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

教学基本信息 课题 1.6 反冲现象 火箭 学科 物理 学段： 高中 年级 一年级 授课人 联系电话 教材 人教版选择性必修一第一章第六节 指导思想与理论依据 在信息时代的背景下，要求我们以学生为中心，教会学生学会学习。让学生通过探究学习、自主学习经历知识的获取过程。本节课力求体现新课标思想，结合高一学生的认知规律，基于学生为主体、教师为主导、思维为核心的教学理念，体现循序渐进和启发式等教学原则，让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法。通过师生、生生之间的良好互动，最终使学生学会知识，掌握技能，举一反三。 教学背景分析 本节课是在学生学习完动量守恒定律以后，通过学生实验加深学生对反冲现象的认识和理解，然后探究理论研究影响反冲速度大小的因素，了解火箭的飞行原理，推导火箭最终速度表达式，从而得出结论，突破重难点，同时体现了物理与生活和科技的紧密联系。教材在“科学漫步”中介绍“三级火箭”的内容，既是对火箭知识的拓展，又进一步介绍我国在航天事业中的成就，有利于激发学生的爱国热情。通过本节的学习，促进学生运动与相互作用观的进一步发展，学会定性分析生产生活中的实际问题。 学情分析： 学生通过本章前边的学习，经历了提出碰撞问题---基于观察和碰撞实验引入动量----经历理论推导得到动量定理和动量守恒---基于证据验证理论推导出来的结论----应用动量守恒解释典型的弹性碰撞现象，学生已经掌握了动量守恒定律，也学会一些应用，但在实际情境中排除干扰因素，抓住物理本质的能力还有待进一步提高。而本节课对反冲现象的分析、运用过程，可以使学生在原有的认知基础上提升动量守恒定律的运用能力，通过认识、列举生活中的多种反冲现象的过程，使物理本质与实际生活有机结合，提升相互作用与运动的物理观念，也可以通过观察分析物理现象的过程，提升实验观察的科学探究能力，分析、归纳的科学思维能力。 教学手段： 多媒体、演示实验、学生实验 教学目标(内容框架) 物理观念： 1.认识反冲运动，能举出反冲运动的实例，知道火箭的发射原理是反冲。 2.能结合动量守恒定律对常见的反冲现象做出解释。 科学思维： 1.通过观察反冲现象，寻找它们共同特点的过程培养学生的观察能力和分析归纳的能力。   2.通过分析反冲现象的物理原理的过程，提升学生将实际问题模型化的能力。 科学探究： 通过观察反冲现象，分析归纳总结反冲现象的定义和特点。 科学态度与责任： 通过喷气式飞机、火箭、等反冲现象的运用，明确科学科技与生产生活之间的密切联系，树立努力学习科学文化知识的态度，提升科技应用于生活的责任意识。 教学过程(文字描述) 一、设置情境，导入新课 课堂引入： 实验一：同学们看一下，这是一根绳，绳上串了一个吸管，把气球用胶带粘在了吸管上。现在处于静止状态，请问有什么办法能让气球运动起来，从一端运动到另一端？ 二、新课讲授 任务一：认识反冲现象 问题1：内力来源？ 问题2：内力大小和方向？ 问题3：能不能根据这个例子来说明一下，什么样的现象能叫做反冲现象？ 问题4：那么这个实验有什么特点呢？ 1、从动力学角度分析一下气球加速的原因？ 2、从动量角度分析一下气球和气球内部的气体组成的系统是否动量守恒？ 实验二：展示学生反冲现象实验，并请学生进行分析 实验三：学生分组实验，受力分析解释现象 实验四：学生现场演示穿着轮滑鞋的两人互推，受力分析解释现象 从力和动量的角度分析找出反冲的特点： （1）动力学角度: 相互作用的两部分物体内力远大于作用在任意一部分的其他外力，可近似认为任意一部分物体合外力近似等于内力，由于内力很大，任意部分加速很快。 （2）动量角度: 相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力，所以可以用动量守恒定律或在某一方向上应用动量守恒定律来处理。 设计宗旨与意图：结合学过的知识，让学生进行自主分析总结，从已经学过的受力角度分析，从动量的变化角度分析，得出反冲现象的概念和特点，加强知识的相互联系和应用能力，培养学生从多角度对物理现象进行分析的思维。 任务二：理论研究影响反冲速度大小的因素 展示水火箭模型实验 问题1：火箭飞行的原理？ 火箭发动机工作时,燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧,产生高温高压的燃气,燃气通过从尾喷管向下高速喷出。 简单介绍现代火箭原理现代火箭的知识，确定火箭问题研究对象。 问题2：火箭最终速度和什么因素有关？如何提高火箭的速度？ 让学生通过理论分析计算得出结论。 物理建模，构建情境： 设火箭正以速度v0飞行，此时刻起，在极短的时间内喷射燃气的质量是Δm，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m。我们设法计算火箭在这样一次喷气后增加的速度Δv。 在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。以喷气前的火箭为参考系。 设火箭的速度方向为正方向，由动量守恒得：mΔv+Δmu=0 质量比：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比。 喷气速度u越大，质量比越大，火箭的最终速度也越大。 设计意图：通过问题情境引导，理论探究火箭发射原理本质，定量得到火箭速度与哪些因素有关的证据，引导学生进一步思考火箭的发展。 任务三：反冲现象的应用与防止 应用一：灌溉喷水，国内首台150兆瓦级大型冲击式水轮机转轮 提问：你还知道哪些反冲运动在生产生活中和科学技术中的应用吗？ 应用二：水上滑行 应用三：喷气式飞机 提问：你知道在生产生活中和科学技术中有哪些地方需要防止反冲带来的危害吗？ 防止一：大炮止退犁 中国新型履带式自行榴弹炮炮车的履带表面有较深的突起抓地钩型设计是为了增大摩擦力，止退犁和两个液压缓冲器，都是为了在火炮连射时起到“止退”的作用，提高命中精度而精心设计的。 防止二：打枪时人会受到后坐力 用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少后坐力。 设计意图：全方位感受反冲运动的知识。在举例子中深入感受反冲运动在生活中应用于防止的例子，锻炼学生观察生活的同时，培养学生用辩证的思维去思考问题能力。 三、课堂小结 由学生说出自己本节课的收获，教师引导完善板书内容，形成结构化的板书内容。 设计宗旨与意图：通过归纳总结，学生温故新知，总结不足，对其充分总结。 四、作业与课外拓展 1.课后查资料了解中国火箭发展史； 2.完成教材P28课后习题； 设计宗旨与意图：一方面通过针对性的练习加强学生对知识的记忆与迁移，也更全面的理解了牛顿 第一定律，另一方面也可以检查学生对本节课知识的掌握情况。 4 学科网（北京）股份有限公司 $$