《反冲运动》教学设计

课题反冲运动火箭学生学情分析学生已经熟练掌握了动量守恒定律的内容和条件判断，以及利用动量守恒定律解决问题的一般方法和步骤，本节课主要应用动量守恒定律解决问题。三维目标知识与技能知识目标：1、知道什么是反冲运动，能举出几个反冲运动的实例；2、知道火箭的飞行原理和主要用途。能力目标：1、结合实际例子，理解什么是反冲运动；2、通过学生自制的反冲运动模型演示，结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；3、进一步提高用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力过程与方法观察总结，制作与阐述，展示分析，应用熟练情感态度价值观1、通过实验，分析得到什么是反冲运动，培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。2、通过介绍我国成功地研制和发射长征系列火箭的事实，结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进行列，激发学生热爱祖国的情感。教学重点与教学难点1、知道反冲运动的概念2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。难点：如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。教学反思把握反冲运动的概念：由于系统中的一部分物体向某一方向运动，而使另一部分物体向相反方向运动，这种现象叫反冲。从概念推理反冲是应用动量守恒定律应用的一类典型实例.结合实例和学生制作的展示，反击式水轮机、喷气式飞机、火箭都是反冲的重要应用，从而更好的理解反冲运动。教学方法1、通过观察演示实验，总结归纳得到什么是反冲运动。2、结合实例运用动量守恒定律解释反冲运动。课前准备反冲小车、玻璃棒、气球、酒精、反冲塑料瓶等课时安排1课时执行时间教学流程教学内容师生活动设计意图引入课题复习回顾：动量守恒定律的内容及动量守恒的条件。这一节课我们来了解应用动量守恒定律的一类典型实例――反冲运动火箭在日常生活中，这样的运动很多，自然界有些动物的运动就是在利用反冲运动。下面先来看一段视频资料――章鱼逃生。复习已学知识为新课应用做铺垫，利用章鱼逃生的视频激发学生兴趣新课教学制作展示[演示]拿一个气球，给它充足气，然后松手，观察现象。[学生描述现象]释放气球后，气球内的气体向后喷出，气球向相反的方向飞出。1、教师分析气球所做的运动给气球内吹足气，捏紧出气孔，此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。松开出气孔时，气球中的气体向后喷出，此时气体和气球之间产生相互作用，气球就向前冲出。2、师生结合视频资料，慨括上述运动的特点，总结得到：一个静止的系统中某个物体向某一方向运动，由于内力作用，从而使另一部分物体获得一反向速度的现象，叫反冲运动。分析：在反冲现象中，系统所受外力之和一般不为零；但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒。（二）学生课堂用自己的装置演示反冲运动，并介绍原理。演示一：反冲式水轮机模型用饮料瓶做一个漏斗，底部封闭，用两段弯成直角的吸管，透明胶带固定在瓶上，两个导向管喷水时，漏斗旋转起来，反冲式水轮机工作的原理。演示二：水火箭用可乐瓶做一个水火箭，水从瓶口喷出，瓶向反方向飞去。演示三：反冲小车在光滑桌面上放一辆小车，小车上倾斜固定一带橡皮塞试管装入适量水，用一块浸有酒精的棉花加热。点燃棉花，管中的水蒸气将橡皮塞冲出，同时看到小车沿相反方向运动。演示四：旋转火箭用两个打火机燃气金属储气罐，灌内用注射器注入适量酒精，固定在支架上，保持两边平衡，在罐子下部用铁丝挂上酒精棉花，将酒精棉花点燃时，筒内的酒精受热从喷嘴高速喷出，并被点燃，引导学生总结反冲运动的概念，理解系统的概念。课前指导学生制作，通过制作的培养学生动手能力，激发了学生对科学的兴趣。展示过程将理论结合实践，增进学生探究和深入理解知识规律的能力。罐内酒精喷出，罐子得到反冲，绕轴旋转。新课教学规律分析总结用多媒体展示学生所举例子，分析反冲运动的原理。理解了反冲运动，那么反冲运动在实际生活中有什么应用呢？（三）反冲运动的应用学生举例反冲运动应用的实例。反冲有广泛的应用：灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用。人在船上走的物理情景，也可视为反冲运动的模型来处理。（四）火箭：我们知道：反冲现象的一个重要应用是火箭，下边我们一认识火箭：1、学生演示：用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热。现象：当管内的药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反方向飞去。