Конспект урока «Определение расстояний до тел Солнечной системы и их размеров» по физике для 11 класса

1мин

Слайд 1

2. Постановка задач к уроку

Сегодня необычный урок: перед вами 2 учителя - физики и математики, и значит рассматривать, сегодняшнюю тему мы будем с двух сторон.

Уч. физики:

Откройте тетради, запишите тему.

Тема урока: «Определение расстояний до тел Солнечной системы и их размеры»

Повторение Давайте посмотрим фильм и вспомним – каково строение Солнечной системы? Основываясь на знании строения Солнечной системы, вы ответите на вопросы?

Смотрите внимательно.

Демонстрация фильма.

Сколько планет включает в себя Солнечная система?

Назовите эти планеты

Назовите самую большую планету Солнечной системы

Назовите самую маленькую планету Солнечной системы

Кто впервые оценил размер Земли  в III веке до  н.э.?

Какой прибор изобрёл Эратосфен для измерения зенитного расстояния Солнца?

2мин

Слайды

2-7

3. Актуализация знаний.

Уч. физики: Мы с вами уже изучали как измерили радиус Земли. Эратосфен наблюдал в Сиене (Асуан), как Солнце проходит в день солнечного солнцестояния через зенит, и его можно видеть даже в глубоких колодцах.

А в Александрии, расположенной на расстоянии 5000 стадий,

с помощью специального прибора, который он назвал «скафис», определил, что Солнце отстоит от вертикали на 1/50 долей окружности (7,2°).

Уч. математики: Обозначив через х длину окружности земного шара Эратосфен составил пропорцию, исходя из следующих соображений: длина окружности земного шара во столько раз больше расстояния между городами( 5000стадий), во сколько раз 360 градусов больше 7,2 градуса. Ребята составте эту пропорцию и найдите х

Работа в группах , после проверка работ (правильные ответы на слайде).

1 человек работает у доски.

Таким образом, он определил  длину окружности Земли в 250 000 стадий (40000 км).

А как можно измерить радиус Земли, если мы знаем длину окружности Земли?

Длину окружности можно определить по формуле с=2πR, следовательно R = C/2π

Если длина окружности Земли равна 40 000км, то радиус Земли равен

R=40000км/2π = 6378км

1 человек работает у доски (правильные ответы на слайде).

Вопросы с/з и За экраном.

Кто хочет к доске.

Кто хочет ответить?

Иди к доске К………

Ответь А………….

Зарядка для глаз

7мин

Слайды

8 - 14

IV.Изучение нового материала по физике.

Уч. физики: Небесные светила являются недоступными для точного измерения, а человеку всегда хотелось знать о том, каково расстояние между планетами. Как быть? На этот вопрос готова ответить математика.

Уч. математики: Допустим, надо измерить расстояние от В до недоступной точки А.

Из точек С и В угломерным геодезическим инструментом измеряют углы. Расстояние ВС тоже можно измерить. Таким образом, в треугольнике АВС известны углы и сторона ВС. КАК НАЙТИ ДРУГИЕ СТОРОНЫ ТРЕУГОЛЬНИКА? А если угол АВС прямой? Чему равен Sin угла А? Сторона АС равна.

(Ребята получают формулу АС = ВС/sin)

Отрезок АС, длина которого тщательно измерена, называется базисом.

Угол АВС, под которым из недоступного места виден базис, называется параллаксом.

Аналитико синтетический метод

Послушайте!

Прочитаем.

… Параллакс

Па- ра- ллакс

Пара- ллакс

Параллакс

Прочитай К…….,

Прочитай Н……..

Уч. физики:

При определении расстояний до тел солнечной системы в качестве базиса используют радиус Земли, т.е. АC = R_з = 6378 км

Запишем это в тетрадь.
Угол АВС, под которым из недоступного места виден базис, называется параллаксом и обозначается – р.

. Параллакс – угол, под которым со светила, находящегося на горизонте, виден радиус Земли.

Запишем в тетрадь определение

Определите расстояние от Земли до Луны, по известным базису (R _з = 6378 км.) и параллаксу для Луны (р₀ = 0⁰57^I).

Решение задачи на доске и в тетрадях.

При определении расстояний до ближайших звезд за базис принимают большую полуось земной орбиты, т.е.

