1.6 反冲现象 火箭 教学设计-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

反冲现象 火箭 一、教学目标 1.物理观念： (1)通过实验认识反冲运动，能举出反冲运动的实例，知道火箭的发射是反冲现象。 (2)能结合动量守恒定律对常见的反冲现象作出解释。 2.科学思维：培养学生物理建模的思维，并运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力 。 3.科学探究：通过情景让学生从日常生活的现象中提出问题，运用所学知识进行科学解释，课后自制“水火箭”，进一步加深对反冲原理的认识。 4.科学态度与责任：通过微课《火箭的故事》介绍我国古代火箭的发明和我国航天事业的巨大成就，激发学生的民族的自尊心和自豪感，增强学生的爱国热情。 二、教材分析 本节是动量守恒定律在实际生活中的一种典型的应用。课程标准要求为：能用动量守恒定律解释生产生活中的有关现象。知道火箭的发射利用了反冲现象。制作水火箭。反冲运动在生产、生活中广泛应用，本节内容既能巩固对动量守恒定律的应用，又与科技兴国战略相适应，对培养学生的科技意识和学科素养尤为重要。 三、学情分析 学生通过本章前面的学习，已经掌握了动量、冲量、动量定理、动量守恒定律的相关知识，分析处理简单问题，对生活中的反冲现象有所接触，理论联系实际的水平欠缺。本节课结合生活中的情境展开教学，培养学生建模的能力、运动与相互作用观、能量观，通过本节学习学会利用动量守恒定律对具体问题进行定性分析和定量计算。了解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前列，让学生认识到科技技术发展的重要性，激发学生爱国主义情感和民族自豪感。 四、教学重难点 教学重点：运用动量守恒定律分析、解释反冲现象。 教学难点：运用动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。 五、教学过程（不能是课堂实录） 教师活动 学生活动 设计意图 情景引入：教师播放喷气式背包视频并对视频进行解说。 一、反冲现象 探究一 （1）气球赛跑！（2）小试管大威力! 教师引导学生总结： 1、反冲现象 教师：生活中的还有哪些反冲现象？ 教师举例：喷气式飞机，乌贼，窜天猴。并引导学生利用反冲现象特点去解释。 2、反冲运动的规律 教师：以探究一中的两个物理模型为例，从受力角度，动量角度，能量角度分析反冲运动。 教师：动量守恒的条件？ 3、反冲运动的应用 教师: 请同学们对生活中的射击、炮车反冲等一些情景用反冲运动的规律分析带来的危害原因。并解释怎样做才能防止呢？ 探究二 利用桌子上的器材设计一个可转动的自动喷灌装置。 放大版展示并提出问题： 思考：猜猜瓶子的转动方向，顺时针还是逆时针？ 探究三 请同学们帮一帮瓦力控制反冲速度。观看视频并提出问题： 假设瓦力在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。瓦力短时间以相对飞船为u的速度喷出质量为Δm的泡沫。喷出泡沫后瓦力和装备整体质量为m。 思考：哪些因素会影响速度改变量呢？ 二、火箭 教师:从气球实验到火箭模型都是利用的反冲规律。 教师：火箭的飞行是典型的反冲现象，它是靠喷射高温高压燃气，气流的反冲作用可使其获得巨大的速度。 1、影响火箭速度的主要因素： （1）、理论分析：（引导学生类比探究三） （2）、实验验证 探究四 设计实验验证火箭速度增量与喷气质量、箭体质量的关系 。 问题： 实验方法？ 实验方案？ 实验器材：老师自制 现代火箭速度短时间那样大幅度提高，所以主要是在减轻火箭质量上想办法。 “小试牛刀”练习：2022年11月21日，神舟十五号载人飞船发射升空，历时9天与“天宫”中的神舟十四号航天员乘组“胜利会师”。 教师： 整理公式 得出火箭质量比的概念，引导学生思考1：火箭速度与质量比的关系？思考2：质量比能无限增吗？ 2、多级火箭 教师展示：自制二级水火箭并讲解火箭发射各级的工作过程。 教师：播放自制微课《火箭的故事》 趣味游戏：这是反冲运动吗？ 课堂小结：引导学生进行总结。 学生观看。 实验小组学生展示 学生观察实验，得到实验现象，解释产生现象的原因。 一个静止的物体，在内力的作用下分裂成两部分，一部分朝某一方向射出，而其余部分向相反方向运动，这类现象叫做反冲现象。 