反沖火箭教案

反沖火箭教案反沖火箭教案1教學(xué)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(jié)合實際例子，理解什么是反沖運動；2、能結(jié)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(xué)生善于從實驗中總結(jié)規(guī)律和熱心科學(xué)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(jié)合我國古代對于火箭的發(fā)明和我國的現(xiàn)代火箭技術(shù)已跨入世界先進先烈，激發(fā)學(xué)生熱愛社會主義的情感。教學(xué)重點1、知道什么是反沖。2、應(yīng)用動量守恒定律正確處理噴氣式飛機、火箭一類問題。教學(xué)難點如何應(yīng)用動量守恒定律分析、解決反沖運動。教學(xué)方法1、通過觀察演示實驗，總結(jié)歸納得到什么是反沖運動。2、結(jié)合實例運用動量守恒定律解釋反沖運動。教學(xué)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(xué)步驟導(dǎo)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(xué)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(xué)（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(xué)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(xué)生：節(jié)日燃放的禮花。噴氣式飛機。反擊式水輪機?；鸺茸龅倪\動。3、同學(xué)們概括一下上述運動的特點，教師結(jié)合學(xué)生的敘述總結(jié)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?；鸺人龅姆礇_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(xué)生課堂用自己的裝置演示反沖運動。1、學(xué)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(xué)生代表介紹實驗裝置，并演示。學(xué)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(xué)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(cè)各裝一只箭筒，再把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)放在頂軸上，往火箭筒內(nèi)各注入約4mL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(zhuǎn)起來。學(xué)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(dǎo)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(dǎo)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(xué)們通過自己設(shè)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(yīng)用呢？下邊我們來探討這個問題。（三）反沖運動的應(yīng)用和防止1、學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容。2、學(xué)生回答反沖運動應(yīng)用和防止的實例。學(xué)生：反沖有廣泛的應(yīng)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(yīng)用。學(xué)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(xué)生所舉例子。4、要求學(xué)生結(jié)合多媒體展示的物理情景對幾個物理過程中反沖的應(yīng)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)輪的葉片中流出時，轉(zhuǎn)軸由于反沖而旋轉(zhuǎn)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(xué)會用一分為二的觀點。我們知道：反沖現(xiàn)象的一個重要應(yīng)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?，F(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(xué)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(jié)構(gòu)？4、學(xué)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(jié)構(gòu)復(fù)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(shù)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(dǎo)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(gòu)造越復(fù)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(guān)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(xué)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(xùn)練水平方向射擊的大炮，炮身重450kg，炮彈射擊速度是450m/s，射擊后炮身后退的距離是45cm，則炮受地面的平均阻力是多大？小結(jié)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。反沖火箭教案2★新課標要求（一）知識與技能1．進一步鞏固動量守恒定律2．知道反沖運動和火箭的工作原理，了解反沖運動的應(yīng)用3．了解航天技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用（二）過程與方法理解反沖運動的物理實質(zhì)，能夠運用動量守恒定律分析、解決有關(guān)反沖運動的問題。（三）情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力，發(fā)掘?qū)W生探索新知識的潛能?！锝虒W(xué)重點運用動量守恒定律認識反沖運動的物理實質(zhì)★教學(xué)難點動量守恒定律的應(yīng)用?！锝虒W(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流?！锝虒W(xué)用具：鋁箔紙，火柴和支架，反擊式水輪機轉(zhuǎn)輪的原理模型，禮花，有關(guān)航天發(fā)射、空間站等的錄像帶剪輯，投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備?！镎n時安排1課時★教學(xué)過程（一）引入新課教師：用實驗方法引入新課：〖演示實驗1〗老師當眾吹一個氣球，然后，讓氣球開口向自己放手，看到氣球直向?qū)W生飛去，人為制造一點“驚險氣氛”，活躍課堂氛圍?！