反冲运动 火箭1

1、第五节 反冲运动 火箭本节教材分析 本节课主要介绍了动量守恒定律在生产、生活和科学技术中的应用，使学生了解什么是反冲运动，反冲运动在科学技术中有哪些应用，怎样应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭等有关反冲运动的问题. 教学目标一、知识目标1.知道什么是反冲运动，能举出几个反冲运动的实例.2.知道火箭的飞行原理和主要用途.二、能力目标1.结合实际例子，理解什么是反冲运动.2.能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释.3.进一步提高用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力.三、德育目标1.通过实验，分析得到什么是反冲运动，培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质.2.通过介绍

2、我国成功地研制和发射“长征”系列火箭的事实，结合我国古代对火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进行列，激发学生热爱祖国和热爱社会主义的情感. 教学重点1.知道什么是反冲.2.应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题.教学难点如何运用动量守恒定律分析、解决反冲运动.教学方法1.通过观察演示实验，总结归纳得到什么是反冲运动.2.结合实例运用动量守恒定律解释反冲现象.教学用具反冲小车、玻璃棒、气球、酒精、反冲塑料瓶等 教学过程用投影片出示本节课的学习目标：1.知道什么是反冲运动；2.能举出几个应用反冲运动的实例；3.知道火箭的飞行原理和主要用途 一、导入新课演示拿一个气球，给它充足气，

3、然后松手，观察现象. 学生描述现象释放气球后，气球内的气体向后喷出，气球向相反的方向飞出. 教师在日常生活中，类似于气球这样的运动很多，本节课我们就来研究这种运动.板书课题：反冲运动 火箭二、新课教学(一)反冲运动1.教师分析气球所做的运动给气球内吹足气，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. 2.学生举例：你能举出哪些物体的运动类似于气球所做的运动？学生：节日中燃放的礼花、喷气式飞机、反击式水轮机、火箭等所做的运动.3.同学们概括一下上述运动的特点，教师结合学生的叙述总结得到

4、：某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体、气体或弹射出一个小物体，从而使物体本身获得一反向速度的现象，叫反冲运动.4.分析气球、火箭等所做的反冲运动，得到：在反冲现象中，系统所受的合外力一般不为0；但是反冲运动中如果属于内力远远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒.(二)学生课堂用自己的装置演示反冲运动1.学生做准备：拿出自己在课下所做的反冲运动演示装置2.学生代表介绍实验装置，并演示.学生甲：装置：在玻璃板上放一辆小车，小车上用透明胶带固定一根玻璃管，管内装有少量酒精，管口有一个皮塞，玻璃管上用透明胶带粘一块浸有酒精的棉花.实验做法：点燃浸有酒精的棉花，管中的酒精蒸气将橡皮塞冲出，

5、同时看到小车沿相反方向运动.学生乙：装置：取二个空摩丝瓶，在它们的底部用大号缝衣针各钻一小洞，这样做成二个简易的火箭筒.在右图中的铁支架的立柱顶端装上顶轴，在旋转臂的两侧各装一只火箭筒，再把旋转系统放在顶轴上，往火箭筒内各注入约4mL的酒精，并在火箭筒下方的棉球上注少量酒精.点燃酒精棉球，片刻火箭筒内的酒精蒸气从尾孔中喷出，并被点燃，这时可以看到火箭旋转起来.学生丙：用可乐瓶做一个水火箭，方法是用一段吸管和透明胶带在瓶上固定一个导向管，瓶口塞一橡皮塞，在橡皮塞上钻一孔，在塞上固定一只自行车车胎上的进气阀门，并在气门芯内装上小橡皮管，在瓶中先注入约体积的水，用橡皮塞把瓶口塞严，将尼龙线穿过可乐瓶

6、上的导向管，使线的一端拴在门的上框上，另一端拴在板凳腿上，要使线拉直，将瓶的进气阀与打气筒相接，向筒内打气到一定程度时，瓶塞脱开，水从瓶口喷出，瓶向反方向飞去.过渡引言：同学们通过自己设计的实验装置得到并演示了什么是反冲运动，那么反冲运动在实际生活中有什么应用呢？下边我们来探讨这个问题.（三）反冲运动的应用和防止1.学生阅读课文有关内容.2.学生回答反冲运动应用和防止的实例.学生：反冲有广泛的应用：灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用.学生：用枪射击时，要用肩部抵住枪身，这是防止或减少反冲影响的实例.3.用多媒体展示学生所举的例子.4.要求学生结合多媒体展示的物理情景

7、对几个物理过程中反冲的应用和防止做出解释说明：对于灌溉喷水器，当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，可以自动地改变喷水的方向.对于反击式水轮机：当水从转轮的叶片流出时，转轴由于反冲而旋转，带动发电机发电.对于喷气式飞机和火箭，它们靠尾部喷出气流的反冲作用而获得很大的速度.用枪射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响.教师：通过我们对几个实例的分析，明确了反冲既有有利的一面，同时也有不利的一面，在看待事物时我们要学会用一分为二的观点.我们知道：反冲现象的一个重要应用是火箭，下边我们来认识火箭：（四）火箭1.演示：

