高中物理人教版選修3-5教案：《反沖運動 火箭》
作為一名辛苦耕耘的教育工作者，就不得不需要編寫教案，借助教案可以更好地組織教學活動。那么應當如何寫教案呢？以下是小編收集整理的高中物理人教版選修3-5教案：《反沖運動 火箭》，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。
教學目標
一、知識目標
1、知道什么是反沖運動，能舉出幾個反沖運動的實例；
2、知道火箭的飛行原理和主要用途。
二、能力目標
1、結合實際例子，理解什么是反沖運動；
2、能結合動量守恒定律對反沖現(xiàn)象做出解釋；
3、進一步提高運用動量守恒定律分析和解決實際問題的能力
三、德育目標
1、通過實驗，分析得到什么是反沖運動，培養(yǎng)學生善于從實驗中總結規(guī)律和熱心科學研究的興趣、勇于探索的品質(zhì)。
2、通過介紹我國成功地研制和發(fā)射長征系列火箭的事實，結合我國古代對于火箭的發(fā)明和我國的現(xiàn)代火箭技術已跨入世界先進先烈，激發(fā)學生熱愛社會主義的情感。
教學重點
1、知道什么是反沖。
2、應用動量守恒定律正確處理噴氣式飛機、火箭一類問題。
教學難點
如何應用動量守恒定律分析、解決反沖運動。
教學方法
1、通過觀察演示實驗，總結歸納得到什么是反沖運動。
2、結合實例運用動量守恒定律解釋反沖運動。
教學用具
反沖小車、玻璃棒、氣球、酒精、反沖塑料瓶等
課時安排
1課時
教學步驟
導入新課
[演示]拿一個氣球，給它充足氣，然后松手，觀察現(xiàn)象。
[學生描述現(xiàn)象]釋放氣球后，氣球內(nèi)的氣體向后噴出，氣球向相反的方向飛出。
[教師]在日常生活中，類似于氣球這樣的運動很多，本節(jié)課我們就來研究這種。
新課教學
（一）反沖運動 火箭
1、教師分析氣球所做的運動
給氣球內(nèi)吹足氣，捏緊出氣孔，此時氣球和其中的氣體作為一個整體處于靜止狀態(tài)。松開出氣孔時，氣球中的氣體向后噴出，氣體具有能量，此時氣體和氣球之間產(chǎn)生相互作用，氣球就向前沖出。
2、學生舉例：你能舉出哪些物體的運動類似于氣球所作的運動？
學生：節(jié)日燃放的禮花。噴氣式飛機。反擊式水輪機。火箭等做的運動。
3、同學們概括一下上述運動的特點，教師結合學生的敘述總結得到：
某個物體向某一方向高速噴射出大量的液體，氣體或彈射出一個小物體，從而使物體本身獲得一反向速度的現(xiàn)象，叫反沖運動
4、分析氣球。火箭等所做的反沖運動，得到：
在反沖現(xiàn)象中，系統(tǒng)所受的合外力一般不為零；
但是反沖運動中如果屬于內(nèi)力遠大于外力的情況，可以認為反沖運動中系統(tǒng)動量守恒。
（二）學生課堂用自己的裝置演示反沖運動。
1、學生做準備：拿出自己的在課下所做的反沖運動演示裝置。
2、學生代表介紹實驗裝置，并演示。
學生甲：
裝置：在玻璃板上放一輛小車，小車上用透明膠帶粘中一塊浸有酒精的棉花。
實驗做法：點燃浸有酒精的棉花，管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出，同時看到小車沿相反方向運動。
學生乙：
裝置：二個空摩絲瓶，在它們的底部用大號縫衣針各鉆一個小洞，這樣做成二個簡易的火箭筒，在鐵支架的立柱端裝上頂軸，在放置臂的兩側各裝一只箭筒，再把旋轉系統(tǒng)放在頂軸上，往火箭筒內(nèi)各注入約4 mL的酒精，并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。點燃酒精棉球，片刻火箭筒內(nèi)的酒精蒸氣從尾孔中噴出，并被點燃，這時可以看到火箭旋轉起來。
學生丙：用可樂瓶做一個水火箭，方法是用一段吸管和透明膠帶在瓶上固定一個導向管，瓶口塞一橡皮塞，在橡皮塞上鉆一孔，在塞上固定一只自行車車胎上的進氣閥門，并在氣門芯內(nèi)裝上小橡皮管，在瓶中先注入約1/3體積的水，用橡皮塞把瓶口塞嚴，將尼龍線穿過可樂瓶上的導向管，使線的一端拴在門的上框上，另一端拴在板凳腿上，要使線拉直，將瓶的進氣閥與打氣筒相接，向筒內(nèi)打氣到一定程度時，瓶塞脫開，水從瓶口噴出，瓶向反方向飛去。
過渡引言：同學們通過自己設計的實驗裝置得到并演示了什么是反沖運動，那么反沖運動在實際生活中有什么應用呢？下邊我們來探討這個問題。
（三）反沖運動的應用和防止
1、學生閱讀課文有關內(nèi)容。
2、學生回答反沖運動應用和防止的實例。
學生：反沖有廣泛的應用：灌溉噴水器、反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭等都是反沖的重要應用。
學生：用槍射擊時，要用肩部抵住槍身，這是防止或減少反沖影響的實例。
