反冲现象、火箭+教学设计 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

【教学设计】课题名称：反冲现象火箭学科：高中物理教科书版本：人民教育出版社普通高中教科书物理授课年级：高二年级选择性必修第一册1.学习目标（1）通过实验认识反冲运动，能举出反冲运动的实例，知道火箭发射是一种反冲现象。（2）能结合动量守恒定律对常见的反冲现象做出解释。（3）了解我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的自信。2.重点难点本节课的重点和难点都是应用动量守恒定律解释生产生活中的反冲现象，进而深化对物体系统力与运动关系的理解，形成物理观念，提高学生的科学思维素养。3.教学方法为提升物理学科核心素养，实现课程目标要求，本节课主要采取讨论法、实验法、任务驱动法等。4.教学准备课堂导学案，多媒体素材，演示实验器材（细绳、气球、自制反冲水轮机等），实验探究器材（气球、打气筒、空饮料瓶、工字钉、水盆等）。5.教学设计本节课的主要设计思路如下：教学过程环节学习目标学习内容学习活动学习资源第1环节1.真实情境引入新课，引起学生兴趣，引发学生思考。2.培养善于观察，善于发现问题的思维习惯。【引入新课】播放喷气式飞行器的视频，引入新课。【分析表达】通过已有知识和经验，对生活中实际问题进行初步判断。【问题驱动】视频中的飞行器是如何飞行的？其原理和鸟类的飞行是一样的吗？【交流活动】1.根据学生已有认知和生活经验，举例说明自己对该问题的判断。2.提出进一步探究的方案。1.有趣的视频资源引入新课。用生活中的真实情境引发学生的兴趣。2.结合生活实例，设置问题情境进一步引发思考：反冲运动是怎样发生的？第2环节1.在已有知识和能力的基础上，观察反冲现象，探索反冲运动的本质，形成正确的物理观念。2.依据动量守恒定律，对反冲运动做出解释，训练科学思维。3.能准确表述反冲运动的定义和特点，并从生活中寻找反冲运动的实例，加以分析和讨论【科学探究】观察生活中反冲运动的实例，解释反冲现象的本质，培养科学探究能力和分析归纳能力。【科学思维】通过思考和分析，解释反冲运动的规律，加深对动量守恒定律的理解。【物理观念】1.一个物体系统在内力的作用下，一部分向某一方向运动时，剩余部分将沿相反的方向运动，这个现象叫做反冲。2.反冲运动是动量守恒定律的一种表现。【实验探究】1.学生分组实验：研究气球的反冲运动。2.教师演示实验：老师利用绳子，控制气球的飞行轨迹，更方便大家观察，请同学来解释现象。【问题驱动】研究反冲运动的研究对象是什么？气球能喷气飞行的原因是什么？该运动满足动量守恒的条件吗？【分析推理】研究对象为气球和喷出的气体。在内力远大于外力时，可以认为该系统动量守恒。气球能喷气飞行的原因是受到了喷出气体的反作用力。【归纳总结】反冲运动的本质是动量守恒定律的一种表现。1.观察实际情境，了解反冲运动的现象。2.通过实验，探究反冲运动的本质和规律。通过问题驱动，引导学生思考。（实验器材：气球、打气筒、胶带、细绳、小段吸管）3.通过视频材料，展示大量反冲运动的现象：章鱼遇到危险时，喷出墨汁，自身利用反冲原理瞬速逃走。射击时，枪管由于反冲会发生移动，影响射击准度，有经验的枪手会适当下调瞄准位置等等。帮助学生加深对于反冲现象和反冲规律的理解。第3环节1.通过对反冲运动的认识和理解，对反冲运动进行实际应用。2.培养动手能力，体会物理规律和生产生活的紧密联系。【科学探究】通过分析自动喷淋装置的工作原理，理解自动喷淋装置的反冲运动特点，并在实际中应用物理规律，探究制作模拟喷淋装置。【态度责任】体验物理规律和生产生活的紧密联系。【问题驱动】观察自动喷淋装置，喷水口会不断发生转动，大家猜一下是什么原因让喷水口转起来的？是不是需要有个电机提供动力呢？【实验探究】1.学生分组实验：每组准备了一个矿泉水瓶，并可以用悬线提起。以小组为单位进行探究：如何在瓶上扎孔，可以使瓶子边洒水边旋转？2.教师演示实验：用弯曲的吸管，放大喷水的方向，展示矿泉水瓶的反冲运动。1.展示实际情境：视频资料，演示花园中的自动喷淋灌溉装置。2.实验模拟制作旋转喷淋装置。（实验器材：矿泉水瓶（带悬线）、水、工字钉、水盆、标志线（贴于瓶身））第4环节1.拓展应用，运用反冲运动规律，解释航天器的推进原理。进一步加深对动量守恒定律的理解。2.了解我国航天事业的巨大成就，培养爱国情操。【科学探究】应用反冲原理，解释航天器的推进规律，并能进行定量分析。加深对动量守恒定律的理解。建立系统内物体运动规律的相关物理观念。【态度责任】了解我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的自信。【问题驱动】1.大气层以外，航天器飞行的原理是什么？2.如何控制飞行的速度及方向呢?【例】质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为∆m的小物体。现在他以相对于飞船为u的速度把小物体抛出：1.小物体的动量改变量是多少？人的动量改变量是多少？2.人的速度改变量是多少？人获得的速度与哪些因素有关？1.展示真实情境：视频资料：机器人总动员片段，机器人在太空中反冲运动。体会反冲运动的对于航天飞行器的意义，并探究反冲运动的速度与哪些因素有关。2.视频资料:我国早在宋代就发明了火箭，是世界上最早应用火箭的国家。现如今，我国正由航天大国向航天强国迈进，盘点一下2023年我国的航天大事？第5环节课后实践型作业，学以致用。【科学探究】寻找并解释生活中的反冲运动，并利用动量守恒定律做出解释。【探究实验】1.制作反冲原理的趣味装置，加深对反冲规律的理解并能进行实际应用。2.了解航天员在太空中的生活。视频资料：“天宫一号”太空授课。板书设计1【课后反思】本节课《反冲现象火箭》是在学生陆续学习了动量和冲量两个基本概念、动量定理和动量守恒定律两个重要规律之后，对物体系统力与运动的关系的进一步研究，旨在原有认知的基础上，形成更为深刻的物理观念，并能运用动量守恒定律对生产和生活中的实例进行分析和解释。应用规律解决问题，既是本节课的重点也是难点。为此，在教学设计中重点加强了一下几个方面：首先是展示真实情境，发挥物理学科优势特点。反冲现象是生活中常见的现象，因此本节课很容易获取身边的真实情境，引导学生在探究、质疑、交流、归纳中得到反冲现象的本质，碰撞出思维火花，加深对动量守恒定律的理解。其次是精选实验情境，进行大量的实验探究和操作。无论是气球实验，还是自动喷淋灌溉装置的模拟制作，都是学生既熟