16.5 反冲运动 火箭(教案)
教学设计5：16.5 反冲运动 火箭
主题3：
探究反冲与碰撞的联系和区别
前面我们学习的碰撞和反冲运动，那么这两者之间有什么联系和区别？这里我们主要研究一维碰撞，在解题中如何正确确定到底是何种运动？从而正确选择解题方法。
反冲运动与一维碰撞都是短时间内进行的,且系统内力远大于外力,系统动量守恒。在一维碰撞过程中有可能发生我们所说的特殊的一种碰撞，机械能不会增加，但是在反冲运动中，机械能更多的时候是增加的。
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。
火箭就是利用了反冲原理。
了解火箭的发展过程，有条件的学校可让学生自己动手做水火箭的中重点难点的突破，并且实验具有一定的趣味性，能够激发学生的学习兴趣。
课前
准备
反冲小车、气球、水等
导学过程设计
程序设计
学习内容
教师行为
学生行为
媒体运用
新课导入
创设情境
上节课我们学习了物体间的一种相互作用——碰撞,物体间的相互作用除碰撞以外还有另一种方式,也较常见,那就是反冲运动。那么,反冲运动与碰撞过程有什么异同点呢?反冲运动又遵循什么规律呢?这就是本节课我们要研究的问题。
就学案中教材诠释交流的内容与结对学习的同学交流。
第二层级
(小组讨论
小组展示
补充质疑
教师点评)
主题1：
反冲
实验演示：拿一个气球，给它充足气，然后松手，观察现象。分析：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。
板书
第三层级
基本检测
物理：新人教版选修3-5 16.5反冲运动 火箭(教案)
16．5 反冲运动火箭★新课标要求（一）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（二）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。
（三）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★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：用实验方法引入新课：〖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。
（二）进行新课一、反冲运动1、反冲运动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，另外一个部分必然向相反方向运动，这个现象叫反冲运动。
（1）分析：细管为什么会向后退？教师：引导学生自学书本，展开讨论，得出结论：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）分析：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。
16.5反冲运动 火箭 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (1)
16.5 反冲运动火箭（一）引入新课教师：用实验方法引入新课：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.（二）进行新课一、反冲运动1、反冲运动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，另外一个部分必然向相反方向运动，这个现象叫反冲运动.（1）分析：细管为什么会向后退？教师：引导学生自学书本，展开讨论，得出结论：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）分析：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.2．反冲运动遵循的规律反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量是守恒的.3．反冲运动的应用实例（1）利用有益的反冲运动反击式水轮机是使水从转轮的叶片中流出，使转轮由于反冲而旋转，从而带动发电机发电.喷气式飞机是靠喷出的气流的反冲作用而获得巨大的速度，等等.（2）避免有害的反冲运动射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性等.学生：交流，举例，并说明其工作原理.如：喷气式飞机、我国人民引以为荣的运载火箭等.例1：一个静止的质量为M的不稳定原子核，放射出一个质量为m 的粒子，（1）粒子离开原子核时速度为v0，则原子核剩余部分的速率等于.（2）粒子离开原子核时相对原子核的速度为v0，则原子核剩余部分的速率等于.解析：由于放射过程极短，放射过程中其他外力的冲量均可不计，整个原子核系统动量守恒.（1）设剩余部分对地的反冲速度为v′,由于原子核原来静止，故后来粒子的动量大小等于剩余部分的动量大小，即有m v0=(M—m)v′，解得;v′= m v0/(M—m)（2）设剩余部分对地的反冲速度为v′，则粒子的对地速率为v=v0—v′.由于原子核原来静止，故后来粒子的动量大小等于剩余部分的动量大小，即有m(v0—v′ )=(M—m)v′，所以v′=m v0/M即剩余部分速率为m v0/M.火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故正确答案为选项B.