佳菔緦嶒?〗用薄鋁箔卷成一個細管，一端封閉，另一端留一個很細的口，內(nèi)裝由火柴頭上刮下的藥粉，把細管放在支架上，用火柴或其他辦法給細管加熱，當管內(nèi)藥粉點燃時，生成的燃氣從細口迅速噴出，細管便向相反的方向飛去?！佳菔緦嶒?〗把彎管裝在可以旋轉(zhuǎn)的盛水容器的下部，當水從彎管流出時，容器就旋轉(zhuǎn)起來。提問：實驗1、2中，氣球、細管為什么會向后退呢？實驗3中，細管為什么會旋轉(zhuǎn)起來呢？看起來很小的幾個實驗，其中包含了很多現(xiàn)代科技的基本原理：如火箭的發(fā)射，人造衛(wèi)星的上天，大炮發(fā)射等。應(yīng)該如何去解釋這些現(xiàn)象呢？這節(jié)課我們就學(xué)習(xí)有關(guān)此類的問題。（二）進行新課一、反沖運動1、反沖運動一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩部分，一部分向某個方向運動，另外一個部分必然向相反方向運動，這個現(xiàn)象叫反沖運動。（1）分析：細管為什么會向后退？教師：引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)書本，展開討論，得出結(jié)論：當氣體從管內(nèi)噴出時，它具有動量，由動量守恒定律可知，細管會向相反方向運動。（2）分析：反擊式水輪機的工作原理：當水從彎管的噴嘴噴出時，彎管因反沖而旋轉(zhuǎn)，這是利用反沖來造福人類，象這樣的情況還很多。2．反沖運動遵循的規(guī)律反沖運動是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果，雖然有時系統(tǒng)所受的合外力不為零，但由于系統(tǒng)內(nèi)力遠遠大于外力，所以系統(tǒng)的總動量是守恒的。3．反沖運動的應(yīng)用實例(1)利用有益的反沖運動反擊式水輪機是使水從轉(zhuǎn)輪的葉片中流出，使轉(zhuǎn)輪由于反沖而旋轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)電機發(fā)電。噴氣式飛機是靠噴出的氣流的反沖作用而獲得巨大的速度，等等。(2)避免有害的反沖運動射擊時，子彈向前飛去，槍身向后發(fā)生反沖，這就會影響射擊準確性等。學(xué)生：交流，舉例，并說明其工作原理。如：噴氣式飛機、我國人民引以為榮的運載火箭等?！纠?】一個靜止的質(zhì)量為M的不穩(wěn)定原子核，放射出一個質(zhì)量為m的粒子，(1)粒子離開原子核時速度為v0，則原子核剩余部分的速率等于。(2)粒子離開原子核時相對原子核的速度為v0，則原子核剩余部分的速率等于。[解析]由于放射過程極短，放射過程中其他外力的沖量均可不計，整個原子核系統(tǒng)動量守恒。(1)設(shè)剩余部分對地的反沖速度為v/,由于原子核原來靜止，故后來粒子的動量大小等于剩余部分的動量大小，即有mvo=(M—m)v/解得;v/=mvo/(M—m)(2)設(shè)剩余部分對地的反沖速度為v/，則粒子的對地速率為v=v?！獀/。由于原子核原來靜止，故后來粒子的動量大小等于剩余部分的動量大小，即有m(vo—v/)=(M—m)v/所以v/=mv0/M即剩余部分速率為mvo/M。[點評)注意將粒子的相對速度轉(zhuǎn)化為絕對速度，如果明確了各速度的方向，則相對速度可確定為兩種情況：當兩者同向時，相對速率為兩者速率之差；兩者反向時，相對速率為兩者速率之和，這樣可將矢量式轉(zhuǎn)化為標量式。教師：為了使學(xué)生對反沖運動有更深刻的印象，此時再做一個發(fā)射禮花炮的實驗。學(xué)生：分析，禮花為什么會上天？教師：在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上進行小結(jié)——火箭就是根據(jù)這個原理制成的。二、火箭教師：指導(dǎo)學(xué)生看書，對照書上“三級火箭”圖，介紹火箭的基本構(gòu)造和工作原理。1．發(fā)射火箭的原理火箭是利用了反沖原理，發(fā)射火箭時，尾管中噴射出的高速氣體有動量，根據(jù)動量守恒定律，火箭就獲得向上的動量，從而向上飛去。即mΔv+Δmu=0，解得Δu=—Δmu/m。2．決定火箭性能的參數(shù)根據(jù)Δv=—Δmu/m可知，火箭性能晌參數(shù)與噴氣速度u和火箭質(zhì)量比Δm/m有關(guān)，一般u在20xx~4000m／s，質(zhì)量之比小于10。3．用多級火箭發(fā)射衛(wèi)星獲得所需速度目前多級火箭一般都是三組火箭。因為三組火箭能達到目前發(fā)射人造衛(wèi)星的需求，又因級數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并難以控制，因此降低了性能的可靠性，難以達到預(yù)期的目的。播放課前準備的有關(guān)衛(wèi)星發(fā)射、“和平號”空間站、“探路者”號火星探測器以及我國“神舟號”飛船等電視錄像，使學(xué)生不僅了解航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行的知識，而且要學(xué)生知道，我國的航天技術(shù)已經(jīng)跨入了世界先進行列，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。教師：在此基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課后閱讀材料——《航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行》?！纠?】運送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后，火箭做加速運動的原因是()A．燃料推動空氣，空氣的反作用力推動火箭B．火箭發(fā)動機用力將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出，氣體的反作用力推動火箭C．火箭吸入空氣，然后向后排出，空氣對火箭的反作用力推動火箭D．火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱周圍空氣，空氣膨脹推動火箭[解析]火箭的工作原理是利用反沖運動，是火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出時，使火箭獲得反沖速度，故正確答案為選項B。[答案]B[點評]本題考查了火箭的工作原理，要注意與火箭發(fā)生相互作用的是火箭噴出的燃氣，而不是外界的空氣。而與帶螺旋槳的直升機發(fā)生相互作用的才是空氣，應(yīng)注意兩者的區(qū)別。（三）課堂小結(jié)教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動：認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。解釋章魚游泳時應(yīng)用什么物理原理？點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（四）作業(yè)：“問題與練習(xí)”1～3題★教學(xué)體會思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月?！镎n后思考反沖火箭教案3活動難點：啟發(fā)幼兒運用科學(xué)的思維方式推斷火箭上天的基本原理?；顒訙蕚洌?、幼兒人手1個氣球，每組1個裝有小口瓶子的木板自制船。2、火箭發(fā)射升空的圖片1張。3、已學(xué)會畫簡單的火箭。活動過程：1、教師指導(dǎo)幼兒實驗，通過實驗引出活動內(nèi)容。操作方法：小朋友將裝滿氣的氣球松開口，