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視頻標簽：反沖運動,火箭
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版高中物理選修3-5 16.5《反沖運動 火箭》遼寧省 - 朝陽
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人教版高中物理選修3-5 16.5《反沖運動 火箭》遼寧省 - 朝陽
教學目標
1.知識與技能
(1)知道什么是反沖運動,了解反沖運動的應用。
(2)能夠用動量守恒定律解釋反沖運動并進行簡單計算。
(3)了解一些火箭的工作原理和航天技術的發展和應用。
2.過程與方法
(1)通過生活、生產中的現象介紹反沖運動。
(2)通過演示實驗加深對反沖運動的理解。
(3)通過在生活生產中應用體會動量守恒定律。
3.情感態度與價值觀
(1)通過對生活事例的探究, 培養學生主動探究、 樂于專研的品質。
(2)通過人物事跡和航天技術發展的教學,提高學生的人文素養和愛國主義情懷。
2學情分析
知識基礎:學生通過上節課的學習,已經對動量守恒定律已經有了一定的理解。
存在不足:學生在問題的本質分析和協作交流方面還有待加強。
3重點難點
重點:能夠認清某一運動是否為反沖運動。
難點:用動量守恒定律對反沖運動進行解釋。
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】創設情境 激發興趣
一、反沖運動
教師利用簡單的器材展示兩個實物的小實驗。然后利用多媒體教學,展示與反沖運動有關的趣味視頻。要求同學認真觀察以上三種現像。
圖一、用衣架夾住筆的尾部,教師豎直向下敲擊接觸處,使筆和衣夾分別向相反方向運動。
圖二、小車的尾部栓有一個氣球,吹入適量的氣體后,在水平桌面釋放。
同學們認真觀察反沖作用的例子。
觀看多媒體教學。
簡單了解反沖作用的應用。
培養學生的學習熱情。
利用多媒體豐富課堂教學,增加學習興趣。
培養學生觀察和思考的能力。
活動2【講授】分組討論 啟發探究
通過以上三種現象,同學們進行分組討論:什么是反沖運動?猜想反沖運動的原理是什么?
分組探究:
什么是反沖運動?反沖運動的原理是什么?
每組選出一名學生,代表各組發表他們的討論結果。
培養學生主動探究、樂于探究的品質和團隊協作能力。
探究得出反沖運動的概念及其原理。
教師進行總結性發言,什么是反沖運動及其原理。然后提問:還有哪些現象是應用到反沖運動?
學生回答后,用多媒體展示學生熟知的應用到反沖運動的現象。
學生通過以往生活的積累,積極回答問題。
鍛煉語言表達能力,提升自信度。
教師給氣球吹入適量的氣體,水平放置。氣球尾端水平向左,然后釋放,氣球向右端飛去。
每個學生手中都有一個氣球,仿照教師的做法,親身感受反沖運動。
活躍課堂氣氛,培養學生動手能力。
活動3【活動】突出重點 突破難點
實驗探究
器材:支架、酒精塊、試管(裝有適量的水)、橡膠塞、彎管、細線
實驗一:蒸汽反沖“小馬達”
圖4、蒸汽反沖“小馬達”發生了轉動。
教師介紹實驗儀器,然后讓學生認真觀察并猜想:會有什么樣的現象產生?
在實驗后,教師向學生提問:為什么會產生試管發生轉動的現象呢?
學生觀察 “小馬達”會有什么樣的現象產生。
同學們思考后回答出,是水蒸氣噴出時,給了彎管一個力,使小馬達發生轉動。
通過問題引領的方式,讓學生自己探索。畢竟老師只是學生暫時的“拐杖”,最終學生還是要學會自己“走路”。
動畫展示
實驗二:“水火箭”
器材:支架、打氣筒、水瓶、彩紙、水
圖五、將水火箭內不斷地打入氣體,直至水火箭發射出去。
學生觀看“水火箭”的演示。
回想反沖運動的概念和原理,與視頻演示相結合,加深對反沖運動的理解。
通過一個演示實驗,為學生提供具體生動的材料,增強感性認識。同時使學生體驗到科學探究的魅力。
活動4【練習】聯系實際 學以致用
通過上述實驗,引導學生運用動量守恒定律解決實際問題。
例:一個靜止的質量為M的不穩定原子核,當它放射出質量為m的速度為v的粒子后,原子核剩余部分的速度多大?
學生運用已學的動量守恒定律知識點,結合這節課對反沖運動的理解,嘗試解析例題。
能夠使學生解決與反沖運動有關的計算問題。
活動5【練習】強化訓練
反沖運動 火箭·典型例題解析
【例1】 如圖54-1所示是A、B兩滑塊在同一直線上發生碰撞前后的部分閃光照片的示意圖. A、B兩滑塊的質量分別為0.14kg、0.22kg,所用標尺的最小刻度是0.5cm,閃光照相的快慢是每秒拍攝10次,試根據圖示回答:
(1)作用前后滑塊A動量的增量是多少?方向怎樣?
