高中物理人教版選修3-5教案：《反衝運動 火箭》
高中物理人教版選修3-5教案：《反衝運動 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，藉助教案可以更好地組織教學活動。那麼應當如何寫教案呢？以下是小編收集整理的高中物理人教版選修3-5教案：《反衝運動 火箭》，供大家參考借鑑，希望可以幫助到有需要的朋友。
教學目標
一、知識目標
1、知道什麼是反衝運動，能舉出幾個反衝運動的例項；
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，理解什麼是反衝運動；
2、能結合動量守恆定律對反衝現象做出解釋；
3、進一步提高運用動量守恆定律分析和解決實際問題的能力
三、德育目標
1、透過實驗，分析得到什麼是反衝運動，培養學生善於從實驗中總結規律和熱心科學研究的興趣、勇於探索的品質。
2、透過介紹我國成功地研製和發射長征系列火箭的事實，結合我國古代對於火箭的發明和我國的現代火箭技術已跨入世界先進先烈，激發學生熱愛社會主義的情感。
教學重點
1、知道什麼是反衝。
2、應用動量守恆定律正確處理噴氣式飛機、火箭一類問題。
教學難點
如何應用動量守恆定律分析、解決反衝運動。
教學方法
1、透過觀察演示實驗，總結歸納得到什麼是反衝運動。
2、結合例項運用動量守恆定律解釋反衝運動。
教學用具
反衝小車、玻璃棒、氣球、酒精、反衝塑膠瓶等
課時安排
1課時
教學步驟
匯入新課
[演示]拿一個氣球，給它充足氣，然後鬆手，觀察現象。
[學生描述現象]釋放氣球后，氣球內的氣體向後噴出，氣球向相反的方向飛出。
[教師]在日常生活中，類似於氣球這樣的運動很多，本節課我們就來研究這種。
新課教學
（一）反衝運動 火箭
1、教師分析氣球所做的運動
給氣球內吹足氣，捏緊出氣孔，此時氣球和其中的氣體作為一個整體處於靜止狀態。鬆開出氣孔時，氣球中的氣體向後噴出，氣體具有能量，此時氣體和氣球之間產生相互作用，氣球就向前衝出。
2、學生舉例：你能舉出哪些物體的運動類似於氣球所作的運動？
學生：節日燃放的禮花。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象，叫反衝運動
4、分析氣球。火箭等所做的反衝運動，得到：
在反衝現象中，系統所受的合外力一般不為零；
但是反衝運動中如果屬於內力遠大於外力的情況，可以認為反衝運動中系統動量守恆。
（二）學生課堂用自己的裝置演示反衝運動。
1、學生做準備：拿出自己的在課下所做的反衝運動演示裝置。
2、學生代表介紹實驗裝置，並演示。
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衝出，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鑽一個小洞，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隻箭筒，再把旋轉系統放在頂軸上，往火箭筒內各注入約4 mL的酒精，並在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。點燃酒精棉球，片刻火箭筒內的酒精蒸氣從尾孔中噴出，並被點燃，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，在橡皮塞上鑽一孔，在塞上固定一隻腳踏車車胎上的進氣閥門，並在氣門芯內裝上小橡皮管，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：同學們透過自己設計的實驗裝置得到並演示了什麼是反衝運動，那麼反衝運動在實際生活中有什麼應用呢？下邊我們來探討這個問題。
（三）反衝運動的應用和防止
1、學生閱讀課文有關內容。
2、學生回答反衝運動應用和防止的例項。
學生：反衝有廣泛的應用：灌溉噴水器、反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭等都是反衝的重要應用。
學生：用槍射擊時，要用肩部抵住槍身，這是防止或減少反衝影響的例項。
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
衝的應用和防止做出解釋說明：
①對於灌溉噴水器，
當水從彎管的噴嘴噴出時，彎管因反衝而旋轉，可以自動地改變噴水的方向。
②對於反擊式水輪機：當水從轉輪的葉片中流出時，轉軸由於反衝而旋轉帶動發電機發電。
③對於噴氣式飛機和火箭，它們靠尾部噴出氣流的反衝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後發生反衝，槍身的反衝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，以減少反衝的影響。
教師：透過我們對幾個例項的分析，明確了反衝既有有利的一面，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：反衝現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裡面的一根細玻璃管，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。
現象：當管內的藥粉點燃時，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現代的火箭與古代火箭有什麼相同和不同之處？
③現代火箭主要用途是什麼？
④現代火箭為什麼要採用多級結構？
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，火藥點燃後生成的燃氣以很大速度向後噴出，火箭由於反衝而向前運動。
②現代火箭與古代火箭原理相同，都是利用反衝現象來工作的。
但現代火箭較古代火箭結構複雜得多，現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，後端有尾噴管，燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出，火箭就向前飛去。
③現代火箭主要用來發射探測儀器、常規彈頭或核彈頭，人造衛星或宇宙飛船，即利用火箭作為運載工具。
④在現代技術條件下，一級火箭的最終速度還達不到發射人造衛星所需要的速度，發射衛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，發射時先點燃第一級火箭，燃料用完工以後，空殼自動脫落，然後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，人造衛星、宇宙飛船等的發射工作，但火箭的級數不是越多越好，級數越多，構造越複雜，工作的可靠性越差，目前多級火箭一般都是三級火箭。
那麼火箭在燃料燃盡時所能獲得的最終速度與什麼有關係呢？
5、出示下列問題：
火箭發射前的總質量為M、燃料燃盡後的質量為m，火箭燃氣的噴射速度為v1，燃料燃盡後火箭的飛行速度v為多大？
[學生分析並解答]：
解：在火箭發射過程中，由於內力遠大於外力，所以動量守恆。
發射前的總動量為0，發射後的總動量為（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，射擊後炮身後退的距離是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，剩餘部分將獲得一個反向衝量而向相反方向運動，這種向相反方向的運動，通常叫做反衝運動。
2、對於反衝運動，所遵循的規律是動是守恆定律，在具體的計算中必須嚴格按動量守恆定律的解題步驟來進行。
3、反衝運動不僅存在於宏觀低速物體間，也存在於微觀高速物體。