на шарльеры, монгольфьеры и розьеры.


Щелчок по картинке «Шарльер» - переход по гиперссылке

5. Шарльер – воздушный шар, заполняемый газом легче воздуха: гелием, азотом, водородом, неоном, метаном, ацетиленом.

Получил своё название по имени своего создателя - французского профессора физики Шарля.

Первый полёт шарльера состоялся 27 августа 1783 года в Париже. Первый полёт с экипажем – 1 декабря того же года. Экипаж состоял из самого Шарля и его соратника Робера.

Для оболочки своего шара Жак Шарль использовал лёгкую шелковую ткань, смоченную раствором каучука в скипидаре, оболочка была заполнена водородом. Шарльеры использовали для путешествий и в военных целях.



Для перехода на слайд «Аэростаты»- щелчок по значку , затем щелчок по рисунку «Монгольфьер»
Возможен прямой переход на слайд «Монгольфьер»- по щелчку.

6. Монгольфьер – воздушный шар, заполняемый горячим воздухом.

Название получил по фамилии изобретателей братьев Монгольфье — Жозефа - Мишеля и Жака - Этьенна.

Первый полет монгольфьера был произведён в городе Аннонэ 5 июня 1783 года. Шар поднялся на высоту до 500 метров и продержался в воздухе около 10 минут, пролетев при этом 2 километра. Первый монгольфьер имел оболочку диаметром более 10 метров. Оболочка была сделана из холста, в верхней части изнутри оклеена специальной бумагой и усилена веревочной лентой. Оболочку заполняли дымом от сгорания мокрой соломы и шерсти.

21 ноября 1783 года в Париже впервые в воздух на монгольфьере поднялись Пилатр-де-Розье и маркиз д’Арланд. Воздушный шар поднялся на высоту около 1 км. Пролетев около 9 км за 25 минут, перелетев Сену, первые воздухоплаватели благополучно приземлились за городским валом. Народ их приветствовал как национальных героев.

Недостатками монгольфьеров были необходимость брать на борт большое количество топлива и опасность возникновения пожара в воздухе. Поэтому новый виток их популярности начался во второй половине XX века, когда появились новые легкие и огнестойкие материалы для оболочек и специальные газовые горелки, которые вместе с газовыми баллонами составили удобный и надежный комплекс управления тепловыми аэростатами.

Для перехода на слайд «Аэростаты»- щелчок по значку , затем щелчок по рисунку «Розьер»

Возможен прямой переход на слайд «Розьер»- по щелчку.


7. Розьер – разновидность аэростата. Использует для полёта подъёмную силу двух оболочек, наполненных соответственно газом с плотностью меньше, чем у воздуха и нагретым воздухом.

Изобретателем первого комбинированного аэростата стал французский физик Пилатр де Розье. Конструкция состояла из двух соединенных оболочек: верхняя, сферическая, была заполнена водородом, а нижняя, цилиндрическая, — подогреваемым воздухом.

15 июня 1785 года Розье вместе с помощником Роменом предпринял попытку пересечь пролив Ла-Манш на своём летательном аппарате, но из-за технической неисправности аэростат упал с большой высоты, не отлетев от берегов Франции, и оба испытателя погибли.

В 1999 году швейцарец Бертран Пиккар и англичанин Брайан Джонс совершили первое в мире успешное беспосадочное кругосветное путешествие на воздушном шаре - розьере.

Первый российский розьер, Au-32 «Святой Николай», был построен лишь в 2006 году. Во время первого полёта Au-32 установил национальный рекорд продолжительности полёта, 6 часов 02 минуты, преодолев расстояние 81 км.


Для перехода на слайд «Аэростаты»- щелчок по значку , затем произвольный щелчок для перехода на слайд «Устройство аэростата»

Возможен прямой переход на слайд «Устройство аэростата»- по щелчку.



4-13. «Аэростаты»

4-13. «Аэростаты»


8. Устройство аэростата рассмотрим на примере монгольфьера, как наиболее часто используемого аэростата.

1 - Оболочка аэростата. Шьется из специальных прочных тканей. На оболочке нашиты вертикальные и горизонтальные силовые ленты, которые создают силовой каркас и предотвращают возможные разрывы оболочки.

2 - Парашютный клапан. Расположен в верхней части оболочки. Служит для выпуска теплого воздуха. К оболочке клапан поджимается за счет внутреннего давления в оболочке.

3 - Блок фала управления. Один расположен на внутренней части оболочки на вертикальной силовой ленте. На втором блоке сходятся стропы парашютного клапана. Через блоки пропущен фал управления клапаном.

4 - Фал управления парашютным клапаном. Представляет собой гибкий шнур (веревку) из прочного термостойкого материала. Предназначен для открытия парашютного клапана.

5 - Горелка или блок горелок. Является составной частью тепловой установки аэростата. При помощи горелки сжигается газ (пропан - бутан) и тем самым нагревается воздух, находящийся внутри оболочки.

6 - Гондола (корзина) изготавливается из лозы и тростника. Такая конструкция и материалы позволяют выдерживать удары при жестких посадках.

