高中物理5 反冲运动 火箭教学设计

这是一份高中物理5 反冲运动 火箭教学设计，共6页。教案主要包含了反冲运动，火箭等内容，欢迎下载使用。
16．5  反冲运动  火箭★新课标要求（一）知识与技能1．进一步巩固动量守恒定律2．知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用3．了解航天技术的发展和应用（二）过程与方法 理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。 （三）情感、态度与价值观培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。★教学重点运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质 ★教学难点动量守恒定律的应用．★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。★教学用具：铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理模型，礼花，有关航天发射、空间站等的录像带剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时 ★教学过程（一）引入新课教师：用实验方法引入新课：〖演示实验1〗老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。〖演示实验2〗用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。〖演示实验3〗把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢？实验3中，细管为什么会旋转起来呢？看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢？这节课我们就学习有关此类的问题。（二）进行新课 一、反冲运动1、反冲运动一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另外一个部分必然向相反方向运动，这个现象叫反冲运动。（1）分析：细管为什么会向后退？教师：引导学生自学书本，展开讨论，得出结论：当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。（2）分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。2．反冲运动遵循的规律    反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量是守恒的。3．反冲运动的应用实例    (1)利用有益的反冲运动    反击式水轮机是使水从转轮的叶片中流出，使转轮由于反冲而旋转，从而带动发电机发电。    喷气式飞机是靠喷出的气流的反冲作用而获得巨大的速度，等等。    (2)避免有害的反冲运动   射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性等。学生：交流，举例，并说明其工作原理。如：喷气式飞机、我国人民引以为荣的运载火箭等。 【例1】一个静止的质量为M的不稳定原子核，放射出一个质量为m的粒子，         (1)粒子离开原子核时速度为v0，则原子核剩余部分的速率等于           。(2)粒子离开原子核时相对原子核的速度为v0，则原子核剩余部分的速率等于           。[解析]  由于放射过程极短，放射过程中其他外力的冲量均可不计，整个原子核系统动量守恒。(1) 设剩余部分对地的反冲速度为v/,由于原子核原来静止，故后来粒子的动量大小等于剩余部分的动量大小，    即有    mvo=(M—m)v/    解得;v/= mvo/(M—m)(2)设剩余部分对地的反冲速度为v/，则粒子的对地速率为v=v。—v/。由于原子核原来静止，故后来粒子的动量大小等于剩余部分的动量大小，    即有    m(vo—v / )=(M—m)v /   所以v /=mv0/M    即剩余部分速率为mvo/M。 [点评)  注意将粒子的相对速度转化为绝对速度，如果明确了各速度的方向，则相对速度可确定为两种情况：当两者同向时，相对速率为两者速率之差；两者反向时，相对速率为两者速率之和，这样可将矢量式转化为标量式。教师：为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再做一个发射礼花炮的实验。学生：分析，礼花为什么会上天？教师：在学生回答的基础上进行小结——火箭就是根据这个原理制成的。二、火箭教师：指导学生看书，对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理。1．发射火箭的原理    火箭是利用了反冲原理，发射火箭时，尾管中喷射出的高速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，从而向上飞去。    即    mΔv+Δmu=0，    解得    Δu= —Δmu/m。2．决定火箭性能的参数    根据Δv= —Δmu/m可知，火箭性能晌参数与喷气速度u和火箭质量比Δm/m有关，一般u在2000~4000m／s，质量之比小于10。3．用多级火箭发射卫星获得所需速度    目前多级火箭一般都是三组火箭。因为三组火箭能达到目前发射人造卫星的需求，又因级数越多，结构越复杂，并难以控制，因此降低了性能的可靠性，难以达到预期的目的。播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情。         教师：在此基础上，指导学生阅读课后阅读材料——《航天技术的发展和宇宙航行》。【例2】运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是    (    )    A．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭   B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭    C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭    D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭    [解析]  火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故正确答案为选项B。   [答案]  B    [点评]  本题考查了火箭的工作原理，要注意与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃气，而不是外界的空气。而与带螺旋桨的直升机发生相互作用的才是空气，应注意两者的区别。（三）课堂小结教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。解释章鱼游泳时应用什么物理原理？点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）作业：“问题与练习”1～3题★教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。★课后思考