урок по астрономии

Урок 18. Природа планет земной группы

Цели урока

Личностные: организовывать самостоятельную познавательную деятельность; выступать с презентацией результатов своей работы; принимать участие в общем обсуждении результатов выполнения работы.

Метапредметные:

использовать основы теории формирования Солнечной системы для объяснения особенностей планет земной группы; сравнивать планеты земной группы на основе выделенных критериев, объяснять причины различий планет земной группы; работать с текстом научного содержания, выделять главную мысль, обобщать информацию, представленную в неявном виде, характеризующую планеты земной группы.

Предметные:

указывать параметры сходства внутреннего строения и химического состава планет земной группы; характеризовать рельеф поверхностей планет земной группы; объяснять особенности вулканической деятельности и тектоники на планетах земной группы; описывать характеристики каждой из планет земной группы.

Основной материал

Основные характеристики планет земной группы (физические, химические), их строение, особенности рельефа и атмосферы. Спутники планет земной группы и их особенности. Происхождение спутни- ков. Сравнительная характеристика Марса, Венеры и Меркурия относительно Земли.

Методические акценты урока. Введением в урок является обсуждение результатов выполнения пра- ктической работы. Акцент при этом должен быть сделан на параметрах сходства планет земной груп- пы. Обсуждаются критерии объединения планет земной группы, сходство химического состава планет земной группы, этапы исследования планет земной группы.

Далее перед учащимися ставится задача определить специфические особенности каждой из планет земной группы, используя выделенные ранее (см. урок 16) критерии для анализа планет. Учащиеся делятся на три группы и выполняют следующие задания.

Группа 1. Охарактеризуйте Меркурий — наиболее близкую к Солнцу планету земной группы, ис- пользуя представленный план.

Группа 2. Охарактеризуйте Венеру — «утреннюю» и «вечернюю» звезду земного неба.

Группа 3. Охарактеризуйте Марс — первую планету, на которую планируется пилотируемый полет. После окончания учащимися самостоятельной работы организуется беседа, направленная на выяв- ление отличительных особенностей каждой из планет земной группы. При этом учитель направляет презентации учащимися результатов работы в русло сравнения характеристик каждой из планет с Землей, позволяя раскрывать уникальность каждой планеты земной группы (необходимо учесть, что об- суждение особенностей атмосферы Марса и Венеры наиболее актуально для следующего урока). Следует обратить внимание на интересные особенности планет.

При обсуждении характеристик Меркурия.

1.  Атмосфера Меркурия существует, но, в отличие от земной, пополняется за счет захвата атомов солнечного ветра и непрерывно рассеивается.

2.  Выраженная эллиптическая орбита приводит к тому, что на долготах 0 и 180 можно наблюдать три восхода и три захода Солнца.

3.  Значительная продолжительность солнечных суток — на экваторе планеты день и ночь сравнимы с меркурианским годом.

4.  По международному соглашению крупным кратерам присваиваются названия в честь выдаю- щихся деятелей гуманитарных наук и искусства. Среди них — М.  Ю.  Лермонтов,  А.  С.  Пушкин,  П. И. Чайковский и др.

При обсуждении характеристик Венеры.

1.  Атмосфера Венеры, первоначально сходная по химическому составу с атмосферами Земли и Марса, формировалась в условиях незначительного количества воды и в большей близости к Солнцу. Следстви- ем своеобразия атмосферы выступает явление «сумеречной дуги» — вблизи нижнего соединения Венеры  в  фазе  узкого  серпа  «рога»  удлиняются, а иногда и смыкаются друг с другом — и объясняет- ся преломлением солнечного света в атмосфере пла- неты.

2.  Направление вращения планеты противоположно вращениям всех планет земной группы и значительно медленнее, что обусловливает незначительное магнитное поле.

3.  Сравнительно недавно решена загадка периода обращения Венеры — радиолокационные наблюдения показывали 243-суточный период, снимки космических аппаратов в ультрафиолетовых лучах — 4-суточный период. Наблюдения с аэростатов, запущенных с АМС «Вега-1», «Вега-2» показали наличие широтных ветров в верхних слоях атмосферы с 4-су- точным периодом.

При обсуждении характеристик Марса.

1.  Движение спутников отличается друг от друга скоростью. Так, Фобос за один марсианский день более 3 раз успевает «обежать» вокруг планеты в прямом направлении, Деймос имеет меньшую, чем Марс, угловую скорость вращения, следовательно, восходит и заходит не каждый день.