АС = 150 000 000 км = 1 а.е. (1 астрономическая единица)

Угол, под которым радиус земной орбиты, перпендикулярный лучу зрения, виден из звезды, называется годичным параллаксом.

Тогда расстояние r до звезды равно: r = a / sinp

Годичный параллакс всех звёзд очень мал: он всегда меньше 1^"

Годичный параллакс Проксима Центавра (ближайшая к нам звезда) равен 0,76^"

Годичный параллакс Веги (α Лиры) равен 0, 12^"

Зная расстояние до светила D, можно определить, например, радиус светила, если измерить угловой радиус р.

Угловой радиус - это угол, под которым с Земли виден радиус светила.

Запишем в тетрадь определение

Определим радиус светила R.

Из прямоугольного треугольника R=D*Sinp, а расстояние до светила D = R_з /Sinp₀.

Подставив D в формулу для R, получим: R = R_з Sinp/Sinp₀

Углы р и р₀ - малые углы, поэтому можно записать:

R = R_з *р/р₀

Горизонтальный параллакс Луны р0 = 0⁰57^'

Угловой радиус Луны р = 15^I30^II

Радиус Луны Rл = р / р₀ * Rземли

Следовательно, радиус Луны равен:

Rл=15,5/57*6378км = 0,27*6378км=1734км

Радиолокационный способ измерения расстояний.

Сейчас в астрономии используют радиолокационный способ измерения расстояний, который был разработан советскими физиками Л.И. Мандельштамом и Н.Д. Папалекси

Суть радиолокационного способа в том, чтобы измерить время, за которое посланный к небесному телу луч пройдет путь до объекта и обратно. За скорость распространения волны в космосе принимают скорость света 300 000км/с. Тогда расстояние до небесного тела можно определить по формуле

D = V_света * t / 2

Лазерный способ измерения расстояний.

В 1969 г. произведена первая лазерная локация Луны квантовым генератором (лазером). Зеркала для отражения лазерного луча на Луне установили астронавты США. Точность измерения составляет ±30см. Лазерные уголковые отражатели работают и сейчас.

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ ЗВЁЗД И ПЛАНЕТ

Давайте посмотрим видео.

http://www.astrolab.ru/cgi-bin/kz.cgi?id=113

20мин

Слайды

15 - 34

5. Закрепление изученного материала

Выполнение задания в форме игры. «Вопрос-ответ». 

1. Назовите самую большую известную звезду.

Цефея.

2. Галактика, в которой находится Солнечная система называется...

Млечный Путь.

3. Назовите планеты земной группы.

Меркурий, Венера, Земля и Марс.

4.Назовите планеты – гиганты

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

5. Угол, под которым с наблюдаемого светила виден радиус Земли, перпендикулярный лучу зрения, называется...

горизонтальный параллакс.

6. Что принимается за базис при определении расстояний до тел Солнечной системы?

Радиус Земли.

7. Астрономическая единица (а.е.) равна...

≈ 150 млн км.

6мин

Слайды

35-36

5. Домашнее задание

Упражнение 6.5 стр.164

1мин

Слайд 37

5. Подведение итогов. Рефлексия.

Сегодня на уроке мы ещё раз убедились в том, что существует тесная связь физики и математики. Без математики, а именно геометрии и тригонометрии, невозможно бы было решение многих практических физических задач.

Повторили с вами строение Солнечной системы, как измерил радиус Земли Эратосфен.

Измерили расстояние до Луны и нашли радиус Луны

- Что мы делали сегодня на уроке?

Мы смотрели видео, отвечали на вопросы, изучали новую тему

-Какую тему мы изучали на уроке?

Определение расстояний до тел Солнечной системы и их размеры

-Что нового вы узнали?

Кто сегодня работал хорошо, кто отлично?

Какую оценку можем поставить?

У кого какие оценки?

А насколько хорошо вы сегодня поработали, нам покажет табличка «для меня сегодняшний урок…» заполните ее, и оставьте на столах.

Рефлексия «для меня сегодняшний урок…»

Нужно подчеркнуть в таблице фразы, характеризующие работу ученика на уроке по трем направлениям.

УРОК

Урок окончен. Спасибо! До свидания!

3мин