新教材高中物理第一章动量守恒定律6反冲现象火箭课件新人教版选择性必修第一册

1、6反冲现象火箭第一章动量守恒定律学习目标学法指导1了解反冲运动的概念及反冲运动的一些应用2知道反冲运动的原理3掌握应用动量守恒定律解决反冲运动问题4了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素1通过观察反冲现象，寻找它们的共同规律，培养观察能力和发现问题的能力2进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力3了解我国的航空、航天事业的巨大成就和当前的航空、航天计划，激发学生热爱祖国的情感4体会物理知识来源于生活而又应用于生活的特点，提高学习物理的积极性知识导图预习导学 | 新知领悟1定义根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向

2、_的方向运动，这个现象叫作_反冲运动相反反冲2反冲原理反冲运动的基本原理是_定律，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得_的动量3公式若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的表达式变为0_，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小_、方向_，而它们的速率与质量成_动量守恒同样大小m1v1m2v2相等相反反比1反冲运动中，内力做功的代数和是否为零？【答案】不为零反冲运动中，两部分受到的内力做功的代数和为正值2两位同学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m时，有一位同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于2 m，跳到岸上绝对没有问题于是她纵身一跳，结果

3、却掉到了水里(如图所示)，她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？【答案】这位同学与船组成的系统在不考虑水的阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳起前后遵循动量守恒定律在她向前跳起瞬间，船要向后运动，使其跳出后对地速度变小(2021届临夏中学期末)如图所示是一种弹射装置，弹丸质量为m，底座质量为3m，开始时均处于静止状态，当弹簧释放将弹丸以相对地面v的速度发射出去后，底座的反冲速度大小是()【答案】C1原理火箭的飞行应用了_的原理，靠喷出气流的_作用来获得巨大速度2影响火箭获得速度大小的因素一是_，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比喷气速度_，质量比_，火箭获得的速度越大火箭反冲反冲喷气速度

4、越大越大假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？【答案】应配置喷气式飞机喷气式飞机利用反冲运动原理，可以在真空中飞行，而螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的，不能在真空中飞行将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)()A30 kgm/sB5.7102 kgm/sC6.0102 kgm/sD6.3102 kgm/s【答案】A【解析】燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小

5、为p，根据动量守恒定律，可得pmv00，解得pmv00.050 kg600 m/s30 kgm/s，A正确多维课堂 | 素养初培如图所示，为一条约为180 kg的小船漂浮在静水中，当人从船尾走向船头时，小船也发生了移动，不计水的阻力人船模型问题(1) 小船发生移动的动力是什么力？小船向哪个方向运动？(2) 当人走到船头相对船静止时，小船还运动吗？为什么？(3) 当人从船尾走到船头时，有没有可能出现如图甲或如图乙的情形？为什么？【答案】(1) 摩擦力向左运动，即与人行走的方向相反(2)不运动小船和人组成的系统动量守恒，当人的速度为零时，船的速度也为零(3)不可能由系统动量守恒可知，人和船相对于地

6、面的速度方向一定相反，不可能向同一个方向运动，且人、船位移比等于人、船质量的反比1反冲运动的特点及遵循的规律(1)特点：是物体之间的作用力与反作用力产生的效果(2)条件：系统不受外力或所受外力的矢量和为零内力远大于外力系统在某一方向上不受外力或该方向上所受外力之和为零(3)反冲运动遵循动量守恒定律探究总结2反冲运动的特点(1)速度的反向对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛出部分必然相反(2)速度的相对性一般都指对地速度3“人船模型”问题(1)定义两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于

7、质量的反比这样的问题归为“人船模型”问题素养点评：本探究通过对人船模型的分析，培养“科学思维”素养对人船模型的理解精练1(2021届绵阳南山中学调研)某同学想用气垫导轨模拟“人船模型”该同学到实验室里，将一质量为M、长为L的滑块置于水平气垫导轨上(不计摩擦)并接通电源该同学又找来一个质量为m的蜗牛置于滑块的一端，在食物的诱惑下，蜗牛从该端移动到另一端下面说法正确的是()【答案】D【解析】蜗牛从滑块的一端移动到另一端的过程中，蜗牛和滑块组成的系统合外力为零，系统的动量守恒，系统原来静止状态，总动量为零，根据动量守恒定律可知，蜗牛运动后，系统的总动量仍为零，所以蜗牛运动时，滑块会向相反的方向运动，

8、而不会不动，A错误；取滑块的运动方向为正，蜗牛从滑块的一端移动到另一端时，滑块与蜗牛运动的位移之和为L.变式1有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重1吨左右)，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而且轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知他身体的质量为m，则小船的质量为多少？解决“人船模型”应注意两点1适用条件：系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零；在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向)2画草图：解题时要画出各物体的位移关系