2.  Вследствие выраженной эллиптической орби- ты планеты каждые 15—17 лет происходит Великое противостояние, когда планета максимально приближена к Земле.

Эксперименты, проводившиеся на планете биоло- гическими лабораториями по поиску следов органических соединений, с одной стороны, дали отрицательный результат. С другой стороны, полученные результаты были неожиданными, так как реакции, протекающие на Земле около полумесяца, в лабораторных условиях на Марсе завершались за двое су- ток, что, вероятно, связано с наличием в составе марсианского грунта сильно окисленных веществ.

При сравнении Земли и других планет земной группы важно акцентировать внимание учащихся на следующем:

—  углы наклона осей к плоскостям орбит у Земли и Марса обеспечивают смену времен года;

—  ни одна из планет земной группы не имеет спутников планетоидного типа (спутники Марса от- носятся к астероидным телам);

—  несмотря на наличие слабых магнитных полей планет земной группы, только у Земли магнитное поле достаточно для возникновения радиационных поясов;

—  азотно-кислородная атмосфера Земли резко отличается от углекислой атмосферы Венеры и Марса. Последний аспект завершает урок и является предпосылкой для следующего занятия — урока- дискуссии   «Парниковый  эффект:         польза           или

вред?».

Домашнее задание. § 18; подготовка сообщений к уроку-дискуссии по проблеме парникового эффекта; практическое задание.

Самой высокой горой на планете Земля считается Эверест. Ее высота достигает 8848 м. На других планетах Солнечной системы есть свои уникальные горные образования. Так, на Меркурии высота гор достигает 3 км, а на Венере 11 км. Но самые высокие во всей Солнечной системе горы на Марсе: Павонис (Павлин) — 14 км, Аскреус — 18 км, Арсия — 19 км и, наконец, Олимп — 21,2 км. Сила тяжести, плотность и состав горных пород являются ведущими факторами в образовании гор и их высот на любой планете.

1.  Оцените предельную высоту гор, учитывая, что форму горы можно принять конусообразной, плот- ность материала  горы  равной  плотности  планеты, а предельное давление, которое может выдержать горная порода, соответствует пределу прочности. (Примечание: при оценке высоты считать, что уско- рение свободного падения остается для космическо- го тела постоянным и равным ускорению свободного падения на поверхности планеты.)

2.     Используя данные, приведенные в таблице, проведите теоретические расчеты предельной высо- ты гор на Земле и Марсе и сравните их с практиче- скими значениями.

Комментарии для учителя к решению задания: пусть предельное давление, которое выдерживает горная порода, составляет р. Ему соответствует вели- чина предела прочности. Если гора имеет форму  ко-

нуса высотой Н с основанием площадью S, а ее плот-

ность , можно записать:

p = F = mg . Масса горы

S       S

конусообразной формы может быть определена как

m = V = 1 HS. Выразим высоту горы:

3

H  3 p .

g

Используем закон всемирного тяготения для опреде- ления ускорения свободного падения на поверх-

ности планеты: H 

3 pR2 . При расчете предельной

GM

высоты  гор  на  Земле  H  11 372 м,  для  Марса

H  29 626 м. Оба значения сопоставимы с практическими данными планет (соответственно 8848  м  и  21 200 м).

Темы проектов

1.  Сравнительная характеристика рельефа планет земной группы.

2.               Научные поиски органической жизни на Марсе.

3.           Органическая жизнь на планетах земной группы в произведениях писателей-фантастов.

4.  Атмосферное давление на планетах земной группы.

5.  Современные исследования планет земной группы АМС.

Задачи для подготовки к ЕГЭ по физике

1.  Радиус Марса составляет 0,53 земных радиуса, а масса — около 0,11 массы Земли. Определите ускорение свободного падения на Марсе, зная ускорение свободного падения на поверхности Земли.

2.  Средняя плотность Венеры 5200 кг/м3. Каково ускорение свободного падения на поверхности Венеры, если ее радиус превышает радиус Земли на чуть более чем 100 км?

3.  Определите массу Меркурия, если средний ра- диус планеты составляет 2420 км, а ускорение свободного падения на поверхности планеты 3,72 м/с2.

Интернет-ресурсы

http://www.astrogalaxy.ru/index.html — Проект

«Астрогалактика».

http://galaxy-science.ru/stati.html — Космиче- ский портал.

http://www.cosmos-journal.ru — Космос-журнал.

Скачано с www.znanio.ru