学生举例。 学生解释原因。 学生回答动量守恒定律的条件。引导学生得出反冲现象，同样遵循动量守恒定律。 学生从能量角度分析。反冲现象中的能量转化。 学生解释反冲带来的危害的原因，并给出防止方案。 学生活动：利用桌子上的器材（带绳子的瓶子、锥子）设计一个可转动的自动喷灌装置。 学生作品展示，并用反冲运动规律解释成功或失败原因。 学生思考给出猜想结果，教师展示验证。 问题：1.喷出的泡沫动量改变量是多少？ 2.瓦力及装备的动量的改变量是多少？ 3.瓦力的速度改变量是多少？ 学生运用反冲运动规律作答。 学生上台展示学案上的书写答案。 学生回答。 学生总结。 影响速度改变量的因素：喷气质量，喷气速度，喷气后火箭质量。 引导学生回答实验方法和实验方案。 问题：假设神舟十五号发射前总质量M为8.5吨，短时间燃烧燃料对地以1600m/s的速度喷出气体后的箭体质量m为8吨，求此时火箭的对地速度是多少？ 学生学案作答后提问。 学生回答：喷气速度一定的前提下，质量比越大，火箭速度越大。 学生回答： 不能 学生观察实际模型，了解火箭发射各级的工作过程。 学生观看学习。 两位学生比赛作答。 学生总结本节所学知识。 以情境代入学生学习，引发学生的认知冲突，激发学生的探索欲望。 通过实验认识反冲现象。 引导学生建立反冲运动的物理模型。总结反冲现象的特点。 学生在应用反冲现象的特点去解释时加深了对反冲现象的理解。 通过以上分析，加深学生对系统、动量、能量、守恒的认识。初步形成物理学理论所描述的自然界具有内在和谐与统一的整体图景。 引导学生从生活情景中提取物理模型，应用动量守恒定律定性分析，用物理规律指导生活。 用反冲规律指导实际，同时发展学生动手实践能力。 引导学生从生活情境提取物理模型，并能用所学规律定量计算。应用动量守恒定律注意速度方向的正负，强化矢量运算的思维，提高学生分析问题和解决问题的能力。 培养学生从多角度对物理结论进行分析的科学思维。 利用学习过的实验事实+合理外推的方法，科学严谨的逻辑思维得到合理的结论。既是知识的迁移也是创新的开始。 培养学生比较、总结、归纳的能力。 从理论分析到实验验证，培养学生严谨的科学态度的，也加深了学生对知识的理解。同时也给学生做了一个示范，从生活中开发实验器材，要有创新意识。 培养学生运用动量守恒定量计算的能力规范学生解题步骤。 由理论走向实际应用，培养学生多角度分析问题，再到提出新问题，解决新问题。真正一步一步与实践相结合。培养学生探究精神以及严谨的物理思维。 给学生展示模型的同时也是一种实践的示范。培养学生不怕困难敢于实践、敢于挑战的精神。 通过介绍火箭的发展历史，培养学生的热爱科学、爱国情怀和民族自豪感的核心素养。 检查本节学习知识的掌握情况。 提升总结能力，建立系统的知识结构。 板书设计 1.6反冲现象 火箭 一、反冲现象 1、反冲现象 特点：静止，内力作用，两部分朝相反方向运动 2、反冲运动的规律： （1）研究对象：系统 （2）受力分析：F内>>F外 （3）动量分析：系统动量守恒 （4）能量分析：其他形式的能转化为机械能 3、反冲运动的应用 二、火箭 （1）影响火箭速度的主要因素： ∆mu+m∆v =0 ∆v= - （2）多级火箭 六、作业设计 1.继续收集反冲现象的实例。 2.自己动手试着制作水火箭。 七、教学反思 本节课是动量守恒定律在生活中的一类特殊应用，与实际生活中的情境联系的尤为紧密。所以本节课播放喷气式背包从科幻走进现实激发学生学习的兴趣，从演示实验提取物理模型帮助学生认识反冲现象，总结反冲运动规律。 接着通过射击、榴弹炮车中带来的危害的防止，应用反冲设计自动灌溉装置，以及对火箭从理论分析、试验验证得出影响火箭速度的因素等典型实例的分析。教师运用了实验展示、问题情境创设、有效的设问等手段引导学生观察实验现象、思考分析物理过程、小组探究实践、概括总结结论，亲历物理知识的构建过程。将理论联系生活实际，帮助学生构建物理模型，并应用动量守恒定律解决实际问题。 学生既学习了物理知识、解决问题的方法，物理思维也得到了训练，培养学生的物理学科的核心素养。从我国由古至今火箭发展的故事，到我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的自信，增强学生将科学服务于人类的社会责任感和使命感，激发学生爱国情怀和民族自豪感。 学科网（北京）股份有限公司 $$