9、草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移如图所示，是多级运载火箭的示意图，发射时，先点燃第一级火箭，燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作火箭问题问题(1)火箭点火后能加速上升的动力是什么力？(2)要提升运载物的最大速度可采用什么措施？【答案】(1) 燃烧产生的气体高速向下喷出，气体产生的反作用力推动火箭加速上升(2) 提高气体喷射速度，增加燃料质量，及时脱离前一级火箭空壳探究总结2决定因素火箭获得速度取决于燃气喷出速度u及燃气质量与火箭本身质量之比两个因素3多级火箭由于受重力的影响，单级火箭达不到发射人造地球卫星所需要的7.9 km/s，实际火箭为多级多级火

10、箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求素养点评：本探究通过火箭的分析，培养“科学思维”素养火箭问题精练2某校课外科技小组制作了一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动假如喷出的水流流量保持为2104 m3/s，喷出速度保持水平且对地为10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动，阻力不计，水的密度是1

11、03 kg/m3【答案】4 m/s变式2(多选)(2021届鄂东南省级示范高中联考)“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆假设万户及所携设备火箭(含燃料)、椅子、风筝等总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是()A火箭的推力来源于燃气对它的反作用力【答案】AB反冲问题精练3如图所示，质量为M的密闭汽缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板P，隔板右边是真空，隔板左边是

12、质量为m的高压气体，若将隔板突然抽去，则汽缸的运动情况是()A保持静止不动B向左移动一定距离后恢复静止C最终向左做匀速直线运动D先向左移动，后向右移动回到原来位置【答案】B【解析】突然撤去隔板，气体向右运动，汽缸做反冲运动，当气体充满整个汽缸时，它们之间的相互作用结束由动量守恒定律可知，开始时系统的总动量为零，结束时总动量必为零，汽缸和气体都将停止运动，B正确【答案】C爆炸问题精练4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，若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则()Ab的速度方向一定与初速度方向相反B从炸裂到落地的这段时间里，a飞行的水平距离一定

13、比b的大Ca、b一定同时到达水平地面D在炸裂过程中，a、b受到的爆炸力的冲量大小不一定相等【答案】C【解析】爆炸后系统的总机械能增加，但不能确定a、b两块的速度大小，所以选项A、B不能确定；因炸开后两者都做平抛运动，且高度相同，故下落时间相同，选项C正确；由牛顿第三定律知a、b受到的爆炸力大小相等，作用时间也相同，故a、b受到的爆炸力的冲量大小相等，选项D错误变式4(2020年菏泽期中)如图所示，一枚手榴弹在空中竖直下落，一段时间后爆炸成a、b两块，又过了一段时间，a、b两块同时落到水平地面上，其中a飞行的水平距离OA是b飞行的水平距离OB的2倍，忽略空气阻力，则a、b两块在爆炸前后()A动量

14、增加量之比是12B动量增加量之比是21C动能增加量之比是12D动能增加量之比是21【答案】D火箭类问题的三点提醒1火箭在运动过程中，随着燃料的燃烧，火箭本身的质量不断减小，故在应用动量守恒定律时，必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象注意反冲前、后各物体质量的变化2明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是否为同一参考系，如果不是同一参考系要设法予以调整，一般情况要转换成对地的速度3列方程时要注意初、末状态动量的方向核心素养微专题西昌卫星发射中心西昌卫星发射中心(英文名称：Xichang Satellite Launch Center，简称XSLC，又称“西昌卫星城”)，是中国卫

15、星发射基地，始建于1970年，1982年交付使用，位于四川省凉山彝族自治州冕宁县自1984年1月发射中国第一颗通信卫星以来，到2016年11月22日用“长征三号”丙运载火箭成功将“天链一号”04星送入预定轨道，西昌卫星发射中心发射活动已突破100次中心由总部、发射场(技术区和两个发射工位)、通信总站、指挥控制中心和三个跟踪测量站，以及其他一些相关的生活保障单位组成，其中发射场的坐标位置为东经102度、北纬28.2度主要担负广播、通信和气象等地球同步轨道(GEO)卫星发射的组织指挥、测试发射、主动段测量、安全控制、数据处理、信息传递、气象保障、残骸回收、试验技术研究等任务，是中国目前对外开放的规

16、模最大、设备技术最先进、承揽卫星发射任务最多、具备发射多型号卫星能力的新型航天器发射场【考题延伸】如图所示，一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离已知前端卫星的质量为m1，后端箭体的质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()【答案】D素养点评：本题通过动量守恒分析火箭问题，培养学生的“科学态度与责任”素养课堂小练 | 素养达成1(2021届盐城新丰中学期中)运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是()A燃料推动空气，空气反作用力推动火箭B火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭C火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭D火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭【答案】D【解析】火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，气体的反作用力使火箭获得反冲速度，故A、B、C错误，D正确3一辆拉水车上有两个贮水箱，刚开始前面的水箱有水，后面的水箱无水，若把水从前面的水箱抽到后面的水箱中，假设水车停在光滑水平面上，则抽完水后，水车与原来的位置相比较()A水车向前进了一段距离B水车向后退了一段距离C水车仍在原来位置D无法确