2016-2017学年高中物理 第16章 动量守恒定律新人教版选修3-5_5

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 选修 3-5 动量守恒定律 第十六章 第五节 反冲运动 火箭 第十六章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 了解反冲运动的动量守恒 明确反冲运动问题的处理方法，巩固前面所学知识 了解反冲运动在航天航空中的应用 课堂情景切入 我国宋代就发明了火箭 (如图甲 )，火箭上扎一个火药筒，火药筒的前端是封闭的，火药点燃后火箭由于反冲向前运 动。现代火箭，原理与古代火箭相同 (如图乙 )，你知道我国 “长征 ”号系列火箭是怎样先后将 “神舟 ”号系列载人飞船送上 太空的吗？ 知识自主梳理 1 定 义 一个静止的物体在 _的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向 _方向运动的现象。 2 特点 (1)物体的不同部分在 _作用下向相反方向运动。 (2)反向运动中， 相互作用力一般较大，通常可以用 _来处理。 反冲运 动 内力 相反 内力 动量守恒定律 3 反冲 现 象的 应 用及防止 (1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边 _。 (2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的 _，所以用步枪射击时要把枪身抵 在 _，以减少反冲的影响。 旋转 准确性 肩部 1 火箭 现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得 _向前推进的飞行器。 2 火箭的工作原理 当火箭推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的 _，根据动量守恒定律，火箭获得大小相等 、方向相反的 _，因而发生连续的 _现象，随着推进剂的消耗，火箭的质量逐渐减小 ，加速度不断增大，当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行。 火箭 反作用力 动量 动量 反冲 3 影响火箭速度大小的因素 (1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为 2.5km/s，提高到 3 4km/s需很高的技术水平。 (2)质量比：火箭 _时的质量与火箭除燃料外的 _质量之比，现代 火箭能达到的质量比不超过 10。 4 现 代火箭的主要用途 利用火箭作为 _工具，例如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船等。 开始飞行 箭体 运载 重点难点突破 一、反冲运 动 的特点及其遵循的 规 律 1 特点 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。 (2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加。 2 反冲运 动 中，以下三种情况均可 应 用 动 量守恒定律解 决 (1)系统不受外力或所受外力之和为零，满足动量守恒的条件，可以用动量守恒定律解决反冲运动问题。 (2)系统虽然受到外力作用，但内力远远大于外力，外力可以忽略，也可以用动量守恒定律解决反冲运动问题。 (3)系统虽然所受外力之和不为零，系统的动量并不守恒，但系统在某一方向上不受外力或外力在该方向上的分力 之和为零，则系统的动量在该方向上的分量保持不变，可以在该方向上应用动量守恒定律。 二、分析反冲运 动应 注意的 问题 1 速度的反向性 问题 对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然相反。 在列动量守恒方程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的另一部分的速度应取负值。 2 相 对 速度 问题 反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度。由于动量守恒定律中要求速度为对同一参考 系的速度，通常为对地的速度。因此应先将相对速度转换成对地的速度后，再列动量守恒定律方程。 3 变质 量 问题 在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小， 此时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程为研究过程来进行研究。 考点题型设计 反冲运 动 (1)喷出多少氧气，宇航员才能安全返回飞船？ (2)为了使总耗氧量最低，应该一次喷出多少氧气？返回时间是多少？ 解析： (1)以 飞 船 为 参考物， 设 沿着 飞 船运 动 的方向 为 正 方向，并 设喷 出 质 量 为 m(kg)氧气 时 宇航 员获 得的速度是 v， 对 于 “宇航 员 和 喷 出的氧气 ”这 一系 统 而言，在 喷 气方向上由 动 量守恒可得： 答案： (1)0.05kg 0.45kg (2)0.15kg； 600s 点 评 ： 本 题 中宇航 员 所 带 的氧气量一定， 问题 是要将它 合理分配 给 呼吸和 喷 气两个方面使用，并能保 证 宇航 员 安全 返回 飞 船。 答案： D 解析： 由于冰面光滑，无法行走或 滚动 ，由 动 量守恒定 律可知，只有抛出物体 获 得反冲速度才能到达岸 边 。 火箭的反冲 现 象 答案： 2m/s； 13.5m/s 答案： C 人船模型 问题 点 评 ： 在人船模型中，某物体位移易 误认为 相 对 另一物 体的位移。 答案： B 易错案例剖析 易 错 分析： 取整个系统为研究对象，由动量守恒定律，弹簧枪向右发射弹丸时，弹丸向右运动，小车向 左运动；弹丸进入网兜时，小车向右运动，回到原处，故错