高二物理反沖運動教案

　　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,觀察現象。

　　[學生描述現象]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�等做的運動。

　　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象,叫反沖運動

　　4、分析氣球。火箭等所做的反沖運動,得到:

　　在反沖現象中,系統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:

　　①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。

　　②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。

　　③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。

　　④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: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。

　　現象: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:

　�、俳榻B一下我國古代的火箭。?

　　②現代的火箭與古代火箭有什么相同和不同之處?

　�、郜F代火箭主要用途是什么?

　�、墁F代火箭為什么要采用多級結構?

　　4、學生解答上述問題:

　�、傥覈�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。

　�、诂F代火箭與古代火箭原理相同,都是利用反沖現象來工作的。

　　但現代火箭較古代火箭結構復雜得多,現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。

　　③現代火箭主要用來發(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。

　�、茉诂F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)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,但火箭的級數不是越多越好,級數越多,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-mv1=0

　　師生分析得到:燃料燃盡時火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質量比M/m決定。

　　6、鞏固訓練:

　　水平方向射擊的大炮,炮身重450kg,炮彈射擊速度是450m/s,射擊后炮身后退的距離是45cm,則炮受地面的平均阻力是多大?

　　五、作業(yè)課本P17習題的A組

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