16.5 反冲运动 火箭 教案

物理选修3-5 第十六章动量守恒定律16.5 反冲运动火箭1课时课题反冲运动火箭

主备人常静云审稿人组长签字

教

学目标

知识与技能

1、了解反冲运动的概念和反冲运动的一些应用。

2、理解反冲运动的原理。

3、能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题。

4、了解火箭的工作原理和决定火箭最终速度大小的因素。

过程与方法

通过观察反冲现象，寻找它们共同规律的过程培养学生的观察能力和发现问题

的能力。

情感态度价值观

体会物理知识来源于生活而又应用于生活的特点，培养学生主动探究、乐于探

究的品质。

重点难点重点：用动量守恒定律对反冲运动进行解释。

难点：动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。

学习方法自主学习---合作学习----探究学习

教学方法目标诱导—学生自学—展示交流—精讲点拔—当堂训练—小结拓展教学用具多媒体、气球

教学过程目标诱导--学生自学

【探究一】（小组讨论）

演示一：释放充了气的气球，气球喷气的同时向前“窜”。

演示二：水母的运动（视频）

演示三：模拟火箭的运动（视频）

细心观察这几个现象，认真思考它们运动的共同之处？

【探究二】（小组讨论）

1、请举出生产生活中的反冲现象。

2、一切反冲现象都是有利的吗？请举例说明。

3、如何减少反冲带来的影响？比如：打枪、榴弹炮

【探究三】阅读课本23-24页相关内容，思考以下问题（学生自学）

1、我国古代的火箭是什么样的？

2、现代火箭和古代火箭有什么相同和不同之处？现代火箭的主要用途是什么?

3、设火箭飞行时在极短的时间△t内喷射燃气的质量是△m，喷出的燃气相对之前火箭喷气前的速度是u，喷出燃气后火箭的质量为m，试计算火箭在这样一次喷气后增加的速度△v ？

4、现代火箭为什么要采用多级结构？

展示交流—精讲点拔

一、反冲运动

1、定义：如果一个物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这种现象叫做反冲。

2、特点：

（1）物体的两个部分在内力作用下向相反方向运动

（2）内力一般较大

（3）由于其他形式的能转变为机械能，所以动能增加。

3、遵循动量守恒定律

二、反冲运动的应用和防止

1、反冲有广泛的应用：烟花、灌溉喷水器、反击式水轮机、章鱼、喷气式飞机、火箭、高压锅气阀旋转，甚至打喷嚏等。

2、减小反冲影响的方法：如用步枪时要把枪身抵在肩部，以减小反冲的影响。自行榴弹炮要装在带履带的车上也是为了减小反冲的影响。

三、火箭

1、我国古代的火箭是这样的：在箭上扎一个火药筒，火药筒的前段是封闭的，火药点燃后生成的燃气以很大速度从火药筒的尾部向下喷出，火箭由于反冲向上运动。

2、现代火箭与古代的原理相同——反冲现象。

但现代火箭结构复杂得多，主要由壳体和燃料两大部分组成，壳体为圆筒形，前端封闭，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向相反的方向飞去。

现代火箭的主要用来发射探测仪、人造卫星或宇宙飞船，作为运载工具使用。

3、以喷喷气前的火箭速度为参考系，则喷气前火箭的动量为0，根据动量守恒定律可得： △ mu +m △ v =0

m

m u v ∆-=∆ 由上式可知，u 越大，火箭的质量比（

m m ∆）越大，火箭获得的速度越大。现代火箭喷气的速度为2000-4000m/s ，近期难以大幅度提高。因此需要在减轻火箭本身的质量上下功夫。但质量比一般小于10，否则火箭结构的强度就有问题。但是，还是达不到发射人造卫星的速度7.9km/s 。

4、为了解决火箭速度难以大幅度提高的问题，苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出多级火箭的概念。把火箭一级一级的接在一起，第一级燃料用完之后就把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作，这样一级一级地连起来。

理论上火箭速度可以提得很高，但在实际应用中一般不会超过四级，因为级数太多，链接机构

和控制机构的质量会增加很多，工作的可靠性也会降低。

【视频展示】播放神十火箭发射的视频，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情。

【图片展示】介绍“神十”航天员单人移送椅是咱晋城人设计制造的！让学生产生自豪感。

当堂训练—小结拓展

课堂练习：

1、关于反冲运动，下列说法正确的是

A、一定满足动量守恒定律和机械能守恒定律

B、只满足动量守恒定律

C、只满足机械能守恒定律

D、两个定律都不满足

2、一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态，放出一个质量为m的粒子后反冲。已知放出的粒子的速度为v，则新原子核反冲的动能为多少？

3、一个人静止与完全光滑的水平面上，现在欲离开冰面，行的方法有哪些？

4、一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，气体离开发动机喷出时对地速度v0=1000m/s，设火箭质量M=300kg，发动机每秒喷发20次。求：运动第1秒末，火箭的速度多大？

5、如图所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人对地面的位移各为多少？

小结

让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

板书设计一、反冲

1、定义

2、特点

3、规律

二、反冲运动的应用和防止

1、应用

2、防止

三、火箭

1、原理

2、多级火箭