反沖現(xiàn)象、火箭+教學(xué)設(shè)計 高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

【教學(xué)設(shè)計】課題名稱：反沖現(xiàn)象火箭學(xué)科：高中物理教科書版本：人民教育出版社普通高中教科書物理授課年級：高二年級選擇性必修第一冊1.學(xué)習(xí)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，知道火箭發(fā)射是一種反沖現(xiàn)象。（2）能結(jié)合動量守恒定律對常見的反沖現(xiàn)象做出解釋。（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。2.重點(diǎn)難點(diǎn)本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)都是應(yīng)用動量守恒定律解釋生產(chǎn)生活中的反沖現(xiàn)象，進(jìn)而深化對物體系統(tǒng)力與運(yùn)動關(guān)系的理解，形成物理觀念，提高學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。3.教學(xué)方法為提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)要求，本節(jié)課主要采取討論法、實(shí)驗(yàn)法、任務(wù)驅(qū)動法等。4.教學(xué)準(zhǔn)備課堂導(dǎo)學(xué)案，多媒體素材，演示實(shí)驗(yàn)器材（細(xì)繩、氣球、自制反沖水輪機(jī)等），實(shí)驗(yàn)探究器材（氣球、打氣筒、空飲料瓶、工字釘、水盆等）。5.教學(xué)設(shè)計本節(jié)課的主要設(shè)計思路如下：教學(xué)過程環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)活動學(xué)習(xí)資源第1環(huán)節(jié)1.真實(shí)情境引入新課，引起學(xué)生興趣，引發(fā)學(xué)生思考。2.培養(yǎng)善于觀察，善于發(fā)現(xiàn)問題的思維習(xí)慣?！疽胄抡n】播放噴氣式飛行器的視頻，引入新課?！痉治霰磉_(dá)】通過已有知識和經(jīng)驗(yàn)，對生活中實(shí)際問題進(jìn)行初步判斷。【問題驅(qū)動】視頻中的飛行器是如何飛行的？其原理和鳥類的飛行是一樣的嗎？【交流活動】1.根據(jù)學(xué)生已有認(rèn)知和生活經(jīng)驗(yàn)，舉例說明自己對該問題的判斷。2.提出進(jìn)一步探究的方案。1.有趣的視頻資源引入新課。用生活中的真實(shí)情境引發(fā)學(xué)生的興趣。2.結(jié)合生活實(shí)例，設(shè)置問題情境進(jìn)一步引發(fā)思考：反沖運(yùn)動是怎樣發(fā)生的？第2環(huán)節(jié)1.在已有知識和能力的基礎(chǔ)上，觀察反沖現(xiàn)象，探索反沖運(yùn)動的本質(zhì)，形成正確的物理觀念。2.依據(jù)動量守恒定律，對反沖運(yùn)動做出解釋，訓(xùn)練科學(xué)思維。3.能準(zhǔn)確表述反沖運(yùn)動的定義和特點(diǎn)，并從生活中尋找反沖運(yùn)動的實(shí)例，加以分析和討論【科學(xué)探究】觀察生活中反沖運(yùn)動的實(shí)例，解釋反沖現(xiàn)象的本質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和分析歸納能力。【科學(xué)思維】通過思考和分析，解釋反沖運(yùn)動的規(guī)律，加深對動量守恒定律的理解?！疚锢碛^念】1.一個物體系統(tǒng)在內(nèi)力的作用下，一部分向某一方向運(yùn)動時，剩余部分將沿相反的方向運(yùn)動，這個現(xiàn)象叫做反沖。2.反沖運(yùn)動是動量守恒定律的一種表現(xiàn)?！緦?shí)驗(yàn)探究】1.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：研究氣球的反沖運(yùn)動。2.教師演示實(shí)驗(yàn)：老師利用繩子，控制氣球的飛行軌跡，更方便大家觀察，請同學(xué)來解釋現(xiàn)象?！締栴}驅(qū)動】研究反沖運(yùn)動的研究對象是什么？氣球能噴氣飛行的原因是什么？該運(yùn)動滿足動量守恒的條件嗎？【分析推理】研究對象為氣球和噴出的氣體。在內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時，可以認(rèn)為該系統(tǒng)動量守恒。氣球能噴氣飛行的原因是受到了噴出氣體的反作用力?！練w納總結(jié)】反沖運(yùn)動的本質(zhì)是動量守恒定律的一種表現(xiàn)。1.觀察實(shí)際情境，了解反沖運(yùn)動的現(xiàn)象。2.通過實(shí)驗(yàn)，探究反沖運(yùn)動的本質(zhì)和規(guī)律。通過問題驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生思考。（實(shí)驗(yàn)器材：氣球、打氣筒、膠帶、細(xì)繩、小段吸管）3.通過視頻材料，展示大量反沖運(yùn)動的現(xiàn)象：章魚遇到危險時，噴出墨汁，自身利用反沖原理瞬速逃走。射擊時，槍管由于反沖會發(fā)生移動，影響射擊準(zhǔn)度，有經(jīng)驗(yàn)的槍手會適當(dāng)下調(diào)瞄準(zhǔn)位置等等。