北师大版九年级物理 10.5火箭 教案.doc

1火箭一教学背景分析本节是在学习了内燃机的基本原理之后为了进一步巩固内能的转化和应用而介绍的一个生活实例火箭是热机的一种在现代科学技术中的运用越来越广泛本节主要介绍火箭的工作原理在学生了解火箭是喷气发动机的一种类型的同时又使学生体会学习的内容贴近自己的生活更加认识到生活社会与物理学的关系本节课的教学对象是刚刚升入初三的学生由于现代火箭科技涉及多个高精尖领域的知识在这一节物理学科课堂里教师必须将这部分内容难度降低而高中物理中动量守恒定律的应用就是反冲现象火箭又是一个很好的素材所以本节课的重点是让初中生从多方面定性了解火箭的发射原理由于在小学科学课里学生体验过小火箭或水火箭的制作初二时又学习过相互作用力的知识所以这节课重在关注思维培养尝试让学生从相互作用的角度理解反冲现象在体验模拟火箭发射的过程中思考火箭的发射速度与质量按压气筒速度等因素的关系问题有利于促进学生物理学科核心素养的培养促进学生的深度思维为后面定量地学习动量守恒定律打下基础同时也能定性地得出火箭的发射速度与火箭的喷气速度喷气质量火箭质量有关的结论使得一节看似科普知识讲座的课变得实实在在落地有声所以本节在落实知识与技能的同时更加侧重对学生物理思维的培养从实验现象入手让学生感受到物理有趣有用二教学目标通过演示实验从相互作用的角度理解反冲现象了解火箭的工作原理了解火箭属于喷气发动机通过观看火箭的结构和发射方面的影视资料了解现代火箭的构造和特点了解火箭升空的方法了解多级火箭是星际航行的运载工具通过探究火箭的发射速度与什么因素有关培养学生观察动手实验的能力进一步体会研究方法在科学探究中的重要作用在经历完整的探究过程中体会提出问题猜想与假设设计实验分析与论证评估与交流各个环节的重要性2通过网上查询有关我国长征系列火箭的相关资料进行交流与讨论掌握搜集信息和整理信息的方法通过对火箭知识的学习激发学生对航天科技的热爱养成关心社会重大问题关注科学技术新进展和新思想的良好习惯进一步认识科学技术在认识自然中的重要作用通过了解我国古代和现代在火箭研究方面取得的巨大成就激发爱国热情和学习物理的兴趣三教学重点和难点教学重点从相互作用的角度理解反冲现象了解火箭的工作原理了解单级火箭的构造和简单的工作过程经历一个完整的探究过程体会科学探究的方法教学难点火箭的发射原理在探究活动的开展中提升学生的物理学科核心素养火箭属于应用性的知识火箭的学习对学生有着重要的现实意义可以丰富学生对于内能的应用和能的转化的认识体会物理知识对经济技术发展和生活有重要作用本节的内容知识要求不高属于了解层面因此可以采用观看有关影像资料方式也可以采用研究性学习的方式先以小组为单位收集整理有关火箭的过去现在与未来发展的资料组内进行分工合作然后在班内汇报交流并对各组的汇报情况进行评价如果条件有限教师可以准备详细的资料向学生进行全面简单的介绍这样有利于激发学生对航天技术的兴趣提升他们的物理学科核心素养四教学过程教学引入情境观看视频学生自制水火箭发射过渡我国是火箭的故乡早在一千多年前的北宋时期士兵们就已经发明了火箭板书课题火箭问题火箭为什么能升上天空呢过渡为了说明这个问题我们先做几个小实验3引出火箭发射原理的讨论知识点教学情境教师演示反冲运动的小船实物投影两种反冲运动的小船可选择其中的一种演示如选择侧面开口的小船小船空纸盒与侧面开一小口的矿泉水瓶上面也开口作为一个整体漂浮在水面上现在将掺有红墨汁的水灌入矿泉水瓶中松开小口小船开始运动问题谁给小船的推力过渡小孔向后喷出水流给小船向前的反作用力过渡当一个物体向某一个方向射出或抛出它的一部分时这个物体的剩余部分将向相反的方向运动这就是反冲运动引出反冲运动并板书反冲运动体验气球小车的反冲运动过渡用气球小车组装一个气球小车打气筒给气球打气利用反冲运动的原理制作一个反冲小车看看谁的小车先动起来问题谁给气球小车的推力问题怎样使气球小车运动得更远过渡气球内喷出的气体对小车的反作用力过渡气充得越足小车获得的反作用力越大小车运动得就越远过渡生活中利用反冲运动的例子特别多像过节时燃放的烟花爆竹火药爆炸时的气体向下喷出爆竹就向上飞出打枪时子弹向前射出的同时枪身向后运动甚至于打喷嚏时都是这样的气球小车的实验虽然简单但是却蕴含了火箭的工作原理引出火箭的发射原理火箭的发射原理情境模拟火箭的发射过渡在矿泉水瓶中滴几滴酒精将一个枪式打火机伸入瓶中用胶带缠绕使瓶口与打火机相连并将瓶口密封用热毛巾捂热瓶身或者反复用手摩擦瓶4身使得矿泉水瓶中的酒精迅速汽化然后将瓶子对准前方的大纸盒打开打火机观察现象在一个相对较暗的环境中效果更好发射时伴随有响声可以事先提醒学生注意问题谁给水瓶的推力问题整个过