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16.5 反冲运动 火箭 教案


物理选修 3-5 第十六章 动量守恒定律 课 题 主备人 教 学 目 标 反冲运动 火箭 常静云 审稿人

16.5 反冲运动 火箭 组长签字

1 课时

1、了解反冲运动的概念和反冲运动的一些应用。 知识与技能 2、理解反冲运动的原理。 3、能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题。 4、了解火箭的工作原理和决定火箭最终速度大小的因素。 过程与方法 通过观察反冲现象,寻找它们共同规律的过程培养学生的观察能力和发现问题 的能力。 情感态度价值观 体会物理知识来源于生活而又应用于生活的特点,培养学生主动探究、乐于探 究的品质。

重点难点

重点:用动量守恒定律对反冲运动进行解释。 难点:动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。

学习方法 教学方法 教学用具

自主学习---合作学习----探究学习 目标诱导—学生自学—展示交流—精讲点拔—当堂训练—小结拓展 多媒体 、气球

目标诱导--学生自学 【探究一】 (小组讨论) 教 学 过 程 演示一:释放充了气的气球,气球喷气的同时向前“窜”。 演示二:水母的运动(视频) 演示三:模拟火箭的运动(视频) 细心观察这几个现象,认真思考它们运动的共同之处? 【探究二】 (小组讨论) 1、请举出生产生活中的反冲现象。 2、一切反冲现象都是有利的吗?请举例说明。 3、如何减少反冲带来的影响?比如:打枪、榴弹炮 【探究三】阅读课本 23-24 页相关内容,思考以下问题(学生自学) 1、我国古代的火箭是什么样的? 2、现代火箭和古代火箭有什么相同和不同之处?现代火箭的主要用途是什么? 3、设火箭飞行时在极短的时间△t 内喷射燃气的质量是 △ m,喷出的燃气相对之前火箭喷气 前的速度是 u,喷出燃气后火箭的质量为 m,试计算火箭在这样一次喷气后增加的速度△ v ?
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4、现代火箭为什么要采用多级结构? 展示交流—精讲点拔 一、反冲运动 1、定义:如果一个物体在内力的作用下分裂为两个部分,一部分向某个方向运动,另一部分必 然向相反的方向运动。这种现象叫做反冲。 2、特点: (1)物体的两个部分在内力作用下向相反方向运动 (2)内力一般较大 (3)由于其他形式的能转变为机械能,所以动能增加。 3、遵循动量守恒定律 二、反冲运动的应用和防止 1、反冲有广泛的应用:烟花、灌溉喷水器、反击式水轮机、章鱼、喷气式飞机、火箭、高压锅 气阀旋转,甚至打喷嚏等。 2、减小反冲影响的方法:如用步枪时要把枪身抵在肩部,以减小反冲的影响。自行榴弹炮要装 在带履带的车上也是为了减小反冲的影响。 三、火箭 1、我国古代的火箭是这样的:在箭上扎一个火药筒,火药筒的前段是封闭的,火药点燃后生成 的燃气以很大速度从火药筒的尾部向下喷出,火箭由于反冲向上运动。 2、现代火箭与古代的原理相同——反冲现象。 但现代火箭结构复杂得多,主要由壳体和燃料两大部分组成,壳体为圆筒形,前端封闭,后 端有尾喷管,燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出,火箭就向相反的方向飞去。 现代火箭的主要用来发射探测仪、人造卫星或宇宙飞船,作为运载工具使用。 3、以喷喷气前的火箭速度为参考系,则喷气前火箭的动量为 0,根据动量守恒定律可得:

△ mu+m△ v =0

? v ? ?u

?m m
?m )越大,火箭获得的速度越大。现代火箭喷气的速 m

由上式可知,u 越大,火箭的质量比(

度为 2000-4000m/s,近期难以大幅度提高。因此需要在减轻火箭本身的质量上下功夫。但质量比一 般小于 10,否则火箭结构的强度就有问题。但是,还是达不到发射人造卫星的速度 7.9km/s。 4、为了解决火箭速度难以大幅度提高的问题, 苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出多级火箭的概念。 把火箭一级一级的接在一起,第一级燃料用完之后就把箭体抛弃,减轻负担,然后第二级开始工作, 这样一级一级地连起来。 理论上火箭速度可以提得很高,但在实际应用中一般不会超过四级,因为级数太多,链接机构
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和控制机构的质量会增加很多,工作的可靠性也会降低。 【视频展示】播放神十火箭发射的视频,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。 【图片展示】介绍“神十”航天员单人移送椅是咱晋城人设计制造的!让学生产生自豪感。 当堂训练—小结拓展 课堂练习: 1、关于反冲运动,下列说法正确的是 A、一定满足动量守恒定律和机械能守恒定律 B、 只满足动量守恒定律 C、只满足机械能守恒定律 D、两个定律都不满足 2、一个不稳定的原子核质量为M,处于静止状态,放出一个质量为m的粒子后反冲。已知放出的 粒子的速度为v,则新原子核反冲的动能为多少? 3、一个人静止与完全光滑的水平面上,现在欲离开冰面,行的方法有哪些? 4、一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体,气体离开发动机喷出时对地速度v0=1000m/s,设 火箭质量M=300kg,发动机每秒喷发20次。求:运动第1秒末,火箭的速度多大 ? 5、如图所示,长为L、质量为M的小船停在静水中,质量为m的人从静止开始从船头走到船尾, 不计水的阻力,求船和人对地面的位移各为多少?

小结 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。 板 书 设 计 一、反冲 1、定义 2、特点 二、反冲运动的应用和防止 1、应用 2、防止 三、火箭 1、原理 2、多级火箭

3、规律

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教 学 反 思

这节课的引入部分通过几个实验现象,让学生分组讨论得出反冲的定义,同时很好的激发的学生的 学习兴趣,使得学生能够积极的参与到课堂中来。通过整节课的学习也对反冲运动和其应用有了基 本的掌握,较好的达到了教学目标。但教学过程中还存在很多不足之处:学生回答后不能给与及时 的正面的评价,时间把握的不是很到位,认识物理问题不够深刻,语言有时不够简洁,这都需要在 以后的教学中不断加强。

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