教学设计 16.5 反冲运动 火箭 人教版高中物理35第十六章动量守恒定律 陶立伟由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“反冲运动火箭教案”。
16.5 反冲运动 火箭 灵璧县黄湾中学 陶立伟
教学目标：
1、知识与技能
（1）进一步巩固动量守恒定律；
（2）知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用；（3）了解航天技术的发展和应用。
2、过程与方法：理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
3、情感、态度与价值观：培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。教学重点：运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质。教学难点：动量守恒定律的应用。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理模型，礼花，有关航天发射、空间站等的录像带剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备。教学过程：
第四节 反冲运动 火箭 引入新课 演示实验1：老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。
演示实验2：用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。
演示实验3：把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢？实验3中，细管为什么会旋转起来呢？
看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢？这节课我们就学习有关此类的问题。
进行新课
指导学生阅读教材，师生共同分析讨论如下问题：
一、反冲运动：
1、分析：（1）细管为什么会向后退？（当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。）
（2）反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。
为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再做一个发射礼花炮的实验。分析，礼花为什么会上天？
2、反冲运动定义： 一个静止的物体在_____的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向_____方向运动的现象。
3、反冲运动特点：
(1)物体的不同部分在_____作用下向相反方向运动。
(2)反向运动中，相互作用力一般较大，通常可以用_____________来处理。
4、反冲现象的应用及防止
(1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边_____。(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的________，所以用步枪射击时要把枪身抵在_____，以减少反冲的影响。
二、火箭：
1、现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得__________向前推进的飞行器。
2、火箭的工作原理
当火箭推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的_____，根据动量守恒定律，火箭获得大小相等、方向相反的_____，因而发生连续的_____现象，随着推进剂的消耗，火箭的质量逐渐减小，加速度不断增大，当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行。
3、影响火箭速度大小的因素
(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2.5km/s，提高到3～4km/s需很高的技术水平。
(2)质量比：火箭__________时的质量与火箭除燃料外的_____质量之比，现代火箭能达到的质量比不超过10。
4、现代火箭的主要用途 利用火箭作为_____工具，例如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船等。
三、例题精讲：
例题
1、一个连同装备总质量为M＝100kg的宇航员，在距离飞船s＝45m处与飞船处于相对静止状态，他准备对太空中的哈勃望远镜进行维修，宇航员背着装有质量为m0＝0.5kg的O2贮气筒，筒内有一个可以使O2以v＝50m/s的速度喷出的喷嘴。宇航员在维修完毕哈勃望远镜后，必须向着返回飞船方向的反方向释放O2，才能回到飞船，同时又必须保留一部分O2供途中宇航员呼吸之用，宇航员的耗氧率为Q＝2.5×10－4kg/s，如果不考虑喷出O2对设备与宇航员总质量的影响，则：
(1)喷出多少O2，宇航员才能安全返回飞船？
(2)为了使总耗氧量最低，应该一次喷出多少氧气？返回时间是多少？
解析：(1)以飞船为参考物，设沿着飞船运动的方向为正方向，并设喷出质量为m(kg)O2 时宇航员获得的速度是v′，对于“宇航员和喷出的O2”这一系统而言，在喷气方向上由动量守恒可得：
(M－m)v′－mv＝0，考虑M≫m，有v′＝mv/M① 宇航员返回时做匀速运动，历时t＝s/v′② 又筒内O2的总质量满足关系为m0＝Qt＋m③
联立①②③三式得：m0＝Qs·＋m
代入数据得：m1＝0.05kg，m2＝0.45kg，即宇航员喷出0.05kg或0.45kg的O2时，返回去刚好把剩余的O2呼吸完，假如喷出的O2介于m1和m2之间，则返回后还有剩余的O2，故本问题的答案是：喷出的O2介于0.05kg～0.45kg之间，即可安全返回。
例题
2、如图所示，长为L、质量为M的船停在静水中，一个质量为m的人(可视为质点)站在船的左端，在人从船头走到船尾的过程中，船与人相对地的位移大小分别为多少？(忽
Mmv略水对船的阻力)
解析：选人和船为一系统，由于系统在水平方向不受外力作用，所以系统在水平方向上动量守恒，设某一时刻人的对地速度为v，船的速度大小为v′，选人的运动方向为正方向，由动量守恒定律得mv－Mv′＝0。
在人与船相互作用的过程中，上式始终成立，不难想到，船的运动受人运动的制约，当人加速运动时，船亦加速运动；当人匀速运动时，船亦匀速运动；当人停止运动时，船也停止运动，设人从船头到船尾的过程中，人的对地位移大小为x1，船的对地位移大小为x2，所以＝x1vMm，又从图可见x1＋x2＝L，联立三式可解得x1＝L，x2＝L。x2v′M＋mM＋m