幫助學(xué)生加深對于反沖現(xiàn)象和反沖規(guī)律的理解。第3環(huán)節(jié)1.通過對反沖運(yùn)動的認(rèn)識和理解，對反沖運(yùn)動進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。2.培養(yǎng)動手能力，體會物理規(guī)律和生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系?！究茖W(xué)探究】通過分析自動噴淋裝置的工作原理，理解自動噴淋裝置的反沖運(yùn)動特點(diǎn)，并在實(shí)際中應(yīng)用物理規(guī)律，探究制作模擬噴淋裝置。【態(tài)度責(zé)任】體驗(yàn)物理規(guī)律和生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系?！締栴}驅(qū)動】觀察自動噴淋裝置，噴水口會不斷發(fā)生轉(zhuǎn)動，大家猜一下是什么原因讓噴水口轉(zhuǎn)起來的？是不是需要有個電機(jī)提供動力呢？【實(shí)驗(yàn)探究】1.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：每組準(zhǔn)備了一個礦泉水瓶，并可以用懸線提起。以小組為單位進(jìn)行探究：如何在瓶上扎孔，可以使瓶子邊灑水邊旋轉(zhuǎn)？2.教師演示實(shí)驗(yàn)：用彎曲的吸管，放大噴水的方向，展示礦泉水瓶的反沖運(yùn)動。1.展示實(shí)際情境：視頻資料，演示花園中的自動噴淋灌溉裝置。2.實(shí)驗(yàn)?zāi)M制作旋轉(zhuǎn)噴淋裝置。（實(shí)驗(yàn)器材：礦泉水瓶（帶懸線）、水、工字釘、水盆、標(biāo)志線（貼于瓶身））第4環(huán)節(jié)1.拓展應(yīng)用，運(yùn)用反沖運(yùn)動規(guī)律，解釋航天器的推進(jìn)原理。進(jìn)一步加深對動量守恒定律的理解。2.了解我國航天事業(yè)的巨大成就，培養(yǎng)愛國情操?！究茖W(xué)探究】應(yīng)用反沖原理，解釋航天器的推進(jìn)規(guī)律，并能進(jìn)行定量分析。加深對動量守恒定律的理解。建立系統(tǒng)內(nèi)物體運(yùn)動規(guī)律的相關(guān)物理觀念?！緫B(tài)度責(zé)任】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?！締栴}驅(qū)動】1.大氣層以外，航天器飛行的原理是什么？2.如何控制飛行的速度及方向呢?【例】質(zhì)量為m的人在遠(yuǎn)離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對靜止。由于沒有力的作用，他與飛船總保持相對靜止的狀態(tài)。這個人手中拿著一個質(zhì)量為?m的小物體。現(xiàn)在他以相對于飛船為u的速度把小物體拋出：1.小物體的動量改變量是多少？人的動量改變量是多少？2.人的速度改變量是多少？人獲得的速度與哪些因素有關(guān)？1.展示真實(shí)情境：視頻資料：機(jī)器人總動員片段，機(jī)器人在太空中反沖運(yùn)動。體會反沖運(yùn)動的對于航天飛行器的意義，并探究反沖運(yùn)動的速度與哪些因素有關(guān)。2.視頻資料:我國早在宋代就發(fā)明了火箭，是世界上最早應(yīng)用火箭的國家?，F(xiàn)如今，我國正由航天大國向航天強(qiáng)國邁進(jìn)，盤點(diǎn)一下2023年我國的航天大事？第5環(huán)節(jié)課后實(shí)踐型作業(yè)，學(xué)以致用?！究茖W(xué)探究】尋找并解釋生活中的反沖運(yùn)動，并利用動量守恒定律做出解釋。【探究實(shí)驗(yàn)】1.制作反沖原理的趣味裝置，加深對反沖規(guī)律的理解并能進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。2.了解航天員在太空中的生活。視頻資料：“天宮一號”太空授課。板書設(shè)計1【課后反思】本節(jié)課《反沖現(xiàn)象火箭》是在學(xué)生陸續(xù)學(xué)習(xí)了動量和沖量兩個基本概念、動量定理和動量守恒定律兩個重要規(guī)律之后，對物體系統(tǒng)力與運(yùn)動的關(guān)系的進(jìn)一步研究，旨在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上，形成更為深刻的物理觀念，并能運(yùn)用動量守恒定律對生產(chǎn)和生活中的實(shí)例進(jìn)行分析和解釋。應(yīng)用規(guī)律解決問題，既是本節(jié)課的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。為此，在教學(xué)設(shè)計中重點(diǎn)加強(qiáng)了一下幾個方面：首先是展示真實(shí)情境，發(fā)揮物理學(xué)科優(yōu)勢特點(diǎn)。反沖現(xiàn)象是生活中常見的現(xiàn)象，因此本節(jié)課很容易獲取身邊的真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生在探究、質(zhì)疑、交流、歸納中得到反沖現(xiàn)象的本質(zhì)，碰撞出思維火花，加深對動量守恒定律的理解。其次是精選實(shí)驗(yàn)情境，進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)探究和操作。無論是氣球?qū)嶒?yàn)，還是自動噴淋灌溉裝置的模擬制作，都是學(xué)生既熟