高中物理：16.5《反沖運動 火箭》教案（新人教版選修3-5）（浙江適用）

1、反沖運動火箭一 、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、重點1、知道什么是反沖。2、應用動量守恒定律正確處理噴氣式飛機、火箭一類問題。三、難點如何應用動量守恒定律分析、解決反沖運動。四、教學過程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。學生描述現(xiàn)象釋放氣球后，氣球內的氣體向后噴出，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。2.教學過程（一） 反沖運動 火箭1、教師分析氣球所做的運動給氣球內吹足氣，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

2、中的氣體向后噴出，氣體具有能量，此時氣體和氣球之間產生相互作用，氣球就向前沖出。2、學生舉例：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、同學們慨括一下上述運動的特點，教師結合學生的敘述總結得到：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)所做的合外力一般不為零；但是反沖運動中如果屬于內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）學生課堂用自己的裝置演示反沖運動。1、學生做準備：拿出自己

3、的在課下所做的反沖運動演示裝置。2、學生代表介紹實驗裝置，并演示。學生甲：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，在放置臂的兩側各裝一只箭筒，再把旋轉系統(tǒng)放在頂軸上，往火箭筒內各注入約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起來。學生丙：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：同學們通過自己設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用呢？下邊我們來探討這個問題。（三）反沖運動的應用和防止1、學生閱讀課文有關內容。2、學生回答反沖運動應用和防止的實例。學生：反沖有廣

5、泛的應用：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用。學生：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、用多媒體展示學生所舉例子。4、要求學生結合多媒體展示的物理情景對幾個物理過程中反沖的應用和防止做出解釋說明：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，帶動發(fā)電機發(fā)電。對于反擊式水輪機：當水從轉輪的葉片中流出時，轉軸由于反沖而旋轉帶動發(fā)電機發(fā)電。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。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

6、：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會用一分為二的觀點。我們知道：反沖現(xiàn)象的一個重要應用是火箭，下邊我們一認識火箭：（四）火箭：1、演示：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，同時學生邊看邊閱讀課文。3、用實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構？4、學生解答上述問題：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。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構復雜得多，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，燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出，火箭就向前飛去?，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，即利用火箭作為運載工具。在現(xiàn)代技術條件下，一級火箭的最終速度還達不到發(fā)射人造衛(wèi)

8、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，使火箭的總質量減少，因而能夠達到很高的溫度，可用來完成洲際導彈，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，構造越復雜，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系呢？5、出示下列問題：火箭發(fā)射前的總質量為M、燃料燃盡后的質量為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？學生分析并解答：解：在火箭發(fā)射過程中，由于內力遠大于外力，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-mv