物理粤教版3-51.4反冲运动学案2

1、物理粤教版3-51.4反冲运动学案2【学习目标】一知识与技能1、进一步巩固动量守恒定律2、明白反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用3、了解航天技术的进展和应用二过程与方法理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。三情感、态度与价值观培养动手动脑的能力，发掘探究新知识的潜能。【学习重点】运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质【知识要点】 1动量守恒定律解“人船模型”问题人船模型是动量守恒定律的拓展应用，将速度与质量的关系推广到位移与质量，做这类题目，首先要画好示意图，要注意两个物体相关于地面的移动方向和两个物体位移大小之间的关系、一个原来静止的系统， 由于

2、某一部分的运动而对另一部分有冲量，使另一部分也跟着运动，假设现象中满足动量守恒，那么有m - m =0， = m2 、物体在这一方向上的速112212m1度通过时间的累积使物体在这一方向上运动一段距离，那么距离同样满足s1=s2，它们的相对距离 s 相=s1+s2、【典型例题】【例 1】质量为 m、长为 l 的船静止在静水中，船头及船尾各站着质量分别为m1 及 m2的人，当两人互换位置后，船的位移有多大？【解析】 利用“人船模型”易求得船的位移大小为：s(m1m2 )l 、提示：假设mm1 m2mm，此题可把 m-m 等效为一个人，把看着船，再利用人船模型进行分析求1212m+2m解较简便、

3、应该注意到： 此结论与人在船上行走的速度大小无关、不论是匀速行走依旧变速行走，甚至往返行走， 只要人最终到达船的左端，那么结论基本上相同的、 以上所列举的人、船模型的前提是系统初动量为零、假如发生相互作用前系统就具有一定的动量，那就不能再用 m1v1=m2v2 这种形式列方程，而要利用 m1+m2 v0=m1v1+m2v2列式、【例 2】如图 6-2-4 所示， ab为一光滑水平横杆，杆上套一质量为 m的小圆环，环上系一长为 l 质量不计的细绳，绳的另一端拴一质量为 m的小球，现将绳拉直，且与 ab平行，由静止释放小球，那么当线绳与 ab成 角时，圆环移动的距离是多少？【解析】 尽管小球、细绳

4、及圆环在运动过程中合外力不为零杆的支持力与两圆环及小球的重力之和不相等系统动量不守恒，然而系统在水平方向不受外力，因而水平动量守恒、设细绳与图 6-2-4ab成 角时小球的水平速度为 v，圆环的水平速度为 v，那么由水平动量守恒有： mv=mv，且在任意时刻或位置 v 与 v 均满足这一关系， 加之时间相同， 公式中的 v 和 v 可分别用其水平位移替代， 那么上式可写为： md=m l- lcos - d，解得圆环移动的距离： d=ml 1-cos / m+m【规律总结】“人船模型”的特点：两个物体均处于静止，当两个物体存在相互作用而不受外力作用时，系统动量守恒，因此本质上也是反冲模型、这类

5、问题的特点：两物体同时运动，同时停止、载人气球，例 2 等均属于“人船模型” 。【当堂反馈】1. 向空中发射一物体 , 不计空气阻力 , 当此物体的速度恰好沿水平方向时, 物体炸裂成 a、 b两块 , 假设质量较大的a 块的速度方向仍沿原来的方向, 那么 ()(a)b 的速度方向一定与原来速度方向相同(b) 在炸裂过程中,a 、 b 受到的爆炸力的冲量一定相同(c) 从炸裂到落地这段时间里,a 飞行的水平距离一定比b 的大(d)a 、 b 一定同时到达水平地面2. 如下图 , 一辆小车装有光滑弧形轨道 , 总质量为 m,停放在光滑水平向上 . 有一质量也为 m的速度为 v 的铁球 , 沿轨道水

6、平部分射入, 并沿弧形轨道上升h 后 , 又下降而离开小下, 离车后球的运动情况是 ()(a) 作平抛运动 , 速度方向与车运动方向相同(b) 作平抛运动 , 水平速度方向跟车相反(c) 作自由落体运动(d) 小球跟车有相同的速度3. 在水平轨道上放置一门质量为m的炮车 , 发射质量为 m的炮弹 , 炮下与轨道间摩擦不计 , 当炮身与水平方向成 角发射炮弹时 , 炮弹相对地面出射的速度为 v0, 那么如今炮身后退的速度 v =_.4. 质量为 m的气球下吊一架轻的绳梯 , 梯上站着质量为 m的人 . 气球以 v0 速度匀速上升 , 假如人加速向上爬 , 当他相关于梯的速度达到v 时 , 气球的

7、速度将变为_.5. 质量为 30 的小孩推着质量为10 的冰车 , 在水平冰面上以2.0m/s 的速度滑行 , 不计冰面摩擦 , 假设小孩突然以5.0m/s的速度 ( 对地 ) 将冰车推出后, 小孩的速度变为_m/s.这一过程中 , 小孩对冰车所做的功为_j.6. 气球质量为 200 , 载有质量为 50 的人 , 静止在空中距地面 20m的地方 , 气球下悬一根质量可忽略不汁的绳子 , 此人想从气球上沿绳慢慢下滑至安全到达地面, 那么这根绳至少多长 ?7. 如下图 , 有 a、 b 两质量均为m 的小车 , 在光滑的水平面上以相同的速率v0 在同一直线上相向运动 ,a 车上有一质量为 m的人

8、 , 他至少要以多大的速度 ( 对地) 从 a 车跳到 b 车上 , 才能幸免两车相撞 ?8：质量为 m底边长为 b 倾角为 的三角形劈，静止在光滑的水平面上，如下图，有一质量为m 的小物体，由斜面顶部无初速滑到底部时，劈移动的距离是多少？9. 甲、乙两冰船在冰面上沿一直线以相同的速度v0甲在前、乙在后同向匀速滑行. 今从甲船上以相对甲船 v 的速度水平向乙船抛出一个质量为m的砂袋 , 甲船 ( 连操纵者、砂袋 ) 和乙船( 连操纵者 ) 原先的质量均为m.问 : 当砂袋落入乙船中后两船速度各变为多大?【参考答案】1:d2:c3:mv 0cos4:m5:1.0,1056:25mmv0mvm7: v2m 22mmm 2v02m m m8、分析 注意此题水平方向平均动量守恒。假如把小物体改变成一个倒置的劈， 不能看作质点的话， 那么要注意位移的几何关系要作改变。此题还能够求解小物体滑到最低点的速度。 要注意的是， 小物体到达底端时的速度的方向并不沿斜面。 能够把相关于斜面的速度再分解， 也能够直截了当设速度的方向与水平面夹角，运用机械能守恒定律求得结果。方法一 设斜面的速度为v，物体相关于斜面的速度为v 那么有：m vcos-v -mv=0mgh=m vcos-v 2+ vsin 2/2+mv 2/2方法二