反沖運(yùn)動(dòng)的教案

2024-10-12

反沖運(yùn)動(dòng)的教案

　　一、知識(shí)目標(biāo)

　　1、知道什么是反沖運(yùn)動(dòng)，能舉出幾個(gè)反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例；

　　2、知道火箭的飛行原理和主要用途。

　　二、重點(diǎn)

　　1、知道什么是反沖。

　　2、應(yīng)用動(dòng)量守恒定律正確處理噴氣式飛機(jī)、火箭一類問題。

　　三、難點(diǎn)

　　如何應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析、解決反沖運(yùn)動(dòng)。

　　四、教學(xué)過程

　　1。引入新課

　　[演示]拿一個(gè)氣球，給它充足氣，然后松手，觀察現(xiàn)象。

　　[學(xué)生描述現(xiàn)象]釋放氣球后，氣球內(nèi)的氣體向后噴出，氣球向相反的方向飛出。

　　[教師]在日常生活中，類似于氣球這樣的運(yùn)動(dòng)很多，本節(jié)課我們就來研究這種。2。教學(xué)過程

　　（一）反沖運(yùn)動(dòng) 火箭

　　1、教師分析氣球所做的運(yùn)動(dòng)

　　給氣球內(nèi)吹足氣，捏緊出氣孔，此時(shí)氣球和其中的氣體作為一個(gè)整體處于靜止?fàn)顟B(tài)。松開出氣孔時(shí)，氣球中的氣體向后噴出，氣體具有能量，此時(shí)氣體和氣球之間產(chǎn)生相互作用，氣球就向前沖出。

　　2、學(xué)生舉例：你能舉出哪些物體的運(yùn)動(dòng)類似于氣球所作的運(yùn)動(dòng)？

　　學(xué)生：節(jié)日燃放的禮花。噴氣式飛機(jī)。反擊式水輪機(jī)。火箭等做的運(yùn)動(dòng)。

　　3、同學(xué)們慨括一下上述運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，教師結(jié)合學(xué)生的敘述總結(jié)得到：

　　某個(gè)物體向某一方向高速噴射出大量的液體，氣體或彈彈射出一個(gè)小物體，從而使物體本身獲得一反向速度的現(xiàn)象，叫反沖運(yùn)動(dòng)

　　4、分析氣球�；鸺人龅姆礇_運(yùn)動(dòng)，得到：

　　在反沖現(xiàn)象中，系統(tǒng)所做的合外力一般不為零；

　　但是反沖運(yùn)動(dòng)中如果屬于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力的情況，可以認(rèn)為反沖運(yùn)動(dòng)中系統(tǒng)動(dòng)量守恒。

　　（二）學(xué)生課堂用自己的裝置演示反沖運(yùn)動(dòng)。

　　1、學(xué)生做準(zhǔn)備：拿出自己的在課下所做的反沖運(yùn)動(dòng)演示裝置。

　　2、學(xué)生代表介紹實(shí)驗(yàn)裝置，并演示。

　　學(xué)生甲：

　　裝置：在玻璃板上放一輛小車，

　　小車上用透明膠帶粘中一塊浸有酒

　　精的棉花。

　　實(shí)驗(yàn)做法：點(diǎn)燃浸有酒精的棉

　　花，管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出，同時(shí)看到小車沿相反方向運(yùn)動(dòng)。

　　學(xué)生乙：

　　裝置：到二個(gè)空摩絲瓶，在它們的底部用大號(hào)縫衣針各鉆一個(gè)小洞，這樣做成二個(gè)簡(jiǎn)易的火箭筒，在右圖中的鐵支架的立柱端裝上頂軸，在放置臂的兩側(cè)各裝一只箭筒，再把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)放在頂軸上，往火箭筒內(nèi)各注入約4mL的酒精，并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。點(diǎn)燃酒精棉球，片刻火箭筒內(nèi)的酒精蒸氣從尾孔中噴出，并被點(diǎn)燃，這時(shí)可以看到火箭旋轉(zhuǎn)起來。

　　學(xué)生丙：用可樂瓶做一個(gè)水火箭，方法是用一段吸管和透明膠帶在瓶上固定一個(gè)導(dǎo)向管，瓶口塞一橡皮塞，在橡皮塞上鉆一孔，在塞上固定一只自行車車胎上的進(jìn)氣閥門，并在氣門芯內(nèi)裝上小橡皮管，在瓶中先注入約1/3體積的水，用橡皮塞把瓶口塞嚴(yán)，將尼龍線穿過可樂瓶上的導(dǎo)向管，使線的一端拴在門的上框上，另一端拴在板凳腿上，要使線拉直，將瓶的進(jìn)氣閥與打氣筒相接，向筒內(nèi)打氣到一定程度時(shí)，瓶塞脫開，水從瓶口噴出，瓶向反方向飛去。

　　過渡引言：同學(xué)們通過自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置得到并演示了什么是反沖運(yùn)動(dòng)，那么反沖運(yùn)動(dòng)在實(shí)際生活中有什么應(yīng)用呢？下邊我們來探討這個(gè)問題。