本题考查了火箭的工作原理，要注意与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃气，而不是外界的空气.而与带螺旋桨的直升机发生相互作用的才是空气，应注意两者的区别.二、火箭教师：指导学生看书，对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理.1．发射火箭的原理火箭是利用了反冲原理，发射火箭时，尾管中喷射出的高速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，从而向上飞去.即m Δv +Δmu =0 解得：mum∆∆=-v 2．决定火箭性能的参数 根据mum∆∆=-v 可知，火箭性能晌参数与喷气速度u 和火箭质量比mm∆有关，一般u 在2000~4000m/s ，质量之比小于10. 3．用多级火箭发射卫星获得所需速度目前多级火箭一般都是三组火箭.因为三组火箭能达到目前发射人造卫星的需求，又因级数越多，结构越复杂，并难以控制，因此降低了性能的可靠性，难以达到预期的目的.播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情.教师：在此基础上，指导学生阅读课后阅读材料——《航天技术的发展和宇宙航行》.例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，空气的反作用力推动火箭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，空气膨胀推动火箭解析：火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故正确答案为选项B.答案：B（三）课堂小结教师活动：让学生概括总结本节的内容.请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容.学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方.解释章鱼游泳时应用什么物理原理？点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力.教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架.（四）作业：课后习题。
教学设计9：16.5反冲运动 火箭
16.5 反冲运动火箭一、教学内容：普通高中课程标准实验教科书选修3—5第十六章第五节反冲运动火箭二、教材分析：本节课是选修3---5动量守恒定律的第五节，这节课是动量守恒定律的应用，对动量守恒定律的反馈。
当物体一部分以一定的速度离开物体时，具有动量，由动量守恒定律可知，物体剩余部分将获得一个反向的冲量而向相反方向运动，这种向相反方向的运动，通常称为反冲运动。
反冲运动的原理就是应用动量守恒定律，在实际中反冲有广泛的应用。
例如：用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。
还有灌溉喷水器，喷气式飞机，火箭，章鱼的运动等，本节课主要介绍了火箭，火箭是反冲运动的重要应用。
火箭靠喷出气体的反冲作用而获得巨大速度的，火箭的最大速度取决于两个条件：一是喷气速度、二是质量比（火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量比）。
这节课重点是应用动量守恒定律，正确处理反冲运动及解释有关反冲的现象，难点是理解火箭的最大速度的决定条件。
本节教学中主要让学生自己根据已经学过的知识分析反冲运动的应用，通过自己的探索，把学过的知识应用于实际，本节内容涉及到火箭的历史和我国航空航天业的发展，这正是学生感兴趣的内容，通过学生自己的探索，不但把学过的知识应用于实际还可以激发他们的创新精神。
三.教学的三维目标：1、知识与技能通过本节教学让学生知道反冲运动和火箭的原理，并且能应用反冲的原理解释有关反冲的实际问题，以及了解火箭的基本知识。
同时通过教学培养学生的自我表达能力，培养学生的动手能力，培养学生研究问题分析问题和解决问题的能力，激发他们的创新精神。
2、过程与方法通过本节教学使学生了解科学研究的方法，让学生认识到研究性学习是学习的一部分。
知道科学探究方法在认识世界中的重要作用。
3、情感、态度与价值观通过本节教学使学生知道研究问题需要不断的探索和实践，需要有严谨的科学态度。
在制作过程中需要小组成员共同努力，体现了集体合作的精神。
本节教学注重让学生理论联系实际，把所学的知识应用于实际，做到学有所用。
《反冲运动 火箭》教案
三、教学媒介
、板书设计：本课的板书设计力求精简，大致如下：
反冲运动
火箭
一、
反冲运动
二、火箭
原理分析（利用动量守恒定律进行推导）
火箭原理
反冲定义
火箭的发展过程
2、
教具、煤体使用设计
本课使用了几个令学生感兴趣的试验
（1）反击式水轮机
（2）箭反冲原理模拟
（3）水火箭
这几个试验实验现象明显，实验原理简单，学生容易通过实验的观察得到正确的结论，有助于对教学中重点难点的突破，并且实验具有一定的趣味性，能够激发学生的学习兴趣。利用计算机，在教学过程中，大量使用了计算机，展示了一些有趣的图片和几段录像。通过录像和图片，促进学生对知识的理解。
物理：16.5反冲 火箭 学案(新人教版选修3-5)
第十六章 动量守恒定律16.5反冲 火箭【教学目标】1．知道反冲运动的含义和反冲运动在技术上的应用。
2．知道火箭的飞行原理和主要用途。
重点：反冲运动在技术上的应用。
难点：反冲运动在技术上的应用。
