反沖現(xiàn)象火箭（教學(xué)設(shè)計(jì)）高二年級物理選擇性必修1（人教版）

1.6反沖現(xiàn)象火箭教學(xué)設(shè)計(jì)備課人學(xué)科物理課題1.4實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動量守恒定律教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)通過生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象介紹反沖運(yùn)動，通過演示實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對反沖現(xiàn)象的認(rèn)識和理解，最后介紹火箭的飛行原理，體現(xiàn)了物理與生活和科技的緊密聯(lián)系。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)動與相互作用觀的進(jìn)一步發(fā)展，學(xué)會定性分析生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。依據(jù)教材“思考與討論”欄目的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)動量守恒定律，完成對人的速度變化量的推導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上定量分析火箭的速度。教材在“科學(xué)漫步”中介紹“三級火箭”的內(nèi)容，既是對火箭知識的拓展，又進(jìn)一步介紹我國在航天事業(yè)中的成就，有利于激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。學(xué)情分析本節(jié)課的教學(xué)對象是高二年級的學(xué)生，他們已具有一定的分析能力、抽象思維能力和邏輯推理能力，已經(jīng)學(xué)習(xí)拿握了力、能量、動量、動量守恒等概念，并且可以利用力、能量、動量、動量守恒等角度去分析問題、解決問題，另外，在初中階段接觸過“水火箭”。今天學(xué)習(xí)反沖現(xiàn)象其實(shí)學(xué)生在前面動量守恒、碰撞學(xué)習(xí)中已經(jīng)用到這種思想，只不過沒有給學(xué)生提出反沖現(xiàn)象這個(gè)概念，現(xiàn)在從定義的角度把這個(gè)概念提出來，讓學(xué)生進(jìn)一步理解反沖現(xiàn)象，掌握動量守恒、功能關(guān)系的使用范圍、解題步驟和程序框架。因此本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：第一，通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識反沖運(yùn)動，能舉出反沖運(yùn)動的實(shí)例，道火箭的發(fā)射時(shí)反沖現(xiàn)象，第二，能結(jié)合動量守恒定律對常見的反沖現(xiàn)象進(jìn)行解釋；第三，了解我國航天事業(yè)的巨大成就，增強(qiáng)對我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的自信。教學(xué)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識反沖運(yùn)動，能舉出反沖運(yùn)動的實(shí)例，知道火箭的發(fā)射是反沖現(xiàn)象。2.能結(jié)合動量守恒定律對常見的反沖現(xiàn)象作出解釋。3.了解我國航天事業(yè)的巨大成就，增強(qiáng)對我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的自信。教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：如何應(yīng)用動量守恒定律分析、解決反沖運(yùn)動。2.教學(xué)難點(diǎn)：動量守恒定律對反沖運(yùn)動進(jìn)行定量計(jì)算。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖新課導(dǎo)入觀看視頻，以下現(xiàn)象體現(xiàn)了什么物理原理？學(xué)生嘗試在紙上寫下自己對該物理原理的思考觀看視頻，激發(fā)學(xué)生興趣新課教學(xué)第一部分：反沖現(xiàn)象一、做一做布置做實(shí)驗(yàn)：把氣球吹滿氣，然后松手，氣球會怎樣？提問：是什么導(dǎo)致氣球如此運(yùn)動？并和學(xué)生一起分析運(yùn)動原因。提問：你還能舉出哪些類似的例子？在學(xué)生舉例子的基礎(chǔ)上在展現(xiàn)自己的例子。