7 - Газовые баллоны. Размещаются по углам внутри корзины. В баллонах содержится газ (пропан - бутан), который по шлангам подается на горелку.

8 – Воздухозаборник (фартук).

9 - Место крепления фала управления. Это петля внутри оболочки, надежно пришитая к вертикальной силовой ленте, к которой привязывается конец фала управления парашютным клапаном.




Щелчок по кнопкам с цифрами – появляются названия обозначенных частей аэростата.

Переход на следующий слайд - по щелчку



9. Условия подъёма шара. На воздушный шар, как на любое тело, действует сила тяжести, направленная вертикально вниз. Тогда почему аэростат поднимается вверх? Какая сила его поднимает? (ученикам предлагается дать ответ)

Верно, воздушный шар поднимает вверх архимедова (выталкивающая) сила.


Каковы условия подъёма тела под действием этой силы? (предлагается дать ответ)

Основное условие: архимедова сила должна быть больше, чем сила тяжести.

Этого можно добиться, если оболочка шара будет наполнена газом, плотность которого меньше, чем плотность окружающего воздуха.


Щелчок- появление вектора силы тяжести.

Щелчок- появление вектора архимедовой силы.

Щелчок- появление условия (текст, затем формула)

Щелчок- появление условия (текст, затем формула).


Переход на следующий слайд - по щелчку.

10. Для регулирования подъёма шара, предотвращения его падения и подъёма на недопустимую высоту производятся следующие действия:

- сброс балласта (щелчок)

- подогрев воздуха (щелчок)

- сброс воздуха через клапан




(переход автоматически)
Переход на следующий слайд - по щелчку.

11. Если первые аэростаты поднимались на высоту около 1 км, то в наши дни устанавливаются более впечатляющие рекорды. При беспилотном полёте в 2002 году аэростат поднялся на высоту 53 километра. Рекорд пилотируемого полёта был установлен в 2012 году, когда австрийский парашютист Феликс Баумгартнер поднялся на высоту 39 километров, откуда совершил прыжок с парашютом.

Насколько это высоко, можно оценить, если учесть, что средняя высота полёта самолётов гражданской авиации- 12 км.




По щелчку - модель самолёта «прочерчивает» линию средней высоты полёта.

При наличии времени и доступа к сети Интернет возможен просмотр видеосюжета о прыжке Ф.Баумгартнера (гиперссылка связана с фамилией парашютиста).


Переход на следующий слайд - по щелчку.

12. В зависимости от высоты подъёма аэростаты могут быть стратостатами и субстратостатами. Первые поднимаются на высоту свыше 11 км, вторые - до нижних слоёв стратосферы (до 12 км).


Переход на следующий слайд - по щелчку.

13. Аэростаты небольших размеров активно используют в метеорологии: для изучения атмосферы – метеозонды, для определения направления ветра - шар - пилот.  

Метеозонд состоит из резиновой или пластиковой оболочки, наполненной водородом или гелием, и подвешенного к ней контейнера с аппаратурой. Приборы позволяют измерять давление воздуха, влажность, температуру и другие параметры. Если шар запускают только для измерения скорости ветра, то его называют «шар - пилот».



Возвращение на маршрут- щелчок по значку

Либо


переход на следующий слайд - по щелчку.

14-15. «Дирижабль»

14. Изобретателем дирижабля считается Жан Батист Мари Шарль Мёнье. Дирижабль Мёнье планировалось сделать в форме эллипсоида. Управляемость должна была быть осуществлена с помощью трёх пропеллеров, вращаемых вручную усилиями 80 человек. Изменяя объём газа в аэростате путём использования специального устройства - баллонета, можно было бы регулировать высоту полёта дирижабля. Эти идеи Меньё были использованы в дирижабле с паровым двигателем конструкции Анри Жиффара, который совершил первый полёт только 24 сентября 1852.

Дирижабль представляет собой комбинацию аэростата с движителем (обычно винтовой с электрическим двигателем или с двигателем внутреннего сгорания) и системы управления ориентацией (рули управления), благодаря которой дирижабль сможет двигаться в любом направлении независимо от направления воздушных потоков.


переход на следующий слайд - по щелчку.

15. Сфера применения дирижаблей: перевозка пассажиров (в настоящее время - в основном развлекательные полёты), транспортировка грузов (особенно крупногабаритных, необычной формы) и военные цели.

Дирижабли используют так же в рекламных целях и для наблюдения за дорожно-транспортной ситуацией.



Возвращение на маршрут- щелчок по значку

Либо


переход на следующий слайд - по щелчку.

16-19. «Доверяй, но проверяй!»

16. Воздушные шары уже очень давно стали применять как эффектный элемент оформления сценических действий, праздников и шоу (щелчок), художники изображают их в своих картинах (клик), с их помощью путешествуют герои популярных мультфильмов (клик), художественных фильмов и приключенческих романов.

(Желательно предоставить детям возможность назвать демонстрируемые иллюстрации: мультфильмы, книги, церемонию закрытия Олимпиады – 80 и Универсиады-2013).

Всегда ли художественные описания правдивы? Стоит ли всегда принимать их на веру?

