高中物理-反沖運動 火箭教學設計學情分析教材分析課后反思

反沖運動火箭教學設計學習目標1．通過反沖運動的事例，總結(jié)出反沖運動的定義，并且用動量守恒定律解釋反沖現(xiàn)象。2．分析火箭的飛行原理，并通過計算說明如何提高火箭的速度。3．通過了解我國航空、航天事業(yè)的巨大成就，增強民族自尊心和愛國熱情。教學重點運用動量守恒定律認識反沖運動的物理實質(zhì)。教學難點應用動量守恒定律分析解決問題。教學過程（一）復習1.動量守恒定律的表達式是什么？2.動量守恒定律的條件是什么？（二）引入新課演示實驗：在易拉罐的側(cè)面下方鉆幾個傾斜的小孔，當往易拉罐中倒入水后，易拉罐會隨著水的噴出而向噴水的反方向旋轉(zhuǎn)。告訴學生反擊式水輪機的工作情況跟這個實驗是一樣的，展示反擊式水輪機的圖片，讓學生根據(jù)實驗觀察到的現(xiàn)象分析反擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪和水的運動方向有什么關系，并分析水輪機為什么能夠旋轉(zhuǎn)。讓學生小組討論，得出結(jié)論：當水從管內(nèi)噴出時，它具有動量，由動量守恒定律可知，轉(zhuǎn)輪會向相反方向運動，從而旋轉(zhuǎn)起來。告訴學生這是反沖運動，讓學生觀看幾個反沖運動的視頻，然后小組討論反沖運動具有哪些特點，小組代表回答得出結(jié)論：(1)系統(tǒng)開始靜止；（2）分裂的兩部分在內(nèi)力作用下向相反方向運動；（3）內(nèi)力遠大于外力，遵循動量守恒定律。（三）進行新課一、反沖運動1．定義：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。2．原理：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．生活中的反沖現(xiàn)象對生活中的反沖現(xiàn)象提出問題，讓學生小組討論并選代表回答。提問：你知道章魚、烏賊怎樣游泳嗎？學生回答，教師點評。提問：你認為章魚和烏賊游泳時應用了什么物理原理？學生回答，教師點評。（2）播放校園內(nèi)的灌溉視頻，讓學生觀看時注意噴水的方向有什么特點。提問：視頻的噴灌裝置為什么能夠一邊噴水一邊旋轉(zhuǎn)？學生回答，教師點評。（3）展示噴氣式飛機圖片提問：噴氣式飛機為什么要向后噴氣？學生回答，教師點評。（4）播放小孩打槍視頻：視頻中小孩開槍后向后倒下。提問：視頻中的小孩為什么會跌倒？學生回答，教師點評。提問：為了射擊的準確性，用槍射擊時應該怎樣做？學生回答，教師點評。（5）展示履帶式自行榴彈炮圖片提問：履帶式自行榴彈炮炮車后面裝有止退犁，履帶表面有較深的突起抓地鉤型設計，為什么要有這兩種設計？學生回答，教師點評。4.做一做每組一個同學把氣球吹起來后松手，讓學生觀察松手的瞬間氣球的運動，并思考氣球為什么會出現(xiàn)這樣的運動情況。學生回答，教師點評。二、火箭1.播放天舟一號成功發(fā)射的視頻，讓學生知道我國的航天技術已經(jīng)跨入了世界先進行列，激發(fā)學生的學習興趣和愛國熱情。教師提問：天舟一號是用什么發(fā)射成功的？學生答：火箭。教師：火箭點火后為什么能夠升空？學生回答，教師點評?？偨Y(jié)原理：利用反沖運動，遵循動量守恒定律。2.古代火箭與現(xiàn)代火箭圖片對比我國早在宋代就發(fā)明了火箭，在箭桿上捆個火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點燃后生成的燃氣以很大的速度向后噴出，火箭由于反沖而向前運動。3.火箭速度（1）火箭增加的速度設火箭飛行時在極短的時間t內(nèi)噴射燃氣的質(zhì)量是m，噴出的燃氣相對噴氣前火箭的速度是u，噴出燃氣后火箭的質(zhì)量是m。求火箭在這樣一次噴氣后增加的速度v。讓學生代表上白板做，其他學生在紙上做，教師點評。[解析]以噴氣前的火箭為參考系，根據(jù)動量守恒定律，得mv+mu=0解出讓學生根據(jù)計算結(jié)果分析如何可以使火箭增加的速度v增大？學生回答，教師點評。（2）火箭最終速度假設火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M，燃料燃盡后的質(zhì)量為m，火箭燃氣對地的噴射速率為v1，燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大？讓學生代表上白板做，其他學生在紙上做，教師點評。[解析]以火箭的速度方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律，得mv-(M-m)v1=0解出讓學生由計算結(jié)果分析火箭在燃料燃盡時所能獲得的最終速度與什么有關呢？學生回答，教師點評。教師：一級火箭達不到發(fā)射人造地球衛(wèi)星的7.9km/s的速度，為了提高火箭的速度，必須用多級火箭，但實際應用中一般不會超過四級，因為級數(shù)太多時，連接機構(gòu)和控制機構(gòu)的質(zhì)量會增加很多，工作的可靠性也會降低。展示三級火箭圖片，然后展示第一級火箭脫離過程圖片，并進行介紹：多級火箭由單級火箭組成，發(fā)射時先點燃第一級火箭，燃料用完以后空殼自動脫落，然后下一級火箭開始工作。4.長征系列運載火箭發(fā)展史1964年6月，我國自行研制的運載火箭首次升空。