反沖運動火箭（教案）

1、165 反沖運動 火箭新課標(biāo)要求（一）知識與技能1進(jìn)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。教學(xué)重點運用動量守恒定律認(rèn)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)用教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(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)備課時安排1 課時教學(xué)過程（一）引入新課教師：

2、用實驗方法引入新課：演示實驗1老師當(dāng)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。演示實驗2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)裝由火柴頭上刮下的藥粉，把細(xì)管放在支架上，用火柴或其他辦法給細(xì)管加熱，當(dāng)管內(nèi)藥粉點燃時，生成的燃?xì)鈴募?xì)口迅速噴出，細(xì)管便向相反的方向飛去。演示實驗3把彎管裝在可以旋轉(zhuǎn)的盛水容器的下部，當(dāng)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(xì)管為什么會向后退呢？實驗3中，細(xì)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

3、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(jìn)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(xì)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(dāng)氣體從管內(nèi)噴出時，它具有動量，由動量守恒定律可知，細(xì)管會向相反方向運動。（2）分析：反擊式水輪機的工作原理：當(dāng)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力

4、，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(zhǔn)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。 【例1】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

5、。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=(Mm)v/ 解得;v/= mvo/(Mm)(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。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 m(vov / )=(Mm)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(dāng)兩者同向時，相對速率為

6、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(biāo)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(jìn)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 mv+mu=0， 解得 u= mu/m。2決定火箭性能的參數(shù) 根據(jù)v= mu/m可知，火箭性能晌參數(shù)與噴氣速度u和火箭質(zhì)量比m/m有關(guān)，

7、一般u在20004000ms，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(dá)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(dá)到預(yù)期的目的。播放課前準(zhǔn)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(jìn)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 ( )

8、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?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵鰰r，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?xì)?，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(rèn)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