Скорее всего, в каждом конкретном случае стоит руководствоваться принципом (щелчок): «Доверяй, но проверяй!» Попробуем взглянуть критично на некоторые художественные и документальные описания…



Прокрутка ленты с помощью управляющей кнопки .

Переход на следующий слайд - по щелчку.





17. А теперь взгляните на эту картину. Насколько реальна изображённая ситуация? Воспользуемся сведениями о том, что (щелчок) средняя масса крупных котов 7-9 кг, а длина их тела до кончика хвоста- примерно 95 см.

Учащиеся решают задачу с опорой на «подсказки» на экране и таблицу плотностей газов.

Определим вес кота. (щелчок) P=gm≈70 Н

Подъёмная сила, действующая на каждый 1 м3 газа, заполняющего оболочку воздушного шара = разности между весом 1 м3 воздуха и весом такого же объёма газа. (щелчок)

Предположим, что наш шар заполнен «самым лёгким» газом- гелием. (щелчок) Подъёмная сила 1 м3 этого газа = 1,29 кг/м3·1 м3·10 Н/кг - 0,18 кг/м3·1 м3·10 Н/кг = 1,1 Н

Для подъёма кота нужна минимальная подъёмная сила = весу кота, т.е. 70 Н.

Объём шара для создания такой подъёмной силы должен быть (клик) 6,3 м3. Для простоты приближённых вычислений предположим, что шар имеет форму сферы. Используя формулу объёма сферы и интерактивный расчётный инструмент, определяем примерный радиус такой сферы (щелчок) R1,15 м. Тогда диаметр этого шара (клик) D2,3 м. Сравним полученный результат с размерами реальных котов (клик) и сделаем однозначный вывод: (щелчок) ЭТА СИТУАЦИЯ НЕРЕАЛЬНА!

Фантазия художника, добрая ирония, масса позитива, но… такого быть не может!


(гиперссылка связана с иконкой “калькулятор»).


Щелчок по « ?»

Переход на следующий слайд - по щелчку.


16-19. «Доверяй, но проверяй!»



18. А теперь обратимся к изображению на марке, выпущенной в СССР в 1956 году. Марка посвящена юбилею полёта на воздушном шаре жителя Рязани Крякутного. Вот как описано данное событие в старинной летописи (щелчок)

Получается, что задолго до полёта братьев Монгольфье первым воздухоплавателем стал русский изобретатель? Почему же весь мир считает, что первый пригодный для воздухоплавания шар изобрели во Франции?

(ученикам предлагается выдвинуть предположения по данному вопросу).

Оказывается, и в историю иногда вкрадываются ошибки! В случае с Крякутным была допущена даже не ошибка, а умышленное искажение фактов. Некий любитель истории, собиратель летописей и старинных записей, позволял себе иногда в таких записях делать исправления. Долгое время в нашей стране считали, что Крякутной - родоначальник всего российского воздухоплавания, об этом даже писали в Большой советской энциклопедии. И только тщательная проверка записей с помощью рентгеновских методов позволила учёным понять, что первоначальный текст в летописи был другой, а «подъячий нерехтец Крякутной» появился на свет после исправлений в тексте. Итак, (щелчок) делаем вывод: «произошла ФАЛЬСИФИКАЦИЯ!»



По щелчку -воспроизведение аудиофайла

Щелчок- по «?»

Переход на следующий слайд - по щелчку.



19. Ой-ой-ой! Что случилось?! Катастрофа? Авария? Или какой-то шутник повернул фотографию «вверх ногами»? Вот ведь рядом - «нормальное изображение», а здесь- явно что-то не то! Давайте, разберёмся! Присмотритесь! (щелчок) Эти шары - всегда рядом! Это неслучайно! Их даже называют «близнецами». Произведены эти шары одной из фирм в рекламных и развлекательных целях.

"Перевернутый" аэростат выглядит как обычный воздушный шар вверх корзиной. Но это лишь такой дизайн. Пассажиры с комфортом расположились во второй кабине под баллоном.

Ложное паническое впечатление усиливает второй «нормальный» шар - близнец, который часто запускают вместе с «перевернутым» аэростатом. Для чего? Кроме усиления контраста, другой причиной необходимости одновременного полета этих "антиподов" является то, что из-за перевернутой каплевидной формы баллона в настоящей корзине «анти - аэростатата» очень плохой обзор. Для страховки и выпускают в сопровождение обычный воздушный шар.

Так что эта ситуация с шарами (щелчок) РЕАЛЬНА!


Дома вам предстоит нарисовать аэростат, обозначив его основные части и указав на рисунке действующие на воздушный шар силы.
Уверена, что фантазии у вас будет не меньше, чем у участников ежегодных фестивалей воздушных шаров!


Щелчок- по «?»


Переход на эпилог - по щелчку.
Возможно возвращение на маршрут – щелчком по кнопке и переход с маршрута на эпилог - щелчком по воздушному шару с надписью «эпилог»

20. Эпилог

Слайд-шоу «Фестиваль воздушных шаров».

Автоматическое воспроизведение музыки и изображений.

21-22. Информационные источники (слайды скрыты)