高中物理：16.5《反沖運(yùn)動 火箭》教案（新人教版選修3-5）（浙江適用）

1、反沖運(yùn)動火箭一 、知識目標(biāo)1、知道什么是反沖運(yùn)動，能舉出幾個反沖運(yùn)動的實(shí)例；2、知道火箭的飛行原理和主要用途。二、重點(diǎn)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(jī)、火箭一類問題。三、難點(diǎn)如何應(yīng)用動量守恒定律分析、解決反沖運(yùn)動。四、教學(xué)過程1.引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(yùn)動很多，本節(jié)課我們就來研究這種。2.教學(xué)過程（一） 反沖運(yùn)動 火箭1、教師分析氣球所做的運(yùn)動給氣球內(nèi)吹足氣，捏緊出氣孔，此時(shí)氣球和其中的氣體作為一個整體處于靜止?fàn)顟B(tài)。松開出氣孔時(shí)，氣球

2、中的氣體向后噴出，氣體具有能量，此時(shí)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(yùn)動類似于氣球所作的運(yùn)動？學(xué)生：節(jié)日燃放的禮花。噴氣式飛機(jī)。反擊式水輪機(jī)?；鸺茸龅倪\(yùn)動。3、同學(xué)們慨括一下上述運(yùn)動的特點(diǎn)，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(yùn)動4、分析氣球。火箭等所做的反沖運(yùn)動，得到：在反沖現(xiàn)象中，系統(tǒng)所做的合外力一般不為零；但是反沖運(yùn)動中如果屬于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的情況，可以認(rèn)為反沖運(yùn)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(yùn)動。1、學(xué)生做準(zhǔn)備：拿出自己

3、的在課下所做的反沖運(yùn)動演示裝置。2、學(xué)生代表介紹實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)做法：點(diǎn)燃浸有酒精的棉花，管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出，同時(shí)看到小車沿相反方向運(yùn)動。學(xué)生乙：裝置：到二個空摩絲瓶，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，在右圖中的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(diǎn)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(diǎn)燃，這時(shí)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

4、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(jìn)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(yán)，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(jìn)氣閥與打氣筒相接，向筒內(nèi)打氣到一定程度時(shí)，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(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置得到并演示了什么是反沖運(yùn)動，那么反沖運(yùn)動在實(shí)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(yùn)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(yùn)動應(yīng)用和防止的實(shí)例。學(xué)生：反沖有廣

5、泛的應(yīng)用：灌溉噴水器、反擊式水輪機(jī)、噴氣式飛機(jī)、火箭等都是反沖的重要應(yīng)用。學(xué)生：用槍射擊時(shí)，要用肩部抵住槍身，這是防止或減少反沖影響的實(shí)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：對于灌溉噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴噴出時(shí)，彎管因反沖而旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。對于反擊式水輪機(jī)：當(dāng)水從轉(zhuǎn)輪的葉片中流出時(shí)，轉(zhuǎn)軸由于反沖而旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。對于噴氣式飛機(jī)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。用槍射擊時(shí)，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(zhǔn)確性，所以用步槍時(shí)我們要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響。教師

6、：通過我們對幾個實(shí)例的分析，明確了反沖既有有利的一面，同時(shí)也有不利的一面，在看待事物時(shí)我們要學(xué)會用一分為二的觀點(diǎn)。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(rèn)識火箭：（四）火箭：1、演示：用薄鋁箔卷成一個細(xì)管，一端封閉，另一端留一個很細(xì)的口，內(nèi)裝由火柴刮下的藥粉，把細(xì)管放在支架上，用火柴或其他辦法給細(xì)管加熱?，F(xiàn)象：當(dāng)管內(nèi)的藥粉點(diǎn)燃時(shí)，生成的燃?xì)鈴募?xì)口迅速噴出，細(xì)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(shí)學(xué)生邊看邊閱讀課文。3、用實(shí)物投影儀出示閱讀思考題：介紹一下我國古代的火箭。？現(xiàn)代的火箭與古代火箭有什么相

7、同和不同之處？現(xiàn)代火箭主要用途是什么？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：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(diǎn)燃后生成的燃?xì)庖院艽笏俣认蚝髧姵觯鸺捎诜礇_而向前運(yùn)動?，F(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?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵觯鸺拖蚯帮w去?，F(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(yùn)載工具。在現(xiàn)代技術(shù)條件下，一級火箭的最終速度還達(dá)不到發(fā)射人造衛(wèi)

8、星所需要的速度，發(fā)射衛(wèi)星時(shí)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(shí)先點(diǎn)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(shí)把空殼拋掉，使火箭的總質(zhì)量減少，因而能夠達(dá)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(shí)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?xì)獾膰娚渌俣葹関1，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(yuǎn)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?yàn)檎较颍﹦t：（M-m）v-mv