反沖運(yùn)動請同學(xué)們閱讀課文，并總結(jié)反沖運(yùn)動的知識，然后和學(xué)生總結(jié)反沖運(yùn)動的概念：：一個(gè)靜止的物體，在內(nèi)力的作用下，分裂為兩個(gè)部分，一部分向某個(gè)方向運(yùn)動，另一部分必然向相反的方向運(yùn)動。這個(gè)現(xiàn)象叫反沖。①物體間相互作用突然發(fā)生，時(shí)間短，作用強(qiáng)。②系統(tǒng)所受外力一般不為零，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)力。提問：氣球是如何實(shí)現(xiàn)反沖的，在反沖運(yùn)動中，能量如何轉(zhuǎn)化?然后利用前面的例子幫助學(xué)生總結(jié)反沖運(yùn)動中能量變化情況。由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的總動能增加?？偨Y(jié)反沖運(yùn)動的規(guī)律：（1）動力學(xué)角度:相互作用的兩部分物體內(nèi)力遠(yuǎn)大于作用在任意一部分其上他外力，可近似認(rèn)為任一一部分物體合外力近似等于內(nèi)力，由于內(nèi)力很大，任意部分加速很快。（2）動量角度:相互作用的內(nèi)力一般情況下遠(yuǎn)大于外力或在某一方向上內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以可以用動量守恒定律或在某一方向上應(yīng)用動量守恒定律來處理。能量角度:由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的總動能增加。提問：你知道反沖運(yùn)動在生產(chǎn)生活中和科學(xué)技術(shù)中有哪些應(yīng)用嗎？（1）灌溉噴水（2）水上滑行（3）噴氣飛機(jī)你知道在生產(chǎn)生活中和科學(xué)技術(shù)中有哪些地方需要防止反沖帶來的危害嗎？中國新型履帶式自行榴彈炮炮車的履帶表面有較深的突起抓地鉤型設(shè)計(jì)是為了增大摩擦力，止退犁和兩個(gè)液壓緩沖器，都是為了在火炮連射時(shí)起到“止退”的作用，提高命中精度而精心設(shè)計(jì)的。用步槍射擊時(shí)要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響老舊式的炮車發(fā)射炮彈前需要先固定學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，并嘗試說明氣球的狀態(tài)。學(xué)生在老師引導(dǎo)下回答問題學(xué)生舉例子學(xué)生閱讀課文并思考總結(jié)動量的概念及特點(diǎn)。學(xué)生在老師的引導(dǎo)下總結(jié)反沖運(yùn)動能量變化情況。學(xué)生舉出反沖運(yùn)動在生活中應(yīng)用與防止的例子。讓學(xué)生感受反沖運(yùn)動的情景。嘗試分析反沖運(yùn)動原因。深層次感受反沖運(yùn)動的實(shí)質(zhì)。學(xué)生在前面分析的基礎(chǔ)上總結(jié)得出動量的相關(guān)知識，感受物理規(guī)律的建立過程。全方位感受反沖運(yùn)動的知識。在舉例子中深入感受反沖運(yùn)動在生活中應(yīng)用于防止的例子，鍛煉學(xué)生觀察生活的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生用辯證的思維去思考問題能力。第二部分：火箭情景：火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M、燃料燃盡后的質(zhì)量為m，火箭燃?xì)獾膰娚渌俣葹関1，求燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大？【分析】火箭發(fā)射過程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以動量守恒。（以火箭的速度方向?yàn)檎较颍﹦t：mv－（Mm）v1=0提問：影響火箭速度的主要因素有哪些？（1）燃?xì)鈬娚涞乃俣龋?）火箭的質(zhì)量比（即火箭開始飛行時(shí)的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量之比）目前的技術(shù)條件下，火箭的質(zhì)量比在610左右。提高火箭速度的辦法有哪些？閱讀課文，了解中國火箭發(fā)展歷程和總結(jié)人類通過哪些途徑提高火箭質(zhì)量比和噴氣速度？如何提高火箭燃?xì)獾膰娚渌俣龋俊咎崾尽恳岣邍姎馑俣?，就要使用高質(zhì)量的燃料，目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑。如何提高火箭提高火箭質(zhì)量比？【提示】多級火箭能及時(shí)把空殼拋掉，使火箭的總質(zhì)量減少，因而能夠達(dá)到很高的速度，但火箭的級數(shù)不是越多越好，級數(shù)越多構(gòu)造越復(fù)雜，工作的可靠性越差，目前多級火箭一般都是三級。