Разработка урока по физике на тему "Солдаты невидимого фронта" (11 класс)

Солдаты невидимого фронта  Артемьев Григорий Степанович, учитель физики Разделы: Преподавание физики, Преподавание истории и обществознания   Цели урока:  1. Показать: 1) роль отечественных ученых и конструкторов, инженеров и научных сотрудников в  победе Советского народа в Великой Отечественной Войне 1941­1945 г.г. над Фашистской Германией; 2) на интересных примерах из истории ВОВ учет и использование знаний по Физике; 2. Вызвать у  школьников познавательный интерес в области военной техники и военным профессиям, пробудить и  развивать стремление к изучению военного дела; 3. Воспитание у подрастающего поколения благодарной памяти к героическому прошлому  Советского народа, уважительного отношения к ветеранам ВОВ, вдовам, людям старшего поколения. Материальное обеспечение:       Компьютер, мультимедиапроектор Записи песен о Великой Отечественной войне: «Священная война», « Плещут холодные  волны», « У деревни Крюково», « Песня о танкистах», «ЯК­ истребитель» В. Высоцкого , «День  победы» Иллюстративный материал о Великой Отечественной войне (фотоснимки «Катюш», самолетов, танков, кораблей времен Великой Отечественной войны из журналов и сети Интернет ) Портреты ученых и конструкторов. Плакаты: « Блокадный Ленинград», « Танки нашей страны», «Танки противника», « Самолеты  нашей страны», «Самолеты противника» », «Стрелковые оружия СССР» , «Стрелковые оружия  фашистской Германии» При проведении урока также использованы самодельные модели танков Т­34, КВ, ИС, Т­80 Ход урока. Все мы по праву гордимся историей советской военной техники. Именно она внесла огромный вклад в дело победы советского народа в Великой Отечественной войне 1941­1945годов. Гордимся мы и теми, кто своим трудом, талантом и мужеством вписал в нее самые яркие страницы. Среди них ­ рядовые и  генеральные конструкторы, рабочие и научные сотрудники, инженеры­производственники, ученые  различных областей науки и техники ­ солдаты невидимого фронта. Вспомним сегодня тех, кто своим поистине героическим трудом в различных областях науки и  техники совершал подвиг во имя победы нашей страны над фашистской Германией. Звучит фрагмент песни « Священная война». Очень сурово, как приказ прозвучал призыв, обращенный ко всем гражданам СССР. Вместе со всеми  на защиту своей Родины встали и ученые. Их ждало серьезное испытание. В это трудное для страны  время вся деятельность АН СССР была подчинена следующим целям: 1. поиск и конструирование новых видов оружия обороны и наступления; 2. научной помощи промышленности, производящей оружие, боеприпасы; 3. изысканию новых сырьевых, энергетических ресурсов, которые заменяли бы дефицитные материалы более простыми, подручными. Но это очень сложно, тем более враг двигался на восток, а все научные  центры находились именно на западе страны: на Украине, в Белорус сии, Ленинграде, в Москве. Вопрос к классу: Как вы думаете, что же нужно было сделать в первую очередь? Ответ: Да, это эвакуация научных учреждений, вузов, заводов и фабрик на восток: в Поволжье,  Сибирь. Очень много вывезено в Казань: президиум АН СССР, физико­технический и химический  вузы, авиационный институт. На Урал вывезены геологические вузы, много заводов и фабрик, как  оборонной, так и гражданской отрасли. Уже впервые месяцы войны 35 научных учреждений АН СССР и около 4 тыс. сотрудников вывезены в новые места. К концу 1941 года АН размещалась в 45 пунктах  нашей страны. Несмотря на такой большой разброс научных учреждений АН, технических вузов по  всей огромной стране, плохую связь, ученые сумели наладить работу в новых условиях за 2­3 месяца.  Не это ли подвиг ученых, сотрудников научных учреждений, конструкторов!? Сегодня мы с вами, ребята, остановимся на немногих эпизодах и конкретных примерах,  показывающих героизм ученых, научных сотрудников, конструкторов на невидимом фронте великой  битвы с фашизмом на воде, на суше и на небе. Звучит музыка, песня о море, военных кораблях. Морской флот. Фашисты рассчитывали уничтожить наш морской флот мощным ударом и минами –  очень секретным и грозным оружием в те времена. Когда наши корабли, подводные лодки выходили в  море в Финском заливе, многие по непонятным причинам взрывались.  Но вскоре наши ученые выяснили, что немцы используют магнитные мины. Вопрос к классу: Что означает«магнитные мины»?(Приложение1, слайд 1) Ответ:­ Это мины, которые срабатывают под действием магнитного поля проходящего корабля.  