Бинарный урок по физике и химии "Реактивное движение. Освоение космоса" (9 класс, физика)

Бинарный урок по физике и химии Реактивное движение. Освоение космоса Абрамова Л.М., учитель физики Романцева Т.В., учитель химии Тип урока: урок повторение. Вид урока: интегрированный. Цели  урока:  Образовательные ­ расширить знания учащихся об освоении космического пространства человеком, обобщить знания по химии и физики. Дидактические   –   создать   условия   для   повторения   учебного   материала,   используя проблемное   обучение   и   такие   мотивационные   приемы,   как   “занимательность”, “практичность теории”. Развивающие – развивать познавательный интерес, реализуя межпредметные связи курсов физики и химии; развивать у школьников умения выделять главное, сравнивать,  логически излагать   свои   мысли;   развивать   самостоятельность   школьников,   используя   для   этого творческие, экспериментальные задания;  Воспитательные   –   развивать   коммуникативные   умения   работать   в   парах,   прививать культуру умственного труда. Коррекционные – формировать  речь учащихся через обогащение и усложнение словарного запаса. Планируемые результаты: Личностные УУД Метапредметные УУД Регулятивные Познавательные   навыков сотрудничества, Формирование   мотивации учебной деятельности Установление   связи   между   физическими   и химическими   понятиями.   Самостоятельная   оценка полученных знаний Структурирование знаний, связывающих курсы физики и химии Коммуникативные Умение  оформлять свои мысли в устной форме; слушать и понимать других;  постановка вопросов, выдвижение гипотез, сравнение Практическое применение закона сохранения импульса, повторение химических формул и реакций Предметные УУД Оборудование: компьютер, мультимедиа проектор, воздушный шарик, Сегнерово колесо, раздаточный материал, разбавленная соляная кислота, металл цинк. Ход урока: 1. Организационный момент. Мотивация. Вводное слово учителя: Сегодняшний   урок   будет   посвящен   космонавтике.   Почему?   (50   лет   полёта   В.В. Терешковой) Мы попробуем объединить знания физики и химии для знакомства с новой наукой – астрономией. Наука о космосе называется астрономией Астрономия – счастливая наука:   она,   по   выражению   французского   ученого   Араго,   не   нуждается   в   украшениях. Достижения ее настолько захватывающи, что не приходится прилагать особых забот для привлечения к ним внимания. Однако наука о небе состоит не только из удивительных открытий и смелых теорий. Ее основу составляют факты обыденные, повторяющиеся изо дня в день: восход и заход Солнца, смена лунных фаз, звезды на ночном небе. А так же такие факты, как полет человека в космос, высадка на Луну. Людей всегда манили дали, Их вечно звали океаны.  A космос жил не торопясь, Он был загадочен и страшен. (Алдан — Семенов). 2.Сообщения учащихся. К   нашему   интегрированному   уроку   двое   учащихся   подготовили   сообщение   “Основные этапы освоения космоса”. Сообщение    : 12 апреля 1961 года состоялся первый полет в космос. Юрий Алексеевич Гагарин за 108 минут   совершил   кругосветное   космическое   путешествие.   Этот   день   стал   Днем космонавтики, который отмечают на всех континентах Земли.  C   ообщение  : Первый полет женщины в космос. Женщина в космосе! Впервые в мире на околоземной орбите   оказалась   Валентина   Владимировна   Терешкова.   “Чайка”   –   такой   позывной Терешковой – летала в космосе около 70 часов. Чтобы стать космонавтом: нужно иметь отличное здоровье и много тренироваться.   3. Музыкальная зарядка: стань космонавтом!   4. Актуализация знаний по физике. Основоположником космической  науки является Константин Эдуардович Циолковский. Он дал общие основы теории реактивного движения,  разработал основные принципы  и схемы реактивных летательных аппаратов.  Что такое реактивное движение?   Черный ящик. Загадка: Его держу за поводок, Хотя он вовсе не щенок. А он сорвался с поводка И улетел под облака. (Воздушный шар). Пока отверстие шарика завязано, шарик и находящийся внутри воздух покоятся. Импульс системы двух тел (шарик+воздух) равен 0. При   открытом   отверстии   из   него   с   некоторой   скоростью   вырывается   струя   воздуха. Движущийся воздух обладает импульсом, направленным в сторону его движения. Согласно   закону   сохранения   импульса:   суммарный   импульс   системы   тел   не   должен измениться, поэтому шарик начинает двигаться в противоположную от воздуха сторону с таким же импульсом. Демонстрация полёта воздушного шарика. Движение шарика является примером реактивного движения.  