8、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.现象：当管内的药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反方向飞去.教师讲述：上述装置就是火箭的原理模型.2.多媒体演示古代火箭、现代火箭的用途及多级火箭的工作过程，同时学生边看边阅读课文.3.用实物投影仪出示阅读思考题：介绍一下我国古代的火箭.现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处？现代火箭主要用途是什么？现代火箭为什么要采用多级结构？4.学生解答上述问题：我国古代的火箭是这样的：在箭上扎一个火药筒，火药筒的前端是封闭的，火药点燃后生成的燃气以很大速度向后喷出，

9、火箭由于反冲而向前运动.现代火箭与古代火箭原理相同，都是利用反冲现象来工作的.但现代火箭较古代火箭结构复杂得多，现代火箭主要由壳体和燃料两大部分组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去.现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头，人造卫星或宇宙飞船，即利用火箭作为运载工具.在现代技术条件下，一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度，发射卫星时要使用多级火箭.用CAI课件展示多级火箭的工作过程：多级火箭由单级火箭组成，发射时先点燃第一级火箭，燃料用完以后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作.教师介绍：多级火箭

10、能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很高的速 度，可用来完成洲际导弹、人造卫星、宇宙飞船等的发射工作，但火箭的级数不是越多越好，级数越多，构造越复杂，工作的可靠性就越差，目前多级火箭一般都是三级火箭.那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关系呢？5.出示下列问题：火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？学生分析并解答：解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒.发射前的总动量为0，发射后的总动量为（M-m）v -mv1（以火箭的速度方向为正方向）则(M-m)v-mv1=0 v=师生分析得到：燃料

11、燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比所决定 三、巩固练习1.水平方向射击的大炮，炮身重450 kg，炮弹重为5kg，炮弹射击的速度是450 m/s，射击后炮身后退的距离是45cm，则炮受地面的平均阻力为多大？2.总质量为M的火箭竖直向上发射，每次喷出气体的质量为m，速度均为v，则：喷出1次气体后，火箭获得速度的大小是多大？喷出2次气体后，火箭获得多大的速度？若1秒内火箭喷出n次气体，那么1秒末火箭的速度是多大？3.质量为100kg的小船载有质量分别为m1=40kg，m2=60kg的两个人静止在船上，当两人从小船两头均以4 m/s（相对于地面）的速度反向水平跃入水中，这时船的速度大小方向如

12、何？参考答案：1.1.25104N 2. 3.0.8m/s,方向与m1水平跃入水中的方向相同四、小结1.当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将获得一个反向冲量而向相反方向运动，这种向相反方向的运动，常叫做反冲运动.2.对于反冲运动，所遵循的规律是动量守恒定律，在具体的计算中必须严格按动量守恒定律的解题步骤来进行.3.反冲运动不仅存在于宏观低速物体间，也存在于微观高速物体间.五、作业 （一）课本P133 (二）思考题：1.一个静止的，质量为M的不稳定原子核，当它放出质量为m，速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度v为多少？2.甲、乙两小球放在光滑水平面上，它们用细绳相连，开始时细绳处于

13、松弛状态，现使两球反向运动，如图所示，当细绳绷紧时，突然绷断，此后两球的运动情况可能是下图中的.3.一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，气体离开发动机喷出时速度v=1000m/s，设火箭质量M=300kg，发动机每秒喷发20次，求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？运动第1秒末，火箭的速度多大？4.某种火箭发射前的质量是.kg，它的第一级产生的推力是3.5N，工作时间为150s，喷气速度为2500m/s，试求：每秒消耗的燃料.第一级所带燃料的量.不计空气阻力和地球引力，它在第一级工作开始和完毕时的加速度各是多少？5.一位宇航员连同装备总质量为M，他无意中脱离了飞船，而在距飞船为d处与飞

14、船处于相对静止状态，他为了回到飞船上去，必须向与飞船相反方向从氧气筒内喷出氧气，若氧气筒内装有质量为m0(m0M)的氧气，喷出的氧气速度为v，他呼吸氧气的速率为R，求：如果他放出总质量为m(mm0)的氧气来推动自己，那么他将得到多大的速度？剩下的氧气供他呼吸还能维持多久？他要成功地返回飞船，他的呼吸氧气的时间tB必须等于或大于他的行动时间tT，那么m应满足什么条件？参考答案：1.v= 2.AB 3.2m/s 13.5m/s4.1.4kg/s 2.1kg .m/s2,50 m/s25 .v1= 七、素质能力训练1.沿水平方向飞行的手榴弹，它的速度是20m/s，在空中爆炸后分裂成1 kg和0.5 kg的两部分，其中0.5 kg的那部分以10 m/s的速度与原速度反向运动，则另一部分此时的速度大小为 ，方向 .2.两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上.现在，其中一人向另一人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回.如此反复进行几次后，甲和乙最后速率关系是A.若甲最先抛球，则一定是v甲v乙B.若乙最后接球，则一定是v甲v乙C.只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲v乙D.无论怎样抛球和接球，都是v甲v乙3.静止在光滑坚硬、水平放置的铜板上的小型炸弹爆炸后，所有碎片沿圆锥而飞开.如图所示，在爆炸过程中，对弹片而言下列说法哪些正确 A.总动量守恒B.受到的