Магнитный взрыватель может быть статическим или динамическим (индукционным). Взрыватели  первого типа реагируют на абсолютную величину магнитного поля корабля, а второго ­ на величину и  скорость перемещения (изменения) поля. Чувствительный элемент магнитного взрывателя  представляет собой магнитную систему, реагирующую на искажение магнитного поля Земли под  действием поля корабля. При этом один из контактов замыкается, и запал взрывателя подключается к батарее.  Вот тут и встала перед учеными задача: как уберечь корабли морского флота от действия таких  магнитных мин? В Ленинградском физико­техническом институте (ЛФТИ) Анатолий Петрович  Александров с группой ученых создали обмоточный метод размагничивания судов. (Приложение1,  слайд 2) Вопрос к классу : В чем же заключается суть этого метода?  Ответ: ­ Суть этого метода заключается в искусственном уменьшении магнитного поля морских  судов.  Вопрос к классу: Почему же стальные корпуса кораблей, танков оказываются намагниченными? Ответ: ­ Это объясняется действием магнитного поля Земли, работой двигателей и генераторов  кораблей и танков.  Для уменьшения этого магнитного поля петлю из специального кабеля пускали по периметру корабля, а по кабелю пускали ток, который создает искусственное магнитное поле, направленное против  основного магнитного поля. Вследствие чего общее магнитное поле корабля уменьшилось и  вражеские магнитные мины не «реагировали» на ослабленное магнитное поле кораблей. На каждый  вид, тип корабля нужно было сделать свои расчеты: какой величины ток, сколько времени его  пропускать и т.д.  22 июня – начало войны, а уже 27 июня 1941 года вышел приказ по установке таких уст ройств на всех кораблях морского флота.  Затем группой Климова В.Я., Курчатова И.В. и др. ученых создан безобмоточный метод  размагничивания для кораблей и подводных лодок. (Приложение1, слайд 3) Вопрос к классу: Какой еще метод, способ вы бы предложили? Нельзя ли намагничивать корабль еще сильней? Ответ: Да, можно, чтобы мина срабатывала задолго до прохождения корабля. Таким образом, ученые спасли сотни кораблей, сохранены тысячи человеческих жизней. После 1942 г. ни один советский корабль не подорвался на магнитной мине. За этот подвиг А.П. Александрову, И.В. Курчатову, Б.А. Гаеву, В.Я. Климову и другим присуждена  Государственная премия 1 степени. А теперь поговорим о блокадном Ленинграде. (Приложение1, слайд4) Вопрос к классу : Сколько же дней находился в блокаде Ленинград? Ответ :­ Ленинград в блокаде находился 900 дней .  Очень суровые условия тогда приходилось выдержать жителям блокадного Ленинграда. В январе  1942г. ударили морозы под ­25­30 градусов по Цельсии, водопровод замерз, перебои в обеспечении  электроэнергией, голод. 250 г. хлеба для рабочих и 125 г. для служащих ­ такова суточная норма . (Учащимся показываются куски хлеба в 125 и 250 граммов).  Вопрос к классу: Скажите, пожалуйста, где был налажен контакт с жителями блокадного Ленинграда в это суровое время ? Ответ: Единственной дорогой, соединяющей Ленинград с Большой Землей, была «Дорога Жизни»  через Ладожское озеро.  По этой дороге автомашинами в блокадный Ленинград возили продовольствие, оружие,  стройматериалы и т.д., а оттуда – детей, больных, раненых. При этом заметили непонятную с точки  зрения физики картину: в сторону Ленинграда лед Ладожского озера выдерживал груженые машины,  а оттуда, почти впустую, машины часто проваливались под лед. В чем тут дело?  Изучением этого явления занялся сотрудник ЛФТИ, ученый физик Павел Павлович Кобеко.  (Приложение1, слайд 5) Для этого из деталей старых телефонов, приемников и т.д. создали специальный прибор. В 30  градусную стужу под обстрелом изучали ученые практическую деформацию, вязкость льда, проломы,  грузоподъемность, деформацию под влиянием нагрузок и т.д. «Пальцы прилипали от мороза к  металлу, сдиралась кожа, отчего торчало мясо на пальцах», ­ впоследствии вспоминали ученые .  Несмотря на это группа ученых под руководством П. П. Кобеко выполнили поставленную задачу и  пришли к главному выводу: «Степень деформации зависит от скорости движения транспорта». По их  подсчетам критическая, опасная скорость составляла примерно 35 км/час. Выяснили, что если  скорость машины равна скорости распространения ледяной волны, то  наступает резонанс. (Приложение1, слайд 6) Вопрос к классу: Что означает выражение «наступает резонанс»?  