反冲运动--公开课

1、第四节节 反冲运动运动 温故知新温故知新1.动量守恒定律内容2.公式：3.动量守恒定律的“五性五性” 条件性矢量性相对性同时性普适性4.运用动量守恒定律的解题步骤, 22112211vmvmvmvmpp新课引入新课引入 将将一个气个气球吹大，然后松手，会会出现现什么么现现象？如何解释这种现释这种现象呢？请思考请思考! !一、反冲运动运动1.定义定义：当一个物体向某一方向射出当一个物体向某一方向射出(或抛出或抛出)它它的一部分时，这个物体的剩余部分向的一部分时，这个物体的剩余部分向相反方相反方向向运动的现象运动的现象2.2.特点特点： 物体间相互作用突然发生，时间物体间相互作用突然发生，时间短，

2、作用强。短，作用强。系统所受外力一系统所受外力一 般不为零，般不为零，但远远小于内力。但远远小于内力。3. 3. 原原 理理：遵循动量守恒定律遵循动量守恒定律例题例题1 1( (课本第课本第1414页页) )反冲小车车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸气将气将橡皮塞冲出，小车车沿相反方向运动运动。如果小车车的总质总质量是M=3kg，水喷喷出的橡皮塞的质质量是m=0.1kg，橡皮塞喷喷出时时速度v=2.9m/s，求小车车的反冲速度。解：小车与橡皮塞为系统，所受合外力为零，解：小车与橡皮塞为系统，所受合外力为零，系统总动量为零。系统总动量为零。以橡皮塞的运动方向为正方以橡皮塞的运动方向为正方向向。由动

3、量守恒定律有：由动量守恒定律有：0)(vmMmvsmsmvmMmv/1 . 0/9 . 21 . 031 . 0负号表示小车运动方向与橡皮塞的运动方向负号表示小车运动方向与橡皮塞的运动方向相反，反冲速度大小是相反，反冲速度大小是0.1m/s0.1m/s课本14页讨论与交流 若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60角，小车的反冲速度又是多少？ 分析：小车与橡皮塞组成的系统在水平方向动量守恒： 二、反冲运动的利用二、反冲运动的利用-1-1喷气式飞机喷气式飞机J20J20二、反冲运动的利用二、反冲运动的利用3-3-火箭火箭我国早在宋代就发明了火箭，在箭支我国早在宋代就发明了火箭，在箭支上扎个

4、火药筒，火药筒的前端是封闭的，上扎个火药筒，火药筒的前端是封闭的，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于后喷出，火箭由于反冲反冲而向前运动。而向前运动。古代火箭古代火箭现代火箭结构现代火箭结构火箭工作原理火箭工作原理例题例题2.（课本第（课本第15页）页） 火箭飞行最大速度由什么因素决定？火箭飞行最大速度由什么因素决定？设设火箭发发射前的总质总质量是M，燃料燃尽尽后的质质量为为m，火箭燃气气的喷喷射速度为为v. 求燃料燃尽尽后火箭的飞飞行速度为为v vmMmv)(解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力

5、，所以动量守恒。取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭动量守恒。取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为的总动量为0 0，发后的总动量为，发后的总动量为由动量守恒定律得由动量守恒定律得0)(vmMmv得得vmMvmmMv) 1(1.1.喷气速度喷气速度2.2.质量比质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）料燃尽时的质量之比）决定火箭最终速度因素决定火箭最终速度因素三、三、“人船模型人船模型” 问题问题 如图所示，质量为如图所示，质量为M M的小船长的小船长L L，静止于，静止于水面，质量为水面，质量为m m 的人从船右端走到船左端，的人从船右端走到

6、船左端，不计水对船的运动阻力，则不计水对船的运动阻力，则: :该过程中船将该过程中船将移动多远？移动多远？v v1 1v v2 2(1) (1) 人匀速行走人匀速行走0Mvmv2112vMmv 结论：结论： 船匀速后退船匀速后退人走到船尾时，有：人走到船尾时，有：0tMvtmv21Lss2121Msms LmMmS2S船船S人人Lv v1 1v v2 2结论：结论： 船变速后退船变速后退L LS S2 2S S1 1人相对船运动中一直有：人相对船运动中一直有：0Mvmv2112vMmv 0Msms21Lss21故有：故有：21Msms(2) (2) 假如人变速走到船头，船后退的距离多少？假如人

