第 1 页 共 5 页 高二物理教案 反冲运动教案
一 、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。二、重点1、知道什么是反冲。2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。三、难点如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。四、教学过程1.引入新课[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。[教师]在日常生活中,类似于气球这样的运动很多,本节课我们就来研究这种。2.教学过程(一)反冲运动 火箭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,气体具有能量,此时气体和气球之间产生相互作用,气球就向前冲出。2、学生举例:你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动?学生:节日燃放的礼花。喷气式飞机。反击式水轮机。火箭等做的运动。3、同学们慨括一下上述运动的特点,教师结合学生的叙述总结得到:某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体,气体或弹弹射出一个小物体,从而使物体本身获得一反向速度的现象,叫反冲运动4、分析气球。火箭等所做的第 2 页 共 5 页 反冲运动,得到:在反冲现象中,系统所做的合外力一般不为零;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。1、学生做准备:拿出自己的在课下所做的反冲运动演示装置。2、学生代表介绍实验装置,并演示。学生甲:装置:在玻璃板上放一辆小车,小车上用透明胶带粘中一块浸有酒精的棉花。实验做法:点燃浸有酒精的棉花,管中的酒精蒸气将橡皮塞冲出,同时看到小车沿相反方向运动。学生乙:装置:到二个空摩丝瓶,在它们的底部用大号缝衣针各钻一个小洞,这样做成二个简易的火箭筒,在右图中的铁支架的立柱端装上顶轴,在放置臂的两侧各装一只箭筒,再把旋转系统放在顶轴上,往火箭筒内各注入约4mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。点燃酒精棉球,片刻火箭筒内的酒精蒸气从尾孔中喷出,并被点燃,这时可以看到火箭旋转起来。学生丙:用可乐瓶做一个水火箭,方法是用一段吸管和透明胶带在瓶上固定一个导向管,瓶口塞 一橡皮塞,在橡皮塞上钻一孔,在塞上固定一只自行车车胎上的进气阀门,并在气门芯内装上小橡皮管,在瓶中先注入约1/3体积的水,用橡皮塞把瓶口塞严,将尼龙线穿过可乐瓶上的导向管,使线的一端拴在门的上框上,另一端拴在板凳腿上,要使线拉直,将瓶的进气阀与打气筒相接,向筒内打气到一定程度时,瓶塞脱开,水从瓶口喷出,瓶向反方向飞去。过渡引言:同第 3 页 共 5 页 学们通过自己设计的实验装置得到并演示了什么是反冲运动,那么反冲运动在实际生活中有什么应用呢?下边我们来探讨这个问题。(三)反冲运动的应用和防止1、学生阅读课文有关内容。2、学生回答反冲运动应用和防止的实例。学生: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。学生:用枪射击时,要用肩部抵住枪身,这是防止或减少反冲影响的实例。3、用多媒体展示学生所举例子。4、要求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:①对于灌溉喷水器,当水从弯管的喷嘴喷出时,弯管因反冲而旋转,带动发电机发电。②对于反击式水轮机:当水从转轮的叶片中流出时,转轴由于反冲而旋转带动发电机发电。③对于喷气式飞机和火箭,它们靠尾部喷出气流的反冲作用而获得很大的速度。④用枪射击时,子弹向前飞去枪身向后发生反冲,枪身的反冲会影响射击的准确性,所以用步枪时我们要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响。教师:通过我们对几个实例的分析,明确了反冲既有有利的一面,同时也有不利的一面,在看待事物时我们要学会用一分为二的观点。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:(四)火箭:1、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:当管内的药粉第 4 页 共 5 页 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。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、用实物投影仪出示阅读思考题:①介绍一下我国古代的火箭。?②现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处?③现代火箭主要用途是什么?④现代火箭为什么要采用多级结构?4、学生解答上述问题: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现代火箭与古代火箭原理相同,都是利用反冲现象来工作的。但现代火箭较古代火箭结构复杂得多,现代火箭主要由壳体和燃料两大部分组成,壳体是圆筒形的,前端是封闭的尖端,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,火箭就向前飞去。③现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头,人造卫星或宇宙飞船,即利用火箭作为运载工具。④在现代技术条件下,一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度,发射卫星时要使用多级火箭。用CAI课件展示多级火箭的工作过程:多级火箭由章单级火箭组成,发射时先点燃第一级火箭,燃料用完工以后,空壳自动脱落,然后下一级火箭开始工作。教师介绍:多级火箭能及时把空壳抛掉,使火箭的总质量减少,因而能够达到很高的温度,可用来完成洲际导弹,人造第 5 页 共 5 页 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?5、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,火箭燃气的喷射速度为v1,燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大?[学生分析并解答]: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)v-mv1(以火箭的速度方向为正方向)则:(M-m)v-mv1=0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。6、巩固训练:水平方向射击的大炮,炮身重450kg,炮弹射击速度是450m/s,射击后炮身后退的距离是45cm,则炮受地面的平均阻力是多大?五、作业