Ответ: Резонанс­ это резкое увеличение амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты  внешних периодических силы с частотой собственных колебаний системы.  Для водителей вывесили инструкцию по переправе через «Дорогу Жизни», после чего аварий стало значительно меньше. Академик А.Ф. Иоффе очень высоко оценил эти  исследования. Не является ли подвигом то, что проделала группа ученых под руководством П.П.  Кобеко!? Звучит музыка, песня об артиллерии, танкистов.  Вопрос к классу: А что вы знаете про боевую машину БМ­13 и как называли ее наши солдаты?  (Приложение1, слайд 7) Ответ: Машину БМ­13 солдаты называли ласково и просто «Катюша», а немцы ее называли «адской  машиной».  Над созданием этой машины – БМ­13, работали такие ученые как В.А. Артемьев, Н.И. Тихомиров,  Б.С Петропавловский, Лангемак Г.Э.  (Показывается рис. катюши (журнал « Моделист­конструктор». №4 , 1985г или любой другой  источник), фотоснимки катюши из Интернета  16 реактивных снарядов калибра 132 мм по 42.5 кг каждый за 8­10 секунд вылетали из установки с  дальностью полета 5­8 км. Чтобы сохранять устойчивость снарядов, и соответственно кучность  попадания, при движении они вращались вдоль продольной оси. Вопрос к классу: Используя какой закон механики можно добиться вращения снарядов вдоль оси? Ответ: В основе этого лежит закон сохранения импульса ( реактивное движение)  На хвостовой части ракеты сделаны узкие отверстия, касательные к сопло, откуда выбрасывается  сгоревшее топливо. Часть его выходит из этих отверстий, приводя снаряд во вращательное движение. Вопрос к классу: Кто, когда и где впервые нанес сокрушительный залп по немцам из этого грозного  оружия? (Приложение1, слайд 8) Ответ: Уже 14 июля 1941 года батарея капитана Флерова нанесла залп по занятой немцами  железнодорожной станции г. Орша под Смоленском .  Действительно, для немцев она была адской машиной.  7 октября 1941 года около д. Богатырь Смоленской области батарея капитана Флерова И. А. попала в засаду. Но они сумели уничтожить свои боевые машины. Часть солдат вышла к своим за 10 дней,  преодолев расстояние 120 км. Капитан Флеров, будучи тяжело раненным, был убит в неравном в бою  вместе с пятью оставшимися с ним солдатами. В 1963 году ему посмертно вручен орден мужества 1  степени и лишь в 1998 году присвоили звание «Героя России». Вопрос к классу: Как вы думаете, какой танк второй мировой войны считается легендарны?  (Приложение1, слайд 9) Ответ : танк Т­34. Этот танк по своим ходовым, стрелково­техническим параметрам опережал время на 20 лет . Появление на полях сражений Т­34 явилось для врага полной неожиданностью. Над  созданием этой боевой уникальной машины трудились М. И. Кошкин, А. А. Морозов, Н.А Кучеренко.  ( Показываю самодельную модель танка Т­34),( рис.танка Т­34, журнал « Моделист­конструктор». №  2 , 1985г.), фотоснимки танков из Интернета  В 1942 году из всех 24668 танков 66% приходилось на Т­34. Каковы же технические характеристики  данного танка? Масса ­26,5 т, экипаж ­4 человека, броня 55 мм, мощность 500 л.с., скорость –55  км/час, запас хода – 370 км., пушка ­ 76, 2 мм, два пулемета по 7, 62 мм. Ничего подобного не было в  это время ни в одной стране мира. (Приложение1, слайд 10) Задача. Вес танка Т­34 с боеприпасами составляет примерно 31400 Н, длина гусеницы,  соприкасающейся с землей­3,5 м, ее ширина ­0,5м. Вычислите давление танка на грунт. Сравните его с тем давлением, которое производит ученик 6­7 класса при ходьбе ( р = 36000 Па) Ответ: Давление, производимое танком, примерно в 4 раза меньше давления ученика при ходьбе. Наши ученые во главе конструктора Духова Н.Л. в начале Великой отечественной войны сумели  создать самый мощный танк того времени – КВ. (Приложение1, слайд 11) Вопрос к классу: Что означает КВ? В честь кого он так назван? Ответ : Он назван в честь великого полководца Клементия Ворошилова.  (Показываю самодельную модель танка КВ) ( рис. танка КВ­2, журнал « Моделист­конструктор». №  11, 1984г или другой источник.), фотоснимки танков из Интернета Б. Полевой в своем в документальном рассказе «На заре великой победы», в сб. «Война. Народ.  