第一章動量守恒定律反沖現(xiàn)象火箭教學(xué)設(shè)計一、知識與技能1、了解反沖運動的概念及反沖運動的一些應(yīng)用，知道反沖運動的原理。2、了解火箭的工作原理及決定火箭最終速度大小的因素。二、過程與方法1、經(jīng)歷實驗探究，認識反沖運動，能舉出幾個反沖運動的實例。2、結(jié)合動量守恒定律對反沖現(xiàn)象做出解釋;進一步提高運用動量守恒定律分析和解決實際問題的能力。三、情感態(tài)度與價值觀知道火箭的飛行原理和主要用途，了解我國的航空、航天事業(yè)的巨大成就，激發(fā)我們熱愛祖國的情感。重點難點1、了解反沖運動的概念及反沖運動的一些應(yīng)用。（重點）2、知道反沖運動的原理。(重點)3、掌握應(yīng)用動量守恒定律解決反沖運動問題。(重點、難點)4、了解火箭的工作原理及決定火箭最終速度大小的因素。(難點)教學(xué)準備課件教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課：【教師引入課程】你知道章魚、烏賊是怎樣游動的嗎？它們先把水吸入體腔，然后用力壓水，通過身體前面的孔將水噴出，使身體很快地運動。章魚能夠調(diào)整噴水的方向，這樣可以使得身體向任意方向前進。章魚游動時體現(xiàn)了什么物理原理？二、講授新課： 1、反沖現(xiàn)象【學(xué)生活動】請同學(xué)們拿出事先準備好的氣球，吹起來以后用手捏住吹氣口，然后突然放手，觀察所發(fā)生的物理現(xiàn)象。【教師提問】通過實驗觀察到什么現(xiàn)象？氣球為什么會運動起來？【小組討論交流】從實驗中可以看到：松開手以后，氣球會沿與吹氣口相反的方向運動。【教師引導(dǎo)】氣球動起來后，具有了一定的動量，而其原來的動量是零，故它的動量發(fā)生了變化。由動量定理可知，氣球一定受到了沖力的作用，而對氣球產(chǎn)生沖力的只能是與氣球有相互作用的物體，從本實驗來看，能與氣球產(chǎn)生相互作用并導(dǎo)致氣球運動的只能是氣球內(nèi)的氣體。當(dāng)松開手后，氣球內(nèi)的氣體要從吹氣口沖出，從而與氣球產(chǎn)生了相互作用的內(nèi)力，致使氣球受到?jīng)_力的作用而反向運動?！窘處熝a充】發(fā)射炮彈時，炮彈從炮筒中飛出，炮身則向后退。這種情況由于系統(tǒng)內(nèi)力很大，外力可忽略，可用動量守恒定律來解釋。射擊前，炮彈靜止在炮筒中，它們的總動量為0。炮彈射出后以很大的速度向前運動，根據(jù)動量守恒定律，炮身必將向后運動。只是由于炮身的質(zhì)量遠大于炮彈的質(zhì)量，所以炮身向后的速度很小。炮身的這種后退運動叫作反沖?！窘處熜〗Y(jié)】反沖運動的特點：（1）物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運動。（2）反沖運動中，內(nèi)力做功，有其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽韵到y(tǒng)的總動能增加【學(xué)生活動】舉例生活中的反沖現(xiàn)象：對于灌溉噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴噴出時，彎管因反沖而旋轉(zhuǎn)。【教師補充】對于噴氣式飛機和火箭，它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得速度。槍、炮射擊時，由于反沖會影響射擊的準確性。所以用步槍時我們要把槍身抵在肩部，以減小反沖的影響。通過對幾個實例的分析，明確反沖既有有利的一面，也有不利的一面，在看待事物時我們要學(xué)會用一分為二的觀點。反沖運動一個很重要的應(yīng)用是火箭。2、火箭【教師引導(dǎo)】如圖所示，火箭的飛行應(yīng)用了反沖的原理，靠噴出氣流的反沖作用來獲得巨大速度。【教師提問】如圖所示，質(zhì)量為的人站在質(zhì)量為的船一端，船的長度為L,人和船均靜止，若人從船的一端走到另一端，試確定人和船的位移關(guān)系。【學(xué)生活動】小組討論【教師提示】上述問題與火箭發(fā)射的原理大致相同，遵循動量守恒定律?！窘處熞龑?dǎo)】1、處理思路：雖然人在船上走時，人與船的速度是變化的，但人與船這個系統(tǒng)動量守恒，故可先將每一小段的時間內(nèi)的運動視為勻速運動，再利用動量守恒，確定每一小段時間t內(nèi)人和船的位移關(guān)系，再確定兩者通過的總的位移的關(guān)系。設(shè)某一微小時間段t內(nèi)人的速度為，船的速度為，則有，兩邊同時乘t，則有。畫出人和船的位移關(guān)系圖，如圖所示，由圖知解得兩者的位移分別為，【教師補充】火箭的飛行原理：火箭的飛行應(yīng)用了反沖的原理，靠噴出氣流的反沖作用來獲得巨大速度。影響火箭獲得速度大小的因素：一是噴氣速度，二是火箭噴出物質(zhì)的質(zhì)量與火箭本身質(zhì)量之比。噴氣速度越大，質(zhì)量比越大，火箭獲得的速度越大?！窘處熆偨Y(jié)】反沖運動中，以下三種情況均可應(yīng)用動量守恒定律解決。(1)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，滿足動量守恒的條件，可以用動量守恒定律解決反沖運動問題。(2)系統(tǒng)雖然受到外力作用，但內(nèi)力遠遠大于外力，外力可以忽略，也可以用動量守恒定律解決反沖運動問題。(3)系統(tǒng)雖然所受外力之和不為零，系統(tǒng)的動量并不守恒，但系統(tǒng)在某一方向上不受外力或外力在該方向上的分力之和為零，則系統(tǒng)的動量在該方向上的分量保持不變.可以在該方向上應(yīng)用動量守恒定律。課堂練習(xí)1、如圖,質(zhì)量為的小船在靜止水面上以速率向右勻速行駛,一質(zhì)量為的救生員在船尾,相對小船靜止。若救生員以相對水面速率水平向左躍入水中,則救生員躍出后小船的速率為(