【自主预习】1.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________的方向运动。
这个现象叫做________。
章鱼的运动利用了________的原理。
2．喷气式飞机和火箭的飞行应用了________的原理，它们都是靠________的反冲作用而获得巨大速度的。
3．火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比叫做火箭的________。
这个参数一般小于________，否则火箭结构的强度就有问题。
4.反冲(1)反冲：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。
这个现象叫做反冲。
(2)反冲运动的特点：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。
反冲运动过程中，一般满足系统的合外力为零或内力远大于外力的条件，因此可以运用动量守恒定律进行分析。
若系统的初始动量为零，由动量守恒定律可得0＝m 1v ′1＋m 2v ′2。
此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率则与质量成反比。
(3)应用：反冲运动有利也有害，有利的一面我们可以应用，比如农田、园林的喷灌装置、旋转反击式水轮发电机、喷气式飞机、火箭、宇航员在太空行走等等。
反冲运动不利的一面则需要尽力去排除，比如开枪或开炮时反冲运动对射击准确性的影响等。
5. 火箭(1)火箭：现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器。
(2)火箭的工作原理：动量守恒定律。
(3)现代火箭的主要用途：利用火箭作为运载工具，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。
6.“人船模型”的处理方法1．“人船模型”问题的特征两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒，在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。
16.5 反冲运动 火箭 教案
物理选修3-5 第十六章动量守恒定律16.5 反冲运动火箭1课时课题反冲运动火箭主备人常静云审稿人组长签字教学目标知识与技能1、了解反冲运动的概念和反冲运动的一些应用。
2、理解反冲运动的原理。
3、能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题。
4、了解火箭的工作原理和决定火箭最终速度大小的因素。
过程与方法通过观察反冲现象，寻找它们共同规律的过程培养学生的观察能力和发现问题的能力。
情感态度价值观体会物理知识来源于生活而又应用于生活的特点，培养学生主动探究、乐于探究的品质。
重点难点重点：用动量守恒定律对反冲运动进行解释。
难点：动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
学习方法自主学习---合作学习----探究学习教学方法目标诱导—学生自学—展示交流—精讲点拔—当堂训练—小结拓展教学用具多媒体、气球教学过程目标诱导--学生自学【探究一】（小组讨论）演示一：释放充了气的气球，气球喷气的同时向前“窜”。
演示二：水母的运动（视频）演示三：模拟火箭的运动（视频）细心观察这几个现象，认真思考它们运动的共同之处？【探究二】（小组讨论）1、请举出生产生活中的反冲现象。
2、一切反冲现象都是有利的吗？请举例说明。
3、如何减少反冲带来的影响？比如：打枪、榴弹炮【探究三】阅读课本23-24页相关内容，思考以下问题（学生自学）1、我国古代的火箭是什么样的？2、现代火箭和古代火箭有什么相同和不同之处？现代火箭的主要用途是什么?3、设火箭飞行时在极短的时间△t内喷射燃气的质量是△m，喷出的燃气相对之前火箭喷气前的速度是u，喷出燃气后火箭的质量为m，试计算火箭在这样一次喷气后增加的速度△v ？4、现代火箭为什么要采用多级结构？展示交流—精讲点拔一、反冲运动1、定义：如果一个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。
这种现象叫做反冲。
2、特点：（1）物体的两个部分在内力作用下向相反方向运动（2）内力一般较大（3）由于其他形式的能转变为机械能，所以动能增加。
高中物理《反冲运动火箭(2)》优质课教案、教学设计
授课年级
高二
课题
16.5反冲运动 火箭
课程类型
新授课
课程导学目标
目标解读
1.了解反冲运动及反冲运动的典型事例.
2.能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题.
3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素．
学法指导
使用演示实验和学生实验来研究问题,师生讨论形成共同认识。
课程导学建议
体有作用力的冲量使气体的动
量增加，气体对球壁的反作用
力冲量使气球的动量也增加。
（2）动量守恒定律角度分析
反冲运动是相互作用物体之间
的作用力与反作用力产生的效
果。反冲过程中，系统的合外
力一般不为零；但反冲运动中
如果属于内力远大于外力的情
况，可认为反冲运动中系统动
量是守恒的。
应用动量守恒定律进一步分析
请同学板书做题过程
3、远动方向相反
