高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册反冲现象火箭表格教案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册反冲现象火箭表格教案设计，共3页。教案主要包含了新课引入，新课教学，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
物理
年级
高二
学期
秋季
课题
反冲现象 火箭
教科书
书 名：物理选择性必修一教材
出版社：人民教育出版社 出版日期：2022年7月
教学目标
1.通过实际生活中认识反冲运动，知道火箭的发射是反冲现象。
2.能结合动量守恒定律对常见的反冲现象做出解释。
3.了解我国的航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的自信。
教学内容
教学重点：
1.通过动量守恒定律认识反冲运动的实质。
2.应用动量守恒定律解决反冲运动问题。
教学难点：
1.运用动量守恒定律对反冲运动进行定量计算
教学过程
一、新课引入
1.（播放视频）鱼在水中游动，通过摆动尾巴获得动力，乌贼没有尾巴，它又是怎样游动的呢？
乌贼在海洋中顺利的转身和加速前行的过程中，漏斗部向后喷水的同时获得向前
的动力。乌贼的游动体现了什么物理原理？
军营中火炮发射的震撼场景
以上两个例子，他们都有一个共同点，通过相互作用在短时间内获得一个巨大的动力。根据上节课的学习，这类情况都是属于系统的内力很大，外力可以忽略，可用动量守恒进行解释。
二、新课教学
（一）反冲现象
1.分析发射的炮弹的特点，对反冲进行定义
射击前，炮弹静止在炮筒中，它们的总动量为0，炮身射出后以很大的速度向前运动，根据动量守恒定律，炮身必向后运动。只是由于炮身的质量远大于炮弹的质量，所以炮身向后的速度很小。炮身的这种后退运动叫做反冲。
2.我们从动量和能量两个角度来分析反冲现象
（1）从动量角度分析，系统不受外力，或者内力远远大于外力，系统动量守恒。
（2）从能量角度分析，有其他形式的能转化为动能，系统动能增加。
3.反冲的影响和应用
（1）反冲的影响
在实际中常常需要考虑反冲现象的影响，例如用枪击射击时，子弹向前飞，枪身发生反冲向后运动，枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把抢抵在肩膀，以减少反冲的影响。
火炮发射装置安装止退犁，这个装置的目是为了防止车身后退，达到稳定车身的效果，减少反冲的影响，有助于提高射击精度。
（2）反冲的应用
实际生产、生活中应用反冲现象的例子很多，例如农田、园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转，这是因为喷口的朝向略有倾斜，水从喷口喷出时，喷管因反冲而旋转，这样可以自动改变喷水的方向。这也是反冲原理的应用。
（3）做一做：（视频）该视频拍摄于浙江省科技馆中的螺旋桨推力展品。小朋友骑行过程中，桨叶旋转，往后推动空气，从而获得空气对桨叶往前的动力，从而使车前行，这也是应用了反冲的原理。
（二）、火箭
（视频）视频展示长征二号F火箭发射的过程。
1.提出问题：火箭获得的速度大小和哪些因素有关？
2.建构物理模型：设火箭发射前的总质量是M，在极短的时间∆t内喷射燃气的质量∆m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u，求火箭在这样一次喷气后增加的速度∆v
3.分析并解决实际问题：
在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以该过程动量守恒。以喷气前的火箭为参考系，火箭和燃气为系统，取火箭的速度增量的方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，
根据动量守恒：0=（M－Δm）Δv- Δmu
化简之后得到：
∆v=∆mM－Δmu
上式表明，火箭喷出的燃气的速度u越大，火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度∆v就越大。
因此，火箭要获得更大的速度增量，可以通过两个途径：一是增加喷出燃气的速度，二是增大火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比。
实际上，现代火箭发动机的喷气速度通常在2000-5000m/s，但是质量比也不是越大越好，一般不超过10，这样达不到发射人造地球卫星7.9km/s的速度。为了解决这个问题，科学家提出了多级火箭的概念，把火箭一级一级接在一起，第一级燃料用完就把箭体抛弃，再第二级开始工作，这样一级一级的连起来，理论上火箭的速度可以提高很大，但是级数太多，连接机构和控制机构的质量会增加很大，可靠性也会降低，因此常见的都是3级发射。
（播放视频）火箭多级发射的过程。
三、课堂小结