)A.

B.

C.

D.答案：C2、將質(zhì)量為的模型火箭點火升空，50g燃燒的燃氣以大小為600m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出。在燃氣噴出后的瞬間，火箭的動量大小為（噴出過程中重力和空氣阻力可忽略）()A．30 B．C． D．答案：A3、運送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后,火箭做加速運動的原因是(

)A.燃料燃燒推動空氣,空氣反作用力推動火箭

B.火箭發(fā)動機將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出,氣體的反作用力推動火箭

C.火箭吸入空氣,然后向后推出,空氣對火箭的反作用力推動火箭

D.火箭燃料燃燒發(fā)熱,加熱周圍空氣,空氣膨脹推動火箭答案：B4、下列有關(guān)實際中的一些現(xiàn)象,說法正確的是(

)A.火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度

B.體操運動員在著地時屈腿是為了減小地面對運動員的作用力

C.用槍射擊時要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響

D.為了減輕撞車時對車上人員的傷害,發(fā)動機艙越堅固越好答案：ABC5、如圖所示，設(shè)質(zhì)量為M的導(dǎo)彈運動到空中最高點時速度為，突然炸成兩塊，質(zhì)量為m的一塊以速度v沿的方向飛去，則另一塊的運動()A.一定沿的方向飛去 B.一定沿的反方向飛去C.可能做自由落體運動 D.以上說法都不對答案：C6、“世界航天第一人”是明朝的士大夫萬戶,他把47個自制的火箭綁在椅子上,自己坐在椅子上,雙手舉著大風(fēng)箏,設(shè)想利用火箭的推力,飛上天空,然后利用風(fēng)箏平穩(wěn)著陸。假設(shè)萬戶及其所攜設(shè)備(火箭、椅子、風(fēng)箏等)的總質(zhì)量為M,點燃火箭后在極短的時間內(nèi),質(zhì)量為m的熾熱燃氣相對地面以的速度豎直向下噴出,忽略空氣阻力的影響,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.火箭的推力來源于空氣對它的反作用力B.在燃氣噴出后的瞬間,火箭的速度大小為C.噴出燃氣后,萬戶及其所攜設(shè)備能上升的最大高度為D.在火箭噴氣過程中,萬戶及其所攜設(shè)備的機械能守恒答案：B板書設(shè)計§反沖現(xiàn)象火箭一、反沖運動1．定義根據(jù)動量守恒定律，如果一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩個部分，一部分向某個方向運動，另一部分必然向相反的方向運動，這個現(xiàn)象叫做反沖。2．反沖原理反沖運動的基本原理是動量守恒定律，如果系統(tǒng)的一部分獲得了某一方向的動量，系統(tǒng)的其他部分就會在這一方向的反方向上獲得同樣大小的動量。3．公式若系統(tǒng)的初始動量為零，則動量守恒定律的形式變?yōu)?，此式表明，做反沖運動的兩部分的動量大小相等、方向相反，而它們的速率與質(zhì)量成反比