实验演示3：教师用遥控小车和纸板，演示模拟“人船模型”提出问题：在此系统中充当内力的是什么力？引导学生总结反冲运动的作用效果
学生思考：反冲运动的作用
教师板书：
反冲运动的作用效果：作用力与反作用力
效果：作用力与反作用力
教师引导学生从两个方向分析
： 学生实验4：拿一个气球， 给它充足气，然后松手瞬间观察气球运动，体会气球嘴和喷出气体的运动，从理论上分析（1）动量定理的角度分析（2）动量守恒定律角度分析
气球的运动？
总结此题的关键点;
一静止的质量为M的气球和
1、速度的反向性
气体，以对地速度v放出质量
2、速度的相对性
m的气体，研究剩余部分和气
3、变质量问题
球相对于地的速度。
例 自创设计：
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普通高中课程标准实验教科书（义务教育课程标准实验教科书）
《物理》必修（选修）3-5
§16.5 反冲运动火箭（教案）
班级备课人备课时间年月日
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道什么是反冲运动。
2．能够用动量守恒定律解释反冲运动并进行简单计算。
3．了解一些火箭的工作原理。
二、过程与方法
通过观察反冲现象，寻找它们共同规律的过程培养学生的观察能力和发现问题的能力。
三、情感态度与价值观
体会物理知识来源于生活而又应用于生活的特点，培养学生主动探究、乐于探究的品质。
【教学重点】
1．能够认清某一运动是否为反冲运动。
2．用动量守恒定律对反冲运动进行解释。
【教学难点】
动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
【教学方法】
教师启发引导，学生讨论、交流、实验等。
【教学用具】
实验器材：铝箔纸，火柴，支架，反击式水轮机原理模型，一些关于反冲应用的图片、动画、视频、多媒体等。
【教学过程】
新课引入：
师：物体间的相互作用除碰撞以外还有另一种方式也较常见，我们先观察几个实验，看一看它们是否不同于碰撞但也是相互作用。
演示实验一：释放充了气的气球，气球喷气的同时向前“窜”。
演示实验二：教材图16．5-3乙（铝箔纸、火柴药粉、支架）。
演示实验三：教材图16．5-3甲（反击式水轮机原理）。
师：刚才这三个实验是相互作用吗？分别是谁和谁之间的相互作用？
学生讨论、交流后得出：均是相互作用。
实验一是喷出的气体与气球的相互作用；实验二是喷出的气体与铝箔卷的相互作用；实验三是喷出的水与喷嘴之间的相互作用。
师：这种相互作用与碰撞有什么不同？
学生讨论、交流后得出：碰撞中两个物体先是分开的，相互作用后可能合为一体，也可能再次分开，而这种相互作用中两个物体本来是一体的，通过相互作用才分开。
师：我们把这种相互作用称为反冲运动，本节课我们就研究反冲运动。
新课教学：
板书：一、认识反冲运动
板书：1．反冲运动：静止或运动的物体通过分离出一部分物体使另一部分物体向反方向运动的现象。
师：反冲运动在生产、生活中很常见。
播放视频：章鱼或乌贼的运动；草坪喷灌装置等。
师：你还能列举出其它实例吗？
学生讨论、交流后会得出很多实例，如：打枪时枪会后座，爆竹“二踢脚”第一响后飞上天空，旋转烟花，喷气式飞机，火箭，高压锅气阀旋转，甚至打喷嚏等。
教师播放这些现象的视频以加深感性认识。
师：前面我们做的三个实验中，为什么静止的物体喷出一部分物体后，另一部分物体会获得速度后退呢？
学生讨论、交流，有用动量守恒定律解释的，也有用相互作用力解释的。
板书：2．反冲运动满足动量守恒定律
系统不受外力
条件是系统某一方向不受外力
系统内力远大于外力
教师和学生一起完成以下两个例题以体会如何用动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
例题1．教材P21 思考与讨论．
例题2．炮车质量为M，炮弹质量为m，炮筒与水平方向成角，若炮弹离
开炮口时对地速度为v，求炮车后退速度。
（已知地面对炮车的摩擦力远小于炮筒中气体产生的推力）
板书：二、反冲运动的主要应用──火箭
让学生自学课文，要求知道火箭的最终速度取决于哪两个要素.
课堂练习：
学生自己完成以下三个小题，以巩固本节课所学。
（第3题较难，可以删去）
1．一个静止的质量为M 的不稳定原子核，当它放射出质量为m 的速度为v 的粒子后，原子核剩余部分的速度多大？
2．火箭喷气发动机每次喷出m=200 g 的气体，喷出的气体相对于地面的速度v=1000 m/s ．设火箭初始质量为M= 300 kg ，初速度为零，发动机每秒喷气20次，在不考虑空气阻力和地球引力的情况下，火箭1s 末的速度多大？
3．质量为m=60 kg 的人站在质量为M=100 kg 的小车上，一起以v=3 m/s 的速度在光滑水平面上作匀速直线运动，若人相对于车以u = 4 m/s 的速度向后跳出，则车速变为多大？
参考答案：1． 2．132 m/s 3．4．5 m/s
课堂小结：
1．能够认识什么样的运动为反冲运动。
2．会用动量守恒定律解释或计算反冲运动。
作业：
1．搜集一些反冲运动的其它典型应用，了解其工作原理，如水电站的反击式水轮机等。
2．教材P 22 1．2．3
学案参考答案
1、某种内力 分必然向相反的方向 11220()m v m v =+-
2、防止 向后反冲 准确性。
【典型例题】
能安全返回飞船
1.m M m M
越大 v 质量 10 多级 2．D 3、ABD 4、AD 5、CD 6．0 7、mv 0cos θ/(M+m) 8（1）mv/M (2)mv cos θ/M (3)mucos φ/(M+m)。