Реактивное движение свойственно осьминогам, кальмарам, медузам – все они используют для плавания реакцию отдачи выбрасываемой струи воды. Сегнерово колесо — двигатель, основанный на реактивном действии вытекающей воды. Демонстрация работы Сегнерова колеса. Реактивное движение – это движение, при котором от тела отделяется и движется какая­то его часть, в результате само тело приобретает противоположно направленный импульс. Реактивное движение используется в самолетах, снарядах и космических ракетах. Устройство ракеты: смотрим в учебнике схему. Космическая   ракета   с   реактивным   двигателем   позволила   человечеству   увидеть   нашу планету из космоса.  5. Повторение изученного ранее  материала по химии. ­ Почему Земля из космоса выглядит голубого  цвета? ­ Потому что 2/3 её поверхности покрыто водой. Вода не имеет цвета в тонком слое, но   если   толщина   водяного   слоя   составляет   несколько   метров,   она   приобретает голубой оттенок. По космическим меркам Земля исключительно красивое и редкое место. Здесь есть жизнь! И жизнь зародилась в воде. Земля это единственная планета Солнечной системы поверхность, которой на 70% покрыта водой.  ­ Вспомните формулу воды и перечислите её физические свойства. ­  H2O.   Вода   прозрачного   цвета,   без   запаха.   Вода   –   это   единственное   вещество   в природе,   которое   в   земных   условиях   существует   в   трёх   агрегатных   состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Плотность воды в жидком состоянии  1 г. на см. кубический.   Плотность   льда   меньше   чем   плотность   жидкой   вода,   поэтому   лёд плавает на поверхности воды. Температура   кипения   воды   100   градусов   Цельсия.   Вода   медленно   нагревается   и медленно остывает. Замерзает вода при 0 градусов Цельсия. Вода плохой проводник электричества. Это вещество хороший растворитель. От состава растворённых веществ зависит вкус воды. Посмотрите внимательно на химическую формулу воды. Вода – это простое или сложное вещество?  Вода   сложное   вещество,   т.к.   состоит   из   атомов   разных   химических элементов: водорода и кислорода. Элемент водород мало распространён на земле. Это космический элемент, он входит в состав звёзд и межзвёздных газов. По распространению во Вселенной водород занимает первое место. А вот элемент кислород, наоборот, самый распространённый на Земле. Он содержится в гидросфере, атмосфере, литосфере. В целом кислород составляет 30% от массы нашей планеты. Вспомним, какие ещё элементы являются распространёнными в земной коре. Задача.    Перед вами русские названия химических элементов в определённом порядке. Ваша задача найти на рисунке знаки этих элементов и соединить их,   соблюдая тот же определённый порядок. При правильном выполнении задания вырисовывается контур ракеты. Представим,   что   мы   отправляемся   в   космическое   путешествие   на   ракете.   Чтобы преодолеть силы земного тяготения нужно затратить много энергии. ­ Какое горючее используют в  ракете? ­ Ракета работает на керосине. ­ Из чего получают керосин? ­ Керосин получают из нефти. На   сегодняшний   день   одним   из   подходящих   компонентов   ракетного   топлива   является металл литий. При его сгорании выделяется очень большое количество тепловой энергии и ракета развивает скорость до 30 тыс. км. в  час. Мы взлетаем и теряем связь с атмосферным кислородом. Но кислород нам необходим для дыхания.  ­   Каким   образом   можно   пополнить   запасы   кислорода   в   замкнутом   пространстве космического корабля? Что может придти на помощь? ­ На помощь приходит вещество – пероксид натрия. Это вещество реагирует с выделяемым при дыхании углекислым газом (тем самым снижая его концентрацию в окружающей среде) и в ходе реакции выделяется кислород. Na2O2 + CO2 = Na2CO3 + O2 ­ Расставьте в уравнении химической реакции  коэффициенты. 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2   Мы знаем, что живёт на Земле на дне воздушного океана. Воздух не имеет ни цвета, ни запаха и состоит из невидимых газов. ­ Какие газы входят в состав воздуха? ­ Азот, кислород, углекислый газ, инертные газы, пары воды. ­ Какой газ составляет большую часть воздуха? ­ Азот.  Основной газ  в составе воздуха  ­ азот (78%). Азот попадая в организм не используется им, используется кислород.  