簡述中國火箭發(fā)展歷程？①古代火箭我國早在宋代就發(fā)明了火箭，在箭支上扎個(gè)火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點(diǎn)燃后生成的燃?xì)庖院艽蟮乃俣认蚝髧姵觯鸺捎诜礇_而向前運(yùn)動。②現(xiàn)代火箭結(jié)構(gòu)現(xiàn)代火箭較古代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵觯鸺拖蚯帮w去。學(xué)生嘗試解答問題學(xué)生嘗試回答學(xué)生嘗試回答提高火箭速度的辦法。學(xué)生閱讀課文，提煉總結(jié)問題。采用情景思考，讓學(xué)生感受反沖運(yùn)動在科技領(lǐng)域的應(yīng)用。讓學(xué)生學(xué)會用物理原理和數(shù)學(xué)思維解答實(shí)際問題。鍛煉學(xué)生閱讀歸納能力，在閱讀課文中感受中國科技發(fā)展，提升自豪感。課堂總結(jié)1．飛行的原理利用反沖運(yùn)動2．決定火箭最終飛行速度的因素火箭1．飛行的原理利用反沖運(yùn)動2．決定火箭最終飛行速度的因素火箭1．定義：靜止或運(yùn)動的物體分離出一部分物體，使另一部分向相反方向運(yùn)動的現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動。2．反沖運(yùn)動中一般遵循動量守恒定律3.應(yīng)用與防止反沖運(yùn)動反沖運(yùn)動火箭板書設(shè)計(jì)1．飛行的原理利用反沖運(yùn)動2．決定火箭最終飛行速度的因素火箭1．飛行的原理利用反沖運(yùn)動2．決定火箭最終飛行速度的因素火箭1．定義：靜止或運(yùn)動的物體分離出一部分物體，使另一部分向相反方向運(yùn)動的現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動。2．反沖運(yùn)動中一般遵循動量守恒定律3.應(yīng)用與防止反沖運(yùn)動反沖運(yùn)動火箭作業(yè)設(shè)計(jì)作業(yè)分為兩塊，一是課堂練習(xí)，旨在對本堂課學(xué)習(xí)中動量的概念和實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行檢測，一是分層練習(xí)，分層次的訓(xùn)練學(xué)生對知識的掌握情況。教學(xué)反思與評價(jià)本節(jié)課的設(shè)計(jì)以提升學(xué)生核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生有效學(xué)習(xí)為理念，把教材和課程標(biāo)準(zhǔn)按照要求進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的分解落實(shí)。在反沖運(yùn)動規(guī)律的形成過程中，強(qiáng)調(diào)以討論和深究規(guī)律為核心任務(wù)，密切聯(lián)系生活實(shí)際，充分發(fā)揮創(chuàng)設(shè)問題情境的作用。教師向?qū)W生提供相關(guān)圖文信息和實(shí)驗(yàn)器材，營造讓學(xué)生主動參與的深堂教學(xué)環(huán)境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。以任務(wù)驅(qū)動的方式，通過方親設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)（現(xiàn)象）分析、結(jié)論展示、歸納提升等教學(xué)環(huán)節(jié)促進(jìn)師生、生生之間的互動、交流。在互動交流中將信息建構(gòu)形成知識，知識內(nèi)化形成見識，見識體驗(yàn)形成意識，全方位調(diào)動學(xué)生主動獲取知識，使教學(xué)活動、學(xué)習(xí)活動真正得以發(fā)生。整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師將物理學(xué)科核心素養(yǎng)的基本要素滲透于“情境素材、驅(qū)動任務(wù)、學(xué)習(xí)活動和教師行為”的設(shè)計(jì)之中，通過四者之間的相互作用達(dá)成學(xué)科素養(yǎng)的落實(shí)。從知識與技能的習(xí)得，到問題解決，習(xí)慣的培養(yǎng)，能力的提升，再到學(xué)科思想和方法的內(nèi)化，形成了一個(gè)完整和連貫的過程。這對于目前基于學(xué)科核心素養(yǎng)的物理課堂教學(xué)具有良好的推動作用。物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，也是新時(shí)期教、學(xué)、研、評活動的依據(jù)，對其進(jìn)行研究、解讀