7、变速走到船头，船后退的距离多少？LmMmS20tvMtvm210vMvm211、“人船模型人船模型”的力学特征的力学特征 人和船构成一个相互作用的系统；人和船构成一个相互作用的系统； 人和船在相互作用下各自运动；人和船在相互作用下各自运动； 系统所受的合外力为零，从而系统在系统所受的合外力为零，从而系统在 运动过程中总动量守恒。运动过程中总动量守恒。v v1 1v v2 2L LS S2 2S S1 1 系统总动量为系统总动量为0 系统任一时刻，均有：系统任一时刻，均有： 所以即使人做变速运动，也有：所以即使人做变速运动，也有：2、“人船模型”的分析思路0Mvmv21 上式两端同乘以时间上式两

8、端同乘以时间t t：mS1=MS2 由于人相对船相对的距离为由于人相对船相对的距离为L:L:S S1 1+S+S2 2 = L= L 人、船相对于地面移动的距离分别为人、船相对于地面移动的距离分别为: : L1MmMsL2Mmms21Mvmv 21vvMm人船模型例3：在静水上浮着一只长为L=3m、质量为M=300kg的小船，船尾站着一质量m=60kg的人，开始时人和船都静止。若人匀速从船尾走到船头，不计水的阻力。则船将（ ） （A）后退0.5m （B）后退0.6m （C）后退0.75m （D）后退0.8m解析：取人和小船为对象，它们所受合外力为零， 初动量 为0 （均静止） 取人的走向为正方

9、向，根据动量守恒定律 0= mv/人 - Mv/船 设走完时间为t 则0= mv/人t - Mv/船t mS人=MS船 60（3-S船船）=300S船船S船船=0.5m 答案：答案：A反冲运动火箭反冲反冲运动运动1. 定义：定义：当一个物体向某一方向射出当一个物体向某一方向射出( (或或抛出抛出) )它的一部分时，这个物体的剩余部分它的一部分时，这个物体的剩余部分向向相反方向相反方向运动的现象运动的现象2. 原理原理：动量守恒定律动量守恒定律3. 常见反冲运动常见反冲运动：烟花、射击烟花、射击、火箭火箭火箭火箭1. 发展发展：从宋代开始从宋代开始2. 原理原理：动量守恒定律动量守恒定律3. 速

10、度速度喷气速度：喷气速度：v质量比质量比M/m【1 1】采取下列哪些措施有利于增加】采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度（喷气式飞机的飞行速度（ ）A. A. 使喷出的气体速度更大使喷出的气体速度更大 B. B. 使喷出的气体温度更高使喷出的气体温度更高C. C. 使喷出的气体质量更大使喷出的气体质量更大 D. D. 使喷出的气体密度更小使喷出的气体密度更小AC课堂练习【2】一静止的、不稳定的原子核的质量为一静止的、不稳定的原子核的质量为m，放射出一质量为放射出一质量为mm，速度速度v的粒子后，剩余部分的粒子后，剩余部分获得的反冲速度大小为（获得的反冲速度大小为（ ）CABDCvmm

11、m mmvmmvm mmmv 3.一支步枪的质量为一支步枪的质量为3.95kg，弹头的质量为，弹头的质量为8.6g（火药的质量不计），击发后，弹头射出枪口（火药的质量不计），击发后，弹头射出枪口时的速度为时的速度为735m/s，试计算射击时枪身后退的，试计算射击时枪身后退的速度？速度？210mvMv smsmMmvv/6 . 1/95. 37350086. 021解：设枪身后退速度方向为正，则子弹运动方向为负。根据动量守恒定律有： 即：解：取人和气球为对象，系统开始静止解：取人和气球为对象，系统开始静止且同时开始运动，可知系统所受外力之且同时开始运动，可知系统所受外力之和为零。人到地面时，人对地的位移为和为零。人到地面时，人对地的位移为，设气球对地位移设气球对地位移h（如图所示），（如图所示），则根据动量守恒定律则根据动量守恒定律因此绳的长度至少为因此绳的长度至少为 L=H+h=(M+m)HM 4. 载载人气气球原来静