3、用多媒體展示學生所舉例子。
4、要求學生結合多媒體展示的物理情景對幾個物理過程中反
沖的應用和防止做出解釋說明：
①對于灌溉噴水器，
當水從彎管的噴嘴噴出時，彎管因反沖而旋轉，可以自動地改變噴水的方向。
②對于反擊式水輪機：當水從轉輪的葉片中流出時，轉軸由于反沖而旋轉帶動發(fā)電機發(fā)電。
③對于噴氣式飛機和火箭，它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得很大的速度。
④用槍射擊時，子彈向前飛去槍身向后發(fā)生反沖，槍身的反沖會影響射擊的準確性，所以用步槍時我們要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響。
教師：通過我們對幾個實例的分析，明確了反沖既有有利的一面，同時也有不利的一面，在看待事物時我們要學會用一分為二的觀點。
我們知道：反沖現(xiàn)象的一個重要應用是火箭，下邊我們一認識火箭：
（四）火箭：
1、演示：把一個廢舊白熾燈泡敲碎取出里面的一根細玻璃管，往細玻璃管裝由火柴刮下的藥粉，把細管放在支架上，用火柴或其他辦法給細管加熱。
現(xiàn)象：當管內(nèi)的藥粉點燃時，生成的燃氣從細口迅速噴出，細管便向相反方向飛去。教師講述：上述裝置就是火箭的原理模型。
2、多媒體演示古代火箭，現(xiàn)代火箭的用途及多級火箭的工作過程，同時學生邊看邊閱讀課文。
3、用實物投影儀出示閱讀思考題：
①介紹一下我國古代的火箭。？
②現(xiàn)代的火箭與古代火箭有什么相同和不同之處？
③現(xiàn)代火箭主要用途是什么？
④現(xiàn)代火箭為什么要采用多級結構？
4、學生解答上述問題：
①我國古代的火箭是這樣的：
在箭上扎一個火藥筒，火藥筒的.前端是封閉的，火藥點燃后生成的燃氣以很大速度向后噴出，火箭由于反沖而向前運動。
②現(xiàn)代火箭與古代火箭原理相同，都是利用反沖現(xiàn)象來工作的。
但現(xiàn)代火箭較古代火箭結構復雜得多，現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料兩大部分組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出，火箭就向前飛去。
③現(xiàn)代火箭主要用來發(fā)射探測儀器、常規(guī)彈頭或核彈頭，人造衛(wèi)星或宇宙飛船，即利用火箭作為運載工具。
④在現(xiàn)代技術條件下，一級火箭的最終速度還達不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需要的速度，發(fā)射衛(wèi)星時要使用多級火箭。
用CAI課件展示多級火箭的工作過程：
多級火箭由章單級火箭組成，發(fā)射時先點燃第一級火箭，燃料用完工以后，空殼自動脫落，然后下一級火箭開始工作。
教師介紹：多級火箭能及時把空殼拋掉，使火箭的總質(zhì)量減少，因而能夠達到很高的溫度，可用來完成洲際導彈，人造衛(wèi)星、宇宙飛船等的發(fā)射工作，但火箭的級數(shù)不是越多越好，級數(shù)越多，構造越復雜，工作的可靠性越差，目前多級火箭一般都是三級火箭。
那么火箭在燃料燃盡時所能獲得的最終速度與什么有關系呢？
5、出示下列問題：
火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M、燃料燃盡后的質(zhì)量為m，火箭燃氣的噴射速度為v1，燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大？
[學生分析并解答]：
解：在火箭發(fā)射過程中，由于內(nèi)力遠大于外力，所以動量守恒。
發(fā)射前的總動量為0，發(fā)射后的總動量為（M-m）v-mv1（以火箭的速度方向為正方向）則：（M-m）v-mv1=0
師生分析得到：燃料燃盡時火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質(zhì)量比M/m決定。
鞏固訓練 水平方向射擊的大炮，炮身重450 kg，炮彈射擊速度是450 m/s，射擊后炮身后退的距離是45 cm，則炮受地面的平均阻力是多大？
小結
1、當物體的一部分以一定的速度離開物體時，剩余部分將獲得一個反向沖量而向相反方向運動，這種向相反方向的運動，通常叫做反沖運動。
2、對于反沖運動，所遵循的規(guī)律是動是守恒定律，在具體的計算中必須嚴格按動量守恒定律的解題步驟來進行。
3、反沖運動不僅存在于宏觀低速物體間，也存在于微觀高速物體。
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