1970年4月24日，我國第一顆人造衛(wèi)星一次發(fā)射成功。我國的大型系列運載火箭以“長征”命名，至今已經(jīng)完成100多次各種衛(wèi)星的發(fā)射任務，成功地實現(xiàn)了載人航天飛行，并在國際航天市場占有一席之地。我國的火箭技術已經(jīng)跨入了世界先進行列。5.火箭用途現(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。中國的火箭把兩彈一星發(fā)射成功奠定了中國在世界上的大國地位，讓中國人在世界上可以揚眉吐氣，不必懼怕帝國主義的武力威脅和核訛詐了。鄧小平說過：“如果六十年代以來中國沒有原子彈、氫彈，沒有發(fā)射衛(wèi)星，中國就不能叫有重要影響的大國，就沒有現(xiàn)在這樣的國際地位，這些東西反映一個民族的能力，也是一個民族、一個國家興旺發(fā)達的標志?！眱蓮椧恍堑脑獎子?3位，包括錢學森、錢三強、鄧稼先、郭永懷等。我們要學習功臣們艱苦奮斗、無私奉獻的精神。正是有了這樣的精神，他們不怕狂風飛沙，不懼嚴寒酷暑，沒有條件，創(chuàng)造條件；沒有儀器，自己制造；缺少資料，刻苦鉆研。就是這樣，他們以驚人的毅力和速度從無到有、從小到大，創(chuàng)造出“兩彈一星”的驚人業(yè)績?！皟蓮椧恍恰本?，是愛國主義、集體主義、社會主義精神和科學精神的活生生體現(xiàn)，是中國人民在20世紀為中華民族創(chuàng)造的新的寶貴精神財富。我們要繼續(xù)發(fā)揚光大這一偉大精神，使之成為全國各族人民在現(xiàn)代化建設道路上奮勇開拓的巨大推動力量。（四）課堂檢測1.下列屬于反沖運動的有()A．噴氣式飛機的運動B．火箭的運動C．直升機的運動D．反擊式水輪機的運動[答案]ABD2.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[答案]B（五）課堂小結(jié)讓學生小組討論總結(jié)本節(jié)課的內(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。請一個組的代表發(fā)言，請其他組同學評價并進行補充，最后教師點評給出結(jié)論。通過總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學生的概括總結(jié)能力。學情分析同學們已經(jīng)學習了動量守恒定律的知識，能夠利用動量守恒定律分析解決相關問題，在生活中也見到過少量的反沖現(xiàn)象，而且也具備了分析總結(jié)問題的能力，因此同學們根據(jù)老師提供的多個反沖現(xiàn)象可以總結(jié)出反沖現(xiàn)象的特點，部分同學也能夠想到反沖現(xiàn)象的原理是動量守恒定律。但是有些反沖現(xiàn)象學生沒見過，比如絕大多數(shù)學生沒見過反擊式水輪機，所以我用一個演示實驗模擬反擊式水輪機，讓學生對反擊式水輪機有一個清晰的認識。效果分析有趣的演示實驗、分組實驗以及視頻資料激發(fā)了學生的學習興趣，課堂氣氛活躍，同學們積極發(fā)言。從同學們對問題的回答情況、對本節(jié)知識的小結(jié)情況以及對課堂檢測的掌握情況看，同學們對本節(jié)課非常感興趣，而且掌握了本節(jié)知識，目標達成度很高。而且本節(jié)課適時地引出了兩彈一星精神，對學生進行了愛國主義教育。教材分析《反沖運動火箭》一節(jié)是《動量守恒定律》一章的最后一節(jié)內(nèi)容，是對動量守恒定律的應用。前四節(jié)內(nèi)容已經(jīng)介紹了動量和動量守恒定律的知識，本節(jié)內(nèi)容主要介紹動量守恒定律在生產(chǎn)、生活和科學技術中的應用，使學生了解什么是反沖運動，反沖運動在科學技術中有哪些應用，怎樣應用動量守恒定律正確處理火箭等有關反沖運動的問題。教材利用各種實例激發(fā)學生的學習和聯(lián)系實際探究問題的興趣，主要目的培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和處理問題的能力。因此本節(jié)教學應緊扣教材的主旨，積極的調(diào)動學生學習的主動性和能動性，引導學生學習相關知識和處理相關問題。本節(jié)課的重點是運用動量守恒定律認識反沖運動的物理實質(zhì)，難點是應用動量守恒定律分析解決問題。本節(jié)課可以分兩個課時進行，第1課時學習反沖運動和火箭，在學生對反沖運動有了充分的了解和掌握了相關知識后，第2課時在老師的引導下分析解決反沖運動模型（人船模型）。評測練習1.下列屬于反沖運動的有()A．噴氣式飛機的運動B．火箭的運動C．直升機的運動D．反擊式水輪機的運動[答案]ABD2.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[答案]B課后反思本節(jié)課用生動的實驗和有趣的視頻激發(fā)了學生的學習興趣，活躍了課堂氣氛。本節(jié)課的所有知識都是教師引導學生分析總結(jié)出來的，體現(xiàn)了教為主導學為主體的原則，最后的課堂小結(jié)也是讓學生總結(jié)的，培養(yǎng)了學生的概括總結(jié)能力。本節(jié)課學生能夠利用已學的動量守恒定律分析解決生活中的問題，既使學生有成就感，又使學生感受到物理來源于生活應用于生活，增加了學習物理