(2)碰撞前后,A、B的系統總動量是否守恒?
解析:從A、B兩滑塊位置的變化可知,作用前B是靜止的,A向右運動;作用后B向右運動,A向左運動,以向右為正.
碰撞過程中A的動量增量ΔpA=mAv′A-mAvA=0.14×(-0.05)-0.14×0.5=-0.077(kg·m/s),負號表示方向與規定的正方向相反,即向左.
(2)碰撞前總動量p=mAvA=0.14×0.5=0.07(kg·m/s)
p=p′,作用前后動量守恒.
點撥:從圖中能分辨出在相應的時間內滑塊位置的變化是解題的要害.
【例2】 一個靜止的質量為M的不穩定原子核,放射出一個質量為m的粒子,粒子離開原子核時相對核的速度為v0,則原子核剩余部分的速度為
[ ]
A.v0
解析:正確答案為C
點撥;由于原子核放射出粒子的過程極為短暫,其它外力的沖量均可不計,整個原子核為系統總動量守恒.原子核放出粒子后,剩余部分獲得反沖的速度,設所求的反沖速率為v′,以放射出的粒子運動方向為正,則粒子的對地速度為(v0-v′),剩余部分原子核的對地速度為-v′,由動量守恒定律得0=m(v0-v′)+(M-m)·(-v′),所以
對選定的系統應用動量守恒定律解題時,作用前后各物體的速度都應相對同一慣性參考系,一般都以地面為參考系,粒子以相對原物的速度離開是指相對作用以后原物的速度.
【例3】 在光滑的水平面上用一個小球先后以相同的速率跟原來靜止的A、B、C三球發生正碰.與A球相碰后,小球仍然沿原方向運動;與B球相碰后,小球停止運動;與C球相碰后,小球被彈向反向運動.那么A、B、C三球所獲得的動量大小比較正確的是
[ ]
A.pA=pB=pC
B.pA>pB>pC
C.pA
D.因不知道被碰的三球質量,所以無法比較.
點撥:將入射的小球與被碰球為系統,系統的總動量守恒,入射小球動量的變化與被碰球動量的變化滿足大小相等,方向相反.
參考答案
例3 C
【例4】 火箭噴氣發動機每次噴出質量m=0.2kg的氣體,噴出的氣體相對地面的速度為v=1000m/s,設火箭的初始質量M=300kg,發動機每秒噴氣20次,若不計地球對它的引力作用和空氣阻力作用,求火箭發動機工作5s后火箭的速度達多大?
點撥:以火箭(包括在5s內要噴出的氣體)為系統,系統的總動量守恒,以火箭的運動方向為正,則5s后火箭的動量為(M-m×20×5)
v′,所噴出的氣體動量為-(m×20×5)v.
參考答案
71.4m/s
跟蹤反饋
1.在光滑水平面上,A、B兩物體在一直線上相向運動,碰撞后粘合在一起,若碰前A、B的動量大小分別為6kg·m/s、14kg·m/s,碰撞中B的動量減少了6kg·m/s,則A、B兩球在碰撞前的速率之比為
[ ]
A.3∶7
B.3∶4
C.2∶7
D.7∶4
2.向空中斜向上發射一物體,不計空氣阻力,當物體的速度恰好沿水平方向時,物體炸裂成a、b兩塊,若質量較大的一塊a的速度方向仍沿原來的方向,則
[ ]
A.b的速度方向一定與原速度方向相反.
B.從炸裂到落地這段時間里,a飛行的水平距離一定比b的大
C.a、b一定同時到達水平地面
D.炸裂后a、b的動量大小相等,方向相反.
3.甲、乙兩個溜冰者,質量分別為48kg和50kg,甲手里拿著質量為2kg的球,兩人均以2m/s的速度在冰面上相向滑行,為避免相撞,甲將手中的球傳給乙,乙再將球傳給甲,經過幾個往返后,乙的速度為零,則這時的甲的速度為_______m/s.
4.某炮車的質量為M,炮彈的質量為m,靜止在水平地面上,現將該炮彈沿水平方向發射出去,設炮彈水平射出炮口時相對炮車的速度為U,在發射過程中炮彈與炮車間的相互作用力遠大于炮車所受地面給它的阻力,求由于發射炮彈炮車所獲得的反沖速度.
活動6【作業】課后思考
1.搜集一些反沖作用的其他典型應用,了解其工作原理。
2. 思考:人從船頭走向船尾的過程中,船會怎么運動?
3.搜集相關資料,嘗試制作反沖運動實驗演示儀。
查閱相關資料,了解反沖運動在各種儀器中的應用,體會各種精妙的實驗設計。
鞏固并加深學生對知識的理解和掌握。
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