教师讲述：上述装置就是火箭的原理模型。我国古代的火箭是这样的：在箭上扎一个火药筒，火药筒的前端是封闭的，火药点燃后生成的燃气以很大速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。2、多媒体演示古代火箭，现代火箭的用途及多级火箭的工作过程，同时学生边看边阅读课文。3、出示阅读思考题：①现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处？②现代火箭主要用途是什么？③现代火箭发射卫星时要使用多级火箭。视频学习：多级火箭能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很大的速度，可用来完成洲际导弹，人造卫星、宇宙飞船等的发射工作，但火箭的级数不是越多越好，级数越多，构造越复杂，工作的可靠性越差，目前多级火箭一般都是三级火箭。那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关系呢？4、出示下列问题：火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气学生结合多媒体展示的物理情景对几个物理过程中反冲的应用和防止做出解释说明。培养学生思维和语言组织表达能力通过学生阅读和媒体观察，发现问题，培养学生阅读分析、发现问题，分析问题的习惯和能力。通过课件和媒体手段突破难点。学会用动量的喷射速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？[分析并解答]：解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。发射前的总动量为0，发射后的总动量为（M-m）v1-mv（以火箭的速度方向为正方向）则：（M-m）v1-mv=0v＝1vmmM=1）1-M（vm师生分析得到：燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比M/m决定。变式训练：总质量为M的宇航员在太空作业时，悬停在空中，某一时刻他向后以速度v喷出质量为m的气体，他可以获得多大的速度？守恒定律来解决反冲运动的具体问题。进一步了解多级火箭的工作原理和应用，培养爱国主义精神。随堂练习1、一个人站在完全光滑的结冰的湖面中央，他要想到达湖岸，可以采取什么样的方法（）A、走过去B、滑过去C、挥动双手D、脱下衣服向相反的方向抛出去2、静止在水平地面上的一门旧式火炮，炮身质量为1000kg，当火炮以400m/s的水平速度发射一颗质量为10kg的炮弹时，火炮反冲速度多大？进一步理解反冲运动的概念，学会利用反冲运动中动量守恒的方法解决相关问题。课堂小结1、反冲运动概念：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将获得一个反向冲量而向相反方向运动，这种向相反方向的运动，通常叫做反冲运动。2、反冲运动的规律：反冲运动过程中，由于系统只有内力作用，所以，系统遵循动量守恒定律。3、反冲运动应用范围：反冲运动不仅存在于宏观低速物体系统，也存在于微观高速物体系统（如：原子核的衰变）。把握本节知识要点，总结规律和方法。作业1、课后观看“神十”发射过程媒体资料。2、课后练习（见教材）板书设计略关于《反冲运动火箭》一节课的设计思路和思考《反冲运动火箭》这节内容位于选修3-5模块（人教版））第一章《动量守恒定律》第五节。在教材中主要作用是动量守恒定律的应用，我认为是进行爱国主义教育的有效素材。我在讲《反冲运动火箭》这一节时，基本上是沿袭了教材的编排思路。一开始从《章鱼的逃生》和《墨鱼的结构和运动》两段简短的视频引入课题，通过一个充气的气球分析了反冲运动中的系统和组成部分，师生共同总结出反冲运动的概念，并得出反冲运动遵循动量守恒定律。这部分的教学从引入到得出概念，非常顺畅，学生对反冲运动概念的认识也非常到位。紧接着安排学生展示了课前小制作的成果，反击式水轮机的原理模型、水火箭、反冲小车的制作和改进，并让学生介绍制作过程和原理。此时，学生情绪高涨，兴趣被充分调动起来，这一环节成为本节课的第一个高潮，是这节课的最大亮点。一般情况下，处理教材中“做一做”内容时，一般是让有兴趣的学生课后去做一做。通过这次在课堂上的展示来看，这些被看作是边角料的内容如果利用好，将是物理课上最精彩的内容。从新课程的层面讲，这正是创新课堂的有效素材。这类素材的应用并不是华而不实的表演，而是学生真实体验。此后在相关火箭问题的分析和应用中，参与了制作的学生在具体问题分析上的表现就凸现了出来。本节课利用了大量的媒体资料，尤其在分析多级火箭的工作原理时分别用模拟课件和“神十”发射过程的实况录像作了分析说明，我觉得一方面是为了加深学生对多级火箭的原理和发射过程的了解，另一方面也是本着激发学生的爱国热情而设计的，从学生当时的神情来看，这两方面的目的和期待都完全实现了。以上是我对这节课的初步想法，有待同行专家批评指正。