Победа», М. 1976г. описывает такой случай с танком КВ. «7 ноября 1941 года после парада на  Красной площади советские танки двинулись на фронт под Тулу и сходу вступили в бой. Танк КВ, на  котором механиком­водителем был комсомолец Григорьев, подбил два вражеских танка. Но тут что­ то случилось с подачей топлива из баков к двигателю и КВ остановился. Немцев заинтересовал новый советский танк. Они решили перетащить его к себе в тыл. Два вражеских танка взяли КВ на буксир. К этому времени Григорьев подключил запасные баки с топливом, завел,  дал задний ход, и его могучая машина потащила за собой оба танка противника. Приволок их в  распоряжение своей части. Отважный танкист был удостоен звания Героя Советского Союза». Масса – 47,5 т, экипаж – 4 человека, пушка – 152 мм, броня – 100мм, мощность – 600л.с., скорость –  35 км/час. На основе танков серии КВ начали создавать танки серии ИС ( Иосиф Сталин).  ( Показываю самодельную модель танка ИС)  ( рис. танка ИС, журнал « Моделист­конструктор». № 11, 1984г.) фотоснимки танков из Интернета  Эти танки внесли весомый вклад в дело победы советского народа в войне с фашистской Германией.  А имена ученых, конструкторов, работавших над созданием этих грозных оружий, по праву вошли в  историю нашей Родины. Вопрос к классу: Чем же отличалась наша боевая техника от боевой техники других стран? Ответ : Простота, экономичность конструкции танков давали возможность быстро налаживать  производство боевой техники без дефицитных материалов, станков и оборудования. Звучит музыка, песня о летчиках, самолетах. (Приложение1, слайд 12)   И на небе летали чудесные машины, созданные учеными­авиаконструкторами. Это: – истребитель  высокого класса ЛА­5 (Конструктор Лавочкин С.А.. Самолет скороподъемный, маневренный, имеет  большой потолок, 11км . ) Показывается рис. самолета (журнал « Моделист­конструктор». №5 ,  1987г.) , фотоснимки самолетов из Интернета  ­Як­3 –самый легкий и маневренный самолет­ истребитель второй мировой войны. Взлетная масса  самолета 2650 кг. Создан самолет в 1943 году в КБ Яковлева А.С..  ­штурмовики ИЛ­2 (ИЛ­4) , созданные в КБ Илюшина С.В.. Скорость –430 км/час, крупнокалиберный  пулемет . Показывается рис. самолета ИЛ­4( журнал « Моделист­конструктор». № 8 , 1985г.),  фотоснимки самолетов из Интернета (Приложение1, слайд 13) «Советская авиация полностью уничтожена. Люфтваффе безраздельно господствует в воздухе. Ни  одна бомба не может упасть на территорию рейха», ­ уверял немцев Геринг – шеф гитлеровской  авиации. Но не прошло и полутора месяцев с начала войны, как в августе 1941 года над Берлином и  Восточной Пруссией появились советские бомбардировщики ДБ­3 конструкции Илюшина С.В.  (Приложение1, слайд 14) Задача: Максимальная скорость самолетов этого типа 500км/ч. Продолжительность эффективной  для полета части суток (ночи) 7 часов, расстояние от аэродрома до цели 1600 км. Могла ли быть  совершена операция в течение одной ночи?  Ответ : Да. Решение: t= s / v, t= 3200 км/ 500км/ч =6,4 часа, где s­ расстояние туда и обратно.  Самолет СУ­2(3)– высотный истребитель­ перехватчик – один из самых скоростных для того времени  самолетов в мире. ( КБ Сухого П.О.) Максимальная скорость на высоте 638 км/час, потолок –  11900м, максимальная дальность полета – 700км  Показывается рис. самолета Су­3 (журнал « Моделист­конструктор». № 8 , 1988г), фотоснимки  самолетов из Интернета  Задача: В док. фильмах периода ВОВ можно видеть, как самолеты для бросания бомб заходят в пике. ( вертикально падают вместе с бомбовым грузом) С какой целью выполнялся такой элемент  пилотажа?  Ответ: Для повышения точности попадания, т.к. бомба падала почти вертикально.  Много хитростей пришлось использовать на самолетах. Вот один из примеров. При попадании пули в  топливный бак самолет мог загореться. Вопрос к классу: Что нужно сделать, чтобы самолет не загорелся? Ответ: Бак пришлось сделать в два слоя, между ними находилась резина, которая набухала при  контакте с бензином и затягивала пробоину. Звучит музыка, песня « День Победы» (Приложение1, слайд 15) Заключение В заключение своего урока хочу пожелать вам, вступающим в жизнь: Учитесь. Знание ­ сила! Только  умные, образованные люди способны создавать современные виды оружий, способные защитить  рубежи нашей великой державы ­ России, противостоять, конкурировать военной техникой других  стран. Именно вам, сегодняшним учащимся, предстоит развивать Россию, как мощное, сильное  государство. Государство, с которым бы считались и уважали.  Мы должны помнить, какой ценой нам далась победа, что наша страна дала мир всему Миру.  Уважайте старших, участников ВОВ, вдов, престарелых. Благодаря ним мы живем в одной из самых  сильных стран мира ­ в России!