6 反冲现象 火箭
[学习目标]
1．知道反冲运动的原理，会应用动量守恒定律解决有关反冲运动的问题.2.知道火箭的原理及其应用．
一、反冲现象
1．定义
一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动的现象．
2．规律：反冲运动中，相互作用力一般较大，满足动量守恒定律．
3．反冲现象的应用及防止
(1)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转．
(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响．
二、火箭
1．工作原理：喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度．
2．决定火箭增加的速度Δv的因素
(1)火箭喷出的燃气相对喷气前火箭的速度．
(2)火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比．
1．判断下列说法的正误．
(1)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果．( √ )
(2)只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析．( × )
(3)反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子．( √ )
(4)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．( √ )
2．如图1所示是一门旧式大炮，炮车和炮弹的质量分别是M和m，炮筒与地面的夹角为α，炮弹射出出口时相对于地面的速度为v0.不计炮车与地面的摩擦，则炮身向后反冲的速度大小为________．
图1
答案 mv0cos αM
解析 取炮弹与炮车组成的系统为研究对象，因不计炮车与地面的摩擦，所以水平方向动量守恒．炮弹发射前，系统的总动量为零，炮弹发射后，炮弹的水平分速度为v0cos α，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有：mv0cos α－Mv＝0，所以炮车向后反冲的速度大小为v＝mv0cos αM.
一、反冲运动的理解和应用
导学探究
点燃“起火”的药捻，“起火”向下喷出气体，同时“起火”飞向高空．结合该实例，回答下列问题：
高二物理第八章反冲运动火箭知识点
第 2 页 高二物理第八章反冲运动火箭知识点
反冲运动中，物体受到的反冲作用通常叫做反冲力。以下是第八章反冲运动火箭知识点，请大家认真学习。
反冲运动概念
根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。 反冲运动中，物体受到的反冲作用通常叫做反冲力。
反冲运动原理
1、系统不受外力或受外力的矢量和为零
2、相互作用的时间极短,相互作用的内力远大于外力,如碰撞或爆炸瞬间,外力可忽略不计,可以看作系统的动量守恒。
3、系统某一方向上不受外力或受外力的矢量和为零;或外力远小于内力,则该方向上动量守恒(分动量守恒)。
4、在某些实际问题中,一个系统所受外力和不为零,内力也不是远大于外力,但外力在某个方向上的投影为零,那么在该方向上可以说满足动量守恒的条件。
反冲运动应用
喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。现代的喷气式飞机，靠连续不断地向后喷出气体，飞行速度能够超过l000m/s。
质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相
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6.反冲现象 火箭
学习目标：
1.了解反冲运动和反冲运动在生活中的应用．
2.能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题．
3.知道火箭的飞行原理，了解我国航天技术的发展．
一、反冲现象
1．定义
根据动量守恒定律，如果一个静止的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，这个现象叫作反冲．
2．反冲原理
反冲运动的基本原理是动量守恒定律，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得同样大小的动量．
3．公式
若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的形式变为0＝m1v1＋m2v2，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率与质量成反比．
利用动量守恒定律解决反冲问题时，速度通常是以地面为参考系的速度，而不是系统内两物体的相对速度．
二、火箭
1．原理
火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用来获得巨大速度．
2．影响火箭获得速度大小的因素
一是喷气速度，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比．喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反． (√)
(2)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理． (√)
(3)火箭点火后离开地面向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果．
(×)
(4)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行． (√)
(5)火箭发射时，火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能． (√)
2．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( )
A．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭
B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭
C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭
D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
