素质教育新教案

教育部重点课题研究成果

（全国知名中学科研联合体实施素质教育的途径与方法课题组编写）

（配套人民教育出版社现行教材）西苑出版社2003年6月第一版

   我们发现目前有部分青年教师的教案不够规范，格式或用词过于陈旧，现用最新出版的教案作为范例，希望青年教师通过学习，按照所给的范例格式，写一篇现在所教年级课程的教案，作为本专栏的作业。

高中第二册上第八章动量

第五节、反冲运动  火箭

一、素质教育目标

  (一)知识教学点

  1．知道反冲运动的含义和反冲运动在技术上的应用．

  2．知道火箭的飞行原理和主要用途．

  (二)能力训练点

  1．联系实际运用动量守恒定律解释反冲现象，加深对反冲运动的认识．

  2．进一步提高用动量守恒定律分析、解决问题的能力．

  (三)德育渗透点

  1．全面介绍我国成功的自主研制发射的“长征”系列火箭，培养学生的爱国主义精神

  2．培养学生乐于实验、热心科学研究的兴趣和勇于探索的品质．

  (四)美育渗透点

  通过使用多种新颖的实验仪器，使学生在不知不觉的审美体验之间进入最大的注意状态。

二、学法引导

  使用演示实验和学生实验来研究问题，师生讨论形成共同认识．

三、重点、难点、疑点及解决办法

  1．重点

  反冲运动的特点．

  2．难点

  如何用动量守恒定律分析、解决反冲运动．

  3．疑点

  反冲运动中系统各部分速度的确定．

  4，解决办法

  明确反冲运动实际是动量守恒定律的典型实例，通过例题和练习使学生理解并掌握速度是相对同一参考系而言的．

四、课时安排

1课时

五、教具学具准备 

  反冲小车，玻璃板、酒精、棉球，打火机、反冲塑料瓶、气球、细线，水等 

六、师生互动活动设计

    1．教师做好演示实验，并归纳总结原理及解题步骤．

2．观察演示实验，亲手做实验来研究反冲现象及遵循的规律．

七、教学步骤

    (一)、明确目标

    (略)

    (二)、整体感知

    本节课主要介绍了动量守恒定律在生产和科学技术中的应用，使学生了解什么是反冲运动，反冲运动在科学按术中有哪些应用，怎样用动量守恒定律分析，解决有关反冲运动的问题．

    (三)、重点、难点的学习与目标完成过程

    1．演示实验：反冲小车放在水平玻璃板上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞冲出，小车沿相反方向运动． 

    介绍反冲运动的含义：静止或运动的物体通过分离出一部分物体，使另一部分向反方向运动的现象，称为反冲运动．

    设问，小车总质量M=3kg，水平喷出的橡皮塞质量为O．1㎏，橡皮塞喷出时速度V=2．9m/s，求小车的反冲速度．

    解：小车与橡皮塞为一系统,所受外力之和为零，系统总动量为零 

    根据动量守恒定律mv+(M-m)V=0

    V=-mv/(M-m)

    负号表明小车运动方向与橡皮塞的运动方向相反，反冲速度大小是0．1m/s

    小结：在反冲运动中系统动量守恒

    讨论：若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60º角，小车的反冲速度又是多少?

    分析：小车与橡皮塞组成的系统在水平方向动量守恒   

    小结：系统在某一方向上所受外力之和为零或不受外力，该方向上动量守恒，反冲运动遵循动量守恒定律．

    介绍反冲运动的应用：

    学生分组实验，观察反冲塑料瓶的运动，学生说明反击式水轮机的工作原理．

    简单介绍喷气式飞机和自动喷灌机的工作原理。

    介绍反冲运动的防止．

    发射炮弹，炮弹出口速度v= ，当加速度a一定时，炮膛越长，炮弹的出口速度就越大，根据动量守恒，大炮反冲的速度也越大，炮弹的命击率就会降低，若增大炮身质量，反冲速度可降低，从而提高命中率．

    手枪、步枪发射子弹时，为减小反冲运动带来的不利影响，手枪枪身质量较大，步枪装枪托，以提高命中率．

    反冲现象的一个重要应用是火箭，火箭发射的最大速度是什么因素决定呢?让我先来做一个实验，让吹起的气球从手中放出，气球喷出气体后，喷气速度越大，飞得越快，下面让我们定量讨论． 

    设火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的质量是为m，火箭燃气的喷射速度为v，燃料燃尽后火箭的飞行速度为V

    根据动量守恒定律(M-m)V+mv=0

    由上式可以看出，喷气速度v越大，M/m会越大，火箭的飞行速度就越大，负号表明v与V反向。

    结论：火箭的飞行速度v是由喷气速度及质量比M/m所决定。

    反冲现象的计算(学生练习)

    1．一个静止的质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m的速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度v是多大?

    分析：根据动量守恒定律

    0＝(M-m)V+mv

   所以

    2、一质量为60kg的人以4m／s的速度从后面跳上一辆静止在光滑水平面上质量为100kg的小车，然后相对小车以2m／s的速度向前跳下，求人跳下小车后小车的速度。

    解：以小车和人为一系统，总动量守恒，设人质量为m，小车质量为M，人跳上车的速度为v，人跳离车时相对车的速度为u, 小车此时速度为V

    人跳上车之前，系统总动量P＝mv

    人跳离车之后，系统总动量P’=m(v+u)+MV

    根据动量守恒定律P＝P’

  mv= m(v+u)+MV

    代入数据得:V=0.75m/s

    (四)、总结、扩展

    1．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．

    2．反冲运动不仅存在于宏观、低速物体间(如炮弹发射和火箭飞行)，也存在于微观高速物体(如核反应等)

八、布置作业    (略)

九、板书设计

    五、反冲运动  火箭

    一、反冲运动

    1．合义：静止或运动的物体通过分离出一分物体，使另一部分向反方向运动的现象，为反冲运动

    2．规律：遵循动量守恒定律

    3．应用：反击式水轮机，喷气式飞机和火箭

    二、火箭

    1．火箭的飞行原理；利用反冲运动 

    2．决定火箭最大飞行速度的条件

    (1)喷气速度

(2)质量比

十、背景知识与课外阅读

    力学与生物学的综合

    生物学中亦有不少与力学相关的内容，如信号沿动物神经传播的速率及人的反应时间、人体运动的力学原理、运动与体能的消耗、航天过程对人体生物及作物育种与生长的影响等，都是力学与生理学综合的常见问题。

    [例1]森林里一只10㎏的小猴为逃避敌害，从地面竖直向上一跃抓住了离地面1．6m的树枝．若小猴抓树枝时的速度恰好为零，在不考虑小猴身体高度的情况下，回答下列问题：

    (1)小报刚刚离开地面时的速度多大?

    (2)小猴向上跳跃由骨铬肌收缩引起，骨格肌收缩所消耗的能量由哪种物质直接提供?若骨铬肌收缩时能量的利用率为90％，小猴向上跳跃时，至少要消耗多少克葡萄糖?

    解析(1)由匀变速运动速度与位移的关系式得 

(2)骨铬肌收缩消耗的能量由ATP直接提供，小猴向上跳跃时的动能 ，

ATP应提供能量 ，

而每摩尔葡萄糖完全氧化释放的能量有1255KJ转移到APT，据此可计算出消耗葡萄糖物质的量

    从而消耗葡萄糖的质量

    m＝180×1.39×10^—4＝0.025g

    特别关注：本例涉及小猴起跳时体能的消耗，需综合运用运动学公式、动能的计算及运动物体内能量的转移等知识求解．

十一、随堂练习

（略）

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