　　（三）反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止

　　1、學(xué)生閱讀課文有關(guān)內(nèi)容。

　　2、學(xué)生回答反沖運(yùn)動(dòng)應(yīng)用和防止的實(shí)例。

　　學(xué)生：反沖有廣泛的應(yīng)用：灌溉噴水器、反擊式水輪機(jī)、噴氣式飛機(jī)、火箭等都是反沖的重要應(yīng)用。

　　學(xué)生：用槍射擊時(shí)，要用肩部抵住槍身，這是防止或減少反沖影響的實(shí)例。

　　3、用多媒體展示學(xué)生所舉例子。

　　4、要求學(xué)生結(jié)合多媒體展示的物理情景對(duì)幾個(gè)物理過程中反

　　沖的應(yīng)用和防止做出解釋說明：

　�、賹�(duì)于灌溉噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴噴出時(shí)，彎管因反沖而旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

　　②對(duì)于反擊式水輪機(jī)：當(dāng)水從轉(zhuǎn)輪的葉片中流出時(shí)，轉(zhuǎn)軸由于反沖而旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

　�、蹖�(duì)于噴氣式飛機(jī)和火箭，它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得很大的速度。

　�、苡脴屔鋼魰r(shí)，子彈向前飛去槍身向后發(fā)生反沖，槍身的反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性，所以用步槍時(shí)我們要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響。

　　教師：通過我們對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，明確了反沖既有有利的一面，同時(shí)也有不利的一面，在看待事物時(shí)我們要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)。

　　我們知道：反沖現(xiàn)象的一個(gè)重要應(yīng)用是火箭，下邊我們一認(rèn)識(shí)火箭：

　　（四）火箭：

　　1、演示：用薄鋁箔卷成一個(gè)細(xì)管，一端封閉，另一端留一個(gè)很細(xì)的口，內(nèi)裝由火柴刮下的藥粉，把細(xì)管放在支架上，用火柴或其他辦法給細(xì)管加熱。

　　現(xiàn)象：當(dāng)管內(nèi)的藥粉點(diǎn)燃時(shí)，生成的燃?xì)鈴募?xì)口迅速噴出，細(xì)管便向相反方向飛去。教師講述：上述裝置就是火箭的原理模型。

　　2、多媒體演示古代火箭，現(xiàn)代火箭的用途及多級(jí)火箭的工作過程，同時(shí)學(xué)生邊看邊閱讀課文。

　　3、用實(shí)物投影儀出示閱讀思考題：

　�、俳榻B一下我國(guó)古代的火箭。？

　�、诂F(xiàn)代的火箭與古代火箭有什么相同和不同之處？

　�、郜F(xiàn)代火箭主要用途是什么？

　　④現(xiàn)代火箭為什么要采用多級(jí)結(jié)構(gòu)？

　　4、學(xué)生解答上述問題：

　�、傥覈�(guó)古代的火箭是這樣的：

　　在箭上扎一個(gè)火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點(diǎn)燃后生成的燃?xì)庖院艽笏俣认蚝髧姵觯鸺捎诜礇_而向前運(yùn)動(dòng)。

　　②現(xiàn)代火箭與古代火箭原理相同，都是利用反沖現(xiàn)象來工作的。

　　但現(xiàn)代火箭較古代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料兩大部分組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵�，火箭就向前飛去。

　�、郜F(xiàn)代火箭主要用來發(fā)射探測(cè)儀器、常規(guī)彈頭或核彈頭，人造衛(wèi)星或宇宙飛船，即利用火箭作為運(yùn)載工具。

　　④在現(xiàn)代技術(shù)條件下，一級(jí)火箭的最終速度還達(dá)不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需要的速度，發(fā)射衛(wèi)星時(shí)要使用多級(jí)火箭。

　　用CAI課件展示多級(jí)火箭的工作過程：

　　多級(jí)火箭由章單級(jí)火箭組成，發(fā)射時(shí)先點(diǎn)燃第一級(jí)火箭，燃料

　　用完工以后，空殼自動(dòng)脫落，然后下一級(jí)火箭開始工作。

　　教師介紹：多級(jí)火箭能及時(shí)把空殼拋掉，使火箭的總質(zhì)量減少，因而能夠達(dá)到很高的溫度，可用來完成洲際導(dǎo)彈，人造衛(wèi)星、宇宙飛船等的發(fā)射工作，但火箭的級(jí)數(shù)不是越多越好，級(jí)數(shù)越多，構(gòu)造越復(fù)雜，工作的可靠性越差，目前多級(jí)火箭一般都是三級(jí)火箭。

　　那么火箭在燃料燃盡時(shí)所能獲得的最終速度與什么有關(guān)系呢？

　　5、出示下列問題：

　　火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M、燃料燃盡后的質(zhì)量為m，火箭燃?xì)獾膰娚渌俣葹関1，燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大？

　　[學(xué)生分析并解答]：

　　解：在火箭發(fā)射過程中，由于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以動(dòng)量守恒。

　　發(fā)射前的總動(dòng)量為0，發(fā)射后的總動(dòng)量為（M—m）v—mv1（以火箭的速度方向?yàn)檎较颍?/p>

　　則：（M—m）v—mv1=0

　　師生分析得到：燃料燃盡時(shí)火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質(zhì)量比M/m決定。

　　6、鞏固訓(xùn)練：

　　水平方向射擊的大炮，炮身重450kg，炮彈射擊速度是450m/s，射擊后炮身后退的距離是45cm，則炮受地面的平均阻力是多大？