高中物理 人教版 选修一《动量守恒定律》单元第六课时

2022年安徽省普通高中物理新课程新教材优质课评选暨优秀课例汇集活动

2022年安徽省普通高中物理新课程新教材优质课评选暨优秀课例汇集活动课时教学设计教材版本人教版高中物理教材授课章节选择性必修第一册第一章《1.6反冲现象火箭》授课教师童有彩学校名称合肥市第七中学2022年11月15日《1.6反冲现象火箭》教学设计一、教材分析

《反冲现象火箭》这节课是人教版高中物理选择性必修第一册第一章《动量守恒定律》中的第六节，也是该章最后一节。在开始本节学习活动之前，学生已经通过理论推导和实验等活动，认识、理解了动量守恒定律。“反冲现象”作为“动量守恒定律”的重要表现，学生通过对反冲现象的观察、分析等活动，将进一步升华对动量守恒定律的理解。而“火箭”正是基于“反冲现象”的原理制成，对火箭原理的分析、中国航天发展史的介绍等，能很好培养学生科学思维，体现立德树人的育人效果。课标在本单元的【内容要求】中提出“例1知道火箭的发射利用了反冲现象”，在【活动建议】中提出“制作‘水火箭’”。依据课标要求，教师授课时应通过开展不同类型的任务、活动，设置多维度的评价方式，实现对学生学科素养的渗透。

二、学情分析三、教学设计思路】本节课分解为3个子任务。子任务1观察视频中乌贼的前进和反冲小车的运动，总结反冲现象的特点；子任务2建构模型、理论分析火箭升空的奥秘，计算火箭增速；子任务3学生分组设计并制作水火箭，并进行发射展示。这是一级水火箭，为了提高火箭的射程，引导学生利用规律进一步设计二级水火箭。让学生经历了现象-本质-规律-应用的思维过程，促进学生核心素养的发展，实现本单元的教学目标。教学目标（一）物理观念

1.理解反冲现象通过对反冲现象的观察、归纳，结合动量守恒定律对反冲现象的解释，培养学生的相互作用与能量观（二）科学思维

对教材中设置的“思考与讨论”加以改编，现场演示，提高学生模型建构、抽象概括、演绎推理和科学论证的能力，学会用能量观、动量和动力学观点定量分析反冲现象（三）科学探究

通过观看自然现象和生产生活的相关图片和视频、演示实验，经历“归纳现象——提出问题——质疑论证——发展应用”的科学探究过程（四）科学态度与责任通过水火箭的制作来培养学生的创新动手能力：通过对我国航天事业的了解，激发学生的爱国热情，进行爱国主义教育，培养学生的社会责任。

五、教学重与难点

教学重点：1.归纳“反冲现象”特点，提出概念；2.利用动量守恒定律分析计算火箭增加速度教学难点：利用动量守恒定律定量分析反冲现象六、教学资源多媒体、反冲式水轮机演示模型、学生探究实验（小车、质量不同的木块等）、云平台视频资源七、教学过程（一）新课引入播放云平台视频资源：梦天实验舱搭乘火箭升空视频，引导学生思考：火箭是如何实现升空的？火箭最大速度受哪些因素影响？

（二）反冲现象构建模型：播放水火箭发射、气球小车运动等视频，观察并描述两种运动的特点，概括总结：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。理论分析：播放开炮视频，观察并思考【问题1】开炮时炮身为什么会向后运动？【问题2】你能从动量与冲量的角度分析这种运动吗？【问题3】影响炮身向后运动的速度的因素有哪些？

设计意图引导学生对炮弹和炮身进行受力分析，了解反冲现象产生的原因。在反冲现象中系统所受外力之和一般不为零，从动量和能量角度深入分析，了解反冲现象是系统动量守恒的过程逻辑推理：静止的物体在内力作用下分裂成m1与m2两部分，m2运动速度为v2，猜想m1运动速度v1的影响因素。设计意图引导学生列出反冲现象的系统动量守恒表达式，强调表达式速度的同时性、相对性，对反冲速度表达式中的负号进行解释。

实验验证：影响反冲速度的因素小车上固定一个气球，将气球充气，由静止释放，观察气球大小对小车滑行距离的影响。设计意图提供实验器材，学生选择实验器材，设计实验方案，体验实验探究过程（三）生活中的反冲运动1.反冲运动的利用视频展示乌贼逃生、蝴蝶振翅、水上飞人、烟花升空实验演示反冲式水轮机模型、模拟灌溉喷水器学生举例生产生活中的反冲现象（喷气式飞机等）并对原理进行解释。设计意图通过视频或实验演示展示多种反冲现象，让学生自主分析反冲运动的原理2.反冲运动的防止教师通过多媒体展示步枪射击时要把枪身抵在肩上，炮车安装止退犁等，请学生解释原理。设计意图通过展示、交流与讨论，加深学生对反冲运动的理解，提升学生核心素养，培养爱国主义精神（四）火箭阅读课本了解中国古代火箭和现代的火箭构造。思考：火箭速度与哪些因素有关？【问题4】设火箭发射前的总质量为M，在极短时间∆t内喷射燃气的质量为∆m，燃气相对喷气前火箭的速度为u，一次喷气后火箭增加的速度∆ʋ为多大？思考：以同样方式第二次喷气过程火箭增加的速度是多少？【问题5】设火箭每次在极短时间∆t内喷射燃气的质量均为∆m，燃气相对喷气前火箭的速度为u，则燃气喷尽后火箭增加的速度∆v为多大？结论：在不考虑重力和空气阻力的情况下，单级火箭的最终速度与喷气的速度u，喷气前火箭的质量M和燃料燃尽后火箭的质量m的比值有关。设计意图通过进阶设问引发学生思考火箭最大速度的影响因素，了解多次喷气火箭速度更快，为多级火箭原理埋下伏笔阅读科学漫步，了解目前火箭发射技术：喷气的速度(u)：目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂，相对火箭的喷气速度在2000m/s到5000m/s之间；质量比(M/m)：一般在10以下。【问题6】考虑重力和空气阻力的情况下，单级火箭还达不到发射人造地球卫星所需的最小发射速度7.9km/s，那该怎么办呢？多级火箭：多级火箭由多个单级火箭组成，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。思考：级数可以不断增多，越多越好吗？多级火箭能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很大的速度，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，工作的可靠性越差，目前多级火箭一般都是三级火箭。回扣课前引入，请学生解释梦天舱升空的原理。设计意图播放火箭升空视频，了解火箭加速的过程，印证学生之前理论推导结论，使学生体验学习的成就感，培养学习积极性；回扣课前引入，前后呼应。通过图片、视频展示我国火箭技术的发展历程，从长征系列火箭到天问一号火星探测，让学生了解航天事业的发展道阻且长，行则将至。中国航天事业需要一代又一代航天人的连续奋斗，也必将会从胜利走向新的胜利。设计意图观看我国航天事业的发展历程，让学生体验我国科技的发展，培养民族自豪感与爱国主义精神。（五）课题研究利用反冲制作多级水火箭，通过测试撰写报告八、板书设计1.6反冲现象火箭一、反冲现象1.特点2.规律二、生活中的反冲现象三、火箭1.原理2.我国航天技术发展

九、教学反思

1.教学围绕单元核心任务展开，设立3个子任务、8个学习活动，能较好的激发学生好奇心和求知欲，在教学内容设置上以教材为中心又不拘泥于教材，重点引导学生对“反冲”之“反”进行论证