程中能量是怎样转化的问题怎样使水瓶运动得更远引入酒精燃烧后高温高压气体迅速从瓶口喷出产生极大的反作用推力推动瓶子向前运动整个过程中酒精燃烧的化学能转化为燃烧后气体的内能气体的内能再转化为瓶身的机械能过渡瞬间的推力给水瓶的速度只能让水瓶发射很近的距离而运载火箭是要发射到太空需要携带大量的燃料以获得很大的连续的燃气反作用推力这就需要多级火箭问题那么当火箭飞行到太空中时没有空气助燃如何保证燃料继续燃烧阅读教材并回答下列问题喷气发动机的工作原理是什么喷气发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温高压的气体这种气体从尾部以极高的速度喷出同时产生很大的反作用力推动机身向前运动喷气发动机分为哪两类有什么区别种类分类依据特点空气喷气发动机需要利用外界空气助燃只携带燃料飞行高度受限制火箭喷气发动机不需要利用外界空气来助燃携带燃料和氧化剂飞行高度不受限制现代火箭的燃料和特点功率巨大可在大气层以外飞行多级火箭可以作为星际航行的运载工具喷气式发动机与内燃机有什么相似之处喷气式发动机与内燃机的结构有什么不同这样的结构有什么好处从能量转化的角度来看在工作过程中都是利用内能来转化为机械能的装置喷气发动机不需要内燃机中的活塞曲轴等传动装置从而减少能量损失大大提高机身的飞行速度5过渡相信对于火箭大家还有一些疑惑下面请对火箭十分爱好的同学为大家再进一步介绍一下相关内容介绍我国自主知识产权和较强国际竞争力的长征系列运载火箭介绍火箭设计师龙乐豪院士引出探究活动火箭模型的发射速度与哪些因素有关探究火箭模型的发射速度与哪些因素有关体验利用发射架和火箭模型体验火箭发射的过程过渡同学们在活动过程中思考以下几个问题根据现有的器材怎样测量火箭模型的发射速度猜想影响火箭模型发射速度的因素有哪些用什么方法研究你的猜想选择一个因素进行探究并说出你的探究过程和判断方法过渡请几位同学对自己的探究过程和大家进行交流交流过程也可以列表展示学生探究的问题是火箭模型发射的速度与按压气筒的速度是否有关我们猜想火箭模型发射的速度与模型的质量模型的形状按压气筒的速度等有关所以采用控制变量的方法选择同一火箭模型进行变量的控制由于火箭模型的发射速度不好测量所以将模型发射的速度转化为模型上升的高度在改变不同的按压速度按压气筒上直接用手按压不科学利用自由释放不同高度的同一重物来改变按压气筒的速度首先在某一高度自由释放一铁块测量模型上升的高度然后在另一高度自由释放同样的铁块测量模型上升的高度若上升的高度则说明火箭模型发射的速度与按压气筒的速度有关学生探究的问题是火箭模型发射的速度与火箭模型的质量是否有关为了说明问题采用对比实验在不改变火箭模型的形状前提下在同一高度释放相同重物来控制按压气筒的速度相同利用增添不同质量的橡皮泥来改变模型的质量通过测量模型上升的高度来转化火箭模型发射的速度请根据用同一套装置发射两个质量不同的火箭模型发射高度不同这一现象提出一个可以探究的科学问题课外拓展水火箭的制作与发射比赛小练习6下列有关火箭的叙述中正确的是燃料燃烧释放的内能转化为机械能所以火箭是热机的一种火箭升空时重力势能转化为动能所以飞行高度受到限制火箭本身带有燃料和氧化剂不需要依靠外界空气助燃火箭是靠燃料燃烧产生的气体的反冲力推动前进某科技活动小组的同学利用可乐瓶等材料制作了一个水火箭用自行车打气筒向水火箭高压仓内打气压缩气体膨胀推动水高速向后喷出箭体由于反冲作用向前飞去在相同的环境中进行了实验小组的同学发现火箭发射的高度并不相同为了探究影响水火箭飞行高度的因素做了多项探究实验其中包括探究改变胶塞与可乐瓶的松紧程度对水火箭飞行高度的影响小组同学提出的上述问题中因变量是请你提出一个与小组同学因变量相同的可探究的科学问题五教学反思本节内容是在学生具备一定感性知识基础上的拓展和加深为促进学生物理学科核心素养的形成促进学生的思维深度而设计的通过观察小船的运动模拟水瓶火箭的发射实验的现象亲身体验气球小车活动学生能够定性地了解反冲运动的本质自发地得出一个整体系统分成两部分时两部分向相反方向运动的结论虽然不够完善但为高中知识的学习奠定基础为反冲概念的理解和建立反冲运动的模型提供有力的感性材料个小实验都设置了相同的问题以引发学生的深度思考使学生理解了火箭的发射原理及与前面学习的内燃机的区别有学习的成就感在阅读教材资料的基础上简单了解我国自主知识产权和较强国际竞争力的长征系列运载火箭和火箭设计师的一些知识激发学生的爱国情怀和学习动力通过探究火箭模型的发射速度与哪些因素有关培养学生的实验能力这些都是落实核心素养的体现教学设计中加入学生制作组装环节比较自然地融入元素充分体现当前教育教学理念