九年级物理全册第十章机械能内能及其转化第五节火箭教案新版北师大版

第十章机械能、内能及其转化

第五节火箭

一、教学背景分析

本节是在学习了内燃机的基本原理之后，为了进一步巩固内能的转化和应用而介绍的一个生活实例。火箭是热机的一种，在现代科学技术中的运用越来越广泛，本节主要介绍火箭的工作原理，在学生了解火箭是喷气发动机的一种类型的同时，又使学生体会学习的内容贴近自己的生活，更加认识到生活、社会与物理学的关系。

本节课的教学对象是刚刚升入初三的学生，由于现代火箭科技涉及多个高精尖领域的知识，在这一节物理学科课堂里教师必须将这部分内容难度降低，而高中物理中动量守恒定律的应用就是反冲现象，火箭又是一个很好的素材，所以本节课的重点是让初中生从多方面定性了解火箭的发射原理。由于在小学科学课里学生体验过小火箭或水火箭的制作，初二时又学习过相互作用力的知识，所以这节课重在关注思维培养，尝试让学生从相互作用的角度理解反冲现象，在体验模拟火箭发射的过程中，思考火箭的发射速度与质量、按压气筒速度等因素的关系问题，有利于促进学生物理学科核心素养的培养，促进学生的深度思维，为后面定量地学习动量守恒定律打下基础，同时也能定性地得出火箭的发射速度与火箭的喷气速度、喷气质量、火箭质量有关的结论，使得一节看似科普知识讲座的课变得实实在在，落地有声。所以本节在落实知识与技能的同时，更加侧重对学生物理思维的培养，从实验现象入手，让学生感受到物理有趣有用。

二、教学目标

1．通过演示实验，从相互作用的角度理解反冲现象。了解火箭的工作原理，了解火箭属于喷气发动机。

2．通过观看火箭的结构和发射方面的影视资料，了解现代火箭的构造和特点，了解火箭升空的方法。了解多级火箭是星际航行的运载工具。

3．通过探究火箭的发射速度与什么因素有关，培养学生观察、动手实验的能力，进一步体会研究方法在科学探究中的重要作用；在经历完整的探究过程中，体会提出问题、猜想与假设、设计实验、分析与论证、评估与交流各个环节的重要性。

4．通过网上查询有关我国“长征”系列火箭的相关资料，进行交流与讨论，掌握搜集信息和整理信息的方法。

5．通过对火箭知识的学习，激发学生对航天科技的热爱，养成关心社会重大问题、关

注科学技术新进展和新思想的良好习惯。进一步认识科学技术在认识自然中的重要作用。

6．通过了解我国古代和现代在火箭研究方面取得的巨大成就，激发爱国热情和学习物理的兴趣。

三、教学重点和难点

教学重点：1．从相互作用的角度理解反冲现象。了解火箭的工作原理。

2．了解单级火箭的构造和简单的工作过程。

3．经历一个完整的探究过程，体会科学探究的方法。

教学难点：1．火箭的发射原理。

2．在探究活动的开展中，提升学生的物理学科核心素养。

火箭属于应用性的知识，火箭的学习对学生有着重要的现实意义，可以丰富学生对于内能的应用和能的转化的认识，体会物理知识对经济技术发展和生活有重要作用。本节的内容知识要求不高，属于了解层面，因此，可以采用观看有关影像资料方式，也可以采用研究性学习的方式，先以小组为单位，收集整理有关火箭的过去、现在与未来发展的资料，组内进行分工合作，然后在班内汇报交流，并对各组的汇报情况进行评价；如果条件有限，教师可以准备详细的资料，向学生进行全面、简单的介绍。这样有利于激发学生对航天技术的兴趣，提升他们的物理学科核心素养。

四、教学过程

1.教学引入

情境1：观看视频“学生自制水火箭发射”。

过渡：我国是火箭的故乡，早在一千多年前的北宋时期，士兵们就已经发明了火箭——板书课题“火箭”。

问题：火箭为什么能升上天空呢？

过渡：为了说明这个问题，我们先做几个小实验。

引出：火箭发射原理的讨论。

2.“知识点”教学

情境2：教师演示反冲运动的小船。

实物投影：两种反冲运动的小船，可选择其中的一种演示。如选择侧面开口的小船，小船（空纸盒）与侧面开一小口的矿泉水瓶（上面也开口）作为一个整体漂浮在水面上。现在将掺有红墨汁的水灌入矿泉水瓶中，松开小口，小船开始运动。

问题：谁给小船的推力？

过渡1：小孔向后喷出水流，给小船向前的反作用力。

过渡2：当一个物体向某一个方向射出(或抛出)它的一部分时,这个物体的剩余部分将向相反的方向运动，这就是反冲运动。

引出：反冲运动并板书。

●反冲运动

体验1：“气球小车”的反冲运动。

过渡：用气球、小车组装一个“气球小车”，打气筒给气球打气，利用反冲运动的原理，制作一个反冲小车，看看谁的小车先动起来。

问题1：谁给气球小车的推力？

问题2：怎样使气球小车运动得更远？

过渡1：气球内喷出的气体对小车的反作用力。

过渡2：气充得越足，小车获得的反作用力越大，小车运动得就越远。

过渡3：生活中利用反冲运动的例子特别多，像过节时燃放的烟花爆竹，火药爆炸时的气体向下喷出，爆竹就向上飞出；打枪时子弹向前射出的同时，枪身向后运动；甚至于打喷嚏时都是这样的。气球小车的实验虽然简单，但是却蕴含了火箭的工作原理。

引出：火箭的发射原理。

●火箭的发射原理

情境3：模拟火箭的发射。

过渡：在矿泉水瓶中滴几滴酒精，将一个枪式打火机伸入瓶中，用胶带缠绕，使瓶口与打火机相连，并将瓶口密封。用热毛巾捂热瓶身，或者反复用手摩擦瓶身，使得矿泉水瓶中的酒精迅速汽化。然后将瓶子对准前方的大纸盒，打开打火机，观察现象（在一个相对较暗的环境中效果更好，发射时伴随有响声，可以事先提醒学生注意）。

问题1：谁给水瓶的推力？

问题2：整个过程中，能量是怎样转化的？

问题3：怎样使水瓶运动得更远？

引入：酒精燃烧后高温高压气体迅速从瓶口喷出，产生极大的反作用推力推动瓶子向前运动。整个过程中酒精燃烧的化学能转化为燃烧后气体的内能，气体的内能再转化为瓶身的机械能。

过渡：瞬间的推力给水瓶的速度只能让水瓶发射很近的距离（5m~8m），而运载火箭是要发射到太空，需要携带大量的燃料，以获得很大的、连续的燃气反作用推力，这就需要多