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《反冲运动-火箭》教案

归档日期:04-13       文本归类:反冲      文章编辑:爱尚语录

  【知识与技能】能够运用动量守恒定律解释反冲现象,理解反冲运动。知道火箭飞行原理和主要用途。

  【过程与方法】通过对反冲运动实例的分析,能运用动量守恒定律分析,解释反冲运动,提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力。

  【情感态度与价值观】通过对生活中反冲运动实例的理解与分析,树立将物理知识应用于实际的意识,通过对我国航空、航天事业巨大成就的了解,进一步激发热爱祖国的情感。

  教师简单说明:火箭升空后向后排出大量高温高压燃气,章鱼等向运动的反方向喷水。教师演示:拿一个气球,充气、松手观察现象。

  师生共同分析气球的运动:气球充气,捏住气孔,气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态,松手后,气体向后排出,具有动量,与气球之间产生相互作用,从而使气球获得反向的速度。如乌贼通过向将体内一部分液体向后排出从而获得一个向前速度。

  师生共同概括给出反冲运动的定义:某个物体向某一方向高速喷射出大量液体、气体或弹射出一个小物体,从而使物体本身获得一个反向速度的现象叫反冲运动。

  教师再引导学生寻找生活中的反冲现象的案例,如:反冲式灌溉器、燃放爆竹、反击式水轮机、喷气式飞机、水上汽艇、火箭、发射炮弹、射击等。

  分析以上现象,师生共同总结反冲运动的特点:一是不同部分运动方向相反,二是系统的动能增加,三是在反冲运动中,系统所受的合外力一般不为零,但反冲现象中内力远大于外力,所以反冲运动中系统的动量守恒。

  教师再次展示火箭升空图片,火箭获得的最终速度与哪些因素有关?并让学生以小组的形式先讨论课本中“思考与讨论”的内容,即:

  质量为m的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用,他与飞船总保持相对静止状态。这个人手中拿着一个质量为m的小物体。现在他以相对与飞船为u的速度把小物体抛出。

  学生小组间分享探究结果。教师出示火箭运行的假设条件,让学生独立完成火箭获得的速度的计算。

  设火箭在t时间内喷射燃气的质量为m,喷出燃气的速度是u,喷出燃气后火箭的质量为m。求火箭获得的速度v。

  根据动量守恒定律,火箭原来的动量为零,喷气后火箭与燃气的总动量仍然应该是零,即

  可见火箭燃料耗尽时所能达到的最大飞行速度,主要取决于两个因素,一是喷气速度,二是火箭的质量比。

  例题:爆竹的质量M=0.3kg,其中火药的质量m=30g,其燃烧时产生的气体以v=160m/s的对地速度离开爆竹,不计空气阻力。求爆竹能升到多高?(g取10m/s2)

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