Но человеческий  организм привык к азоту, и если дышать чистым кислородом, то организм плохо на это отреагирует (дышать будет трудно и даже  может наступить отравление кислородом). Однако если понизить давление, то организм нормально   перенесёт   наличие   чистого   кислорода.   Во   время   коротких   космических путешествий,   например   на   Луну,   космонавты   смогут   дышать   чистым   кислородом   при условии  низкого  давления. На Луну космонавты уже летали. Первый полёт был осуществлён в 1969г. американскими астронавтами. Теперь планируется пилотируемый полёт на Марс. Марс входит в состав планет земной группы.  ­ Перечислите все планеты земной группы. ­ Меркурий, Венера, Земля, Марс. ­ На каких планетах земной группы есть плотный слой атмосферы? ­ На Земле и на Венере. Атмосферу на Венере открыл русский учёный М.В. Ломоносов в 1761 году. Ломоносов писал:   «Планета   Венера   окружена   знатной   воздушной   атмосферою…»   Атмосфера действительно знатная, т.к. в 100 раз мощнее земной. Венера укутана толстой атмосферной шубой. Большая часть атмосферы составляет углекислый газ. Облачный слой Венеры содержит капельки концентрированной серной кислоты, соляной кислоты и плавиковой. Отечественные зонды спустившиеся на поверхность планеты в 1982 году не проработали там и двух часов. Слишком уж суровые условия на планете: высокая температура +470 гр., сильнейшие вихри. Как кислотный облачный слой  может воздействовать на металлические поверхности? Разберём этот вопрос на примере соляной кислоты и металла. Опыт.   Проведите   химическую   реакцию   между   соляной   кислотой   и   металлом.   Что   мы наблюдаем?  Для строительства космических кораблей, как правило, не используют чистые металлы. А используют их сплавы. Сплавы обладают такими важными свойствами, какими не обладают отдельно  взятый  металл.  Например,  железо   сравнительно  мягкий  металл,  а  его  сплавы тверды. Работа с периодической системой химических элементов.  Сейчас мы назовём металл №1 в ракетостроении, его ещё называю «крылатый металл». Положение элемента этого металла в периодической системе: Группа ­ 3,       подгруппа ­  главная,     период – 3.        (Al). Алюминий   лёгкий,   пластичный,   но   не   прочный.   Поэтому   используют   его   сплав   – дюралюминий (алюминий, медь, марганец) – лёгкий, пластичный, твёрдый материал. Сплав системы  Al­Zn­Mg­Cu  использовали для изготовления баков где хранили жидкий кислород и водород на космическом корабле «Аполлон». А сейчас мы назовём самый «модный металл» космического века: Группа – 4, подгруппа – побочная, период – 4.              (Ti – «вечный металл») Сплавы титана   (Ti,  Al,  V) стойкие к окислению, жаропрочные, лёгкие.   Используют для изготовления газовых баллонов. Этим металлом покрывают носовую часть корабля: Группа – 6, подгруппа –  побочная, период – 5              (Mo) Молибден ослабляет силу огненного смерча, через который проходит космический аппарат при возвращении на Землю. В   космосе   сейчас   проводят   химические   эксперименты,   по   сплавлению   компонентов, которые не смешиваются на Земле. При этом создаются новые жаропрочные материалы, которые успешно можно применять  на Земле. Так были проведены новые технологические эксперименты с металлом индием. Химия имеет прямое отношение ко многим достижениям человека в освоении космоса. Учёные – химики, технологи, инженеры – химики трудятся на благо ракетно­космической отрасли. 6. Закрепление. Загадки. Вы со мною уже встречались ­  Я космический скиталец,  Элементов прародитель  И отважный предводитель.  Я любитель кислорода,   Вместе с ним даю я воду.       (водород) А ну, скорей снимите шляпу!  Я дочь космического папы.  И вездесуща и легка, ­   Я лед, я  дождь, я ­ облака.  Я иней, чай, бульон, туман,   Река, ручей и океан.  Когда я злюсь, то закипаю;  А от мороза ­ застываю…       (вода) В чем горят дрова и газ,  Фосфор, водород, алмаз?  Дышит чем любой из нас  Каждый миг и каждый час?  Без чего мертва природа?  Скажем все, без …           (Кислорода) В воздухе он главный газ,  Окружает всюду нас.  Угасает жизнь растений Без него, без удобрений.  В наших клеточках живет. Важный элемент … (Азот) 7. Рефлексия «пожелания себе»; «пожелания товарищам по классу»; «самое трудное в работе»; «самое интересное»; «чему я научился в процессе работы»; «что понравилось». 8. Домашнее задание. По химии – конспект в тетради, по физике – параграф 23. 9. Выставление оценок за урок, аргументация учителя.