高中物理教科版高中选修碰撞与动量守恒反冲运动火箭

学生实验：让小车自己运动起来演示实验1演示实验2：反击式水轮机通过上述实验现象请讨论总结出三者的相同点与不同点相同点1、原来是一个静止的物体2、分裂成两个部分3、两部分运动方向相反4、两部分间存在相互作用力不同点：被分离物体分别是气体、固体与液体气体与车胶塞与试管水与容器一、反冲运动(1)定义：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，另一部分必然向相反的方向运动．这个现象叫做反冲．(2)特点：反冲运动物体间相互作用发生突然、时间短、作用强，一般满足内力远大于外力思考与讨论:请依据反冲特点，以实验(一)中试管和胶塞做反冲运动为例问题：解释为什么会出现反冲运动？

(提示：分别从力/动量角度)（3）反冲运动的本质:是牛顿第三定律的必然结果反冲运动中系统动量守恒

FF’F与F’为系统间的作用力与反作用力，且比较大（1）明确研究对象（系统组成）（2）进行受力分析（判断守恒）（3）选定正方向，确定始末状态（4）建立方程解题梳理解题步骤例1：竖直平面内悬挂一个胶塞和一个试管,试管加热后,从管口喷出的胶塞质量m=0.1kg,速度

ʋ=0.6m/s.已知试管质量为M=0.3kg。求试管的反冲速度v’

方向：与正方向相反(4)反冲的应用与防治播放视频中国的“歼”系战机——喷气战斗机歼-31第五代双发中型隐形战斗机喷气战斗机靠空气和煤油燃烧后所产生的大量高温高压气体，向后喷射而推动飞机前进的。自动喷洒装置水流驱动旋转喷洒模式，通水既能够自动工作。喷洒范围最大达310m2。海洋中的游泳健将------乌贼当乌贼将墨喷出急速喷出，由于反冲运动身体即可急速后退播放视频世界航天第一人——万户万户把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在上面，双手举着2只大风筝，然后叫人点火发射。设想利用火箭的推力，加上风筝的力量飞起。不幸火箭爆炸，万户也为此献出了生命。思考与讨论:离开飞船的宇航员与飞船相对静止，他怎样才能回到飞船？二、火箭提问：火箭飞行利用了怎样的工作原理？在分析火箭运动问题时可否应用动量守恒定律？答案火箭靠向后连续喷射高速气体飞行，利用了反冲原理.由于火箭与“高温、高压”燃气组成的系统内力很大，远大于系统所受重力及阻力，故可应用动量守恒定律.高速燃气思考：现代怎样提高火箭的最终速度？其最终速度决定于什么？例2：设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的火箭质量的质量变为m，火箭燃气的喷射速度为v，试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v′.答案取火箭的速度方向为正方向，则由动量守恒定律得：

mv′－(M－m)v＝0解得：v′质量比喷气速度知识拓展：现代一级火箭的最大速度在4.5km/s左右

问题：分级火箭为什么能提高速度？降低燃料燃尽后火箭的质量，提高质量比进而获得更高的速度，但实际应用中由于级数太多时，连接机构和控制机构的质量会增加得很多，工作可靠性降低，所以火箭一般都是三级提高火箭飞行速度的可行办法：1、提高喷气速度2、提高火箭的质量比；3、使用多级火箭，一般为三级.长征五号B发射成功1.知道了一种运动:2.理解了一个特点:3.应用了一条定律:4.了解了一项成就:按下面的提示，总结本堂课学习的内容反冲运动火箭课后练习1、（益友p15多选）下列属于反冲运动的是（）A.汽车的运动B.直升机的运动C.火箭发射过程的运动D.反击式水轮机的运动CD定义：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，另一部分必然向相反的方向运动．这个现象叫做反冲．课后练习2、（课本p13）大炮水平发射一枚质量为10kg的炮弹，炮弹飞出的速度是600m/s，大炮自身的质量是2.0t，求大炮后退的速度.如果大炮后退过程中受到的阻力是自身重力的0.3倍，大炮能后退多远？(g=10m/s2)

大炮运动分离瞬间：与炮弹构成反冲运动，满足动量守恒分离后：在阻力作用下做匀减速运动课后练习3、（课本p18）一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，气体离开发动机喷出时，相对地面的速度是v=1000m/s，设火箭质量M=300kg，发动机每秒喷气20次，试求：（1）当第3次气体喷出后，火箭的速度多大？（2）运动第1秒末，火箭速度多大？

课后练习3、（课本p18）一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的