新教材高中物理第一章动量守恒定律第6节反冲现象火箭课件新人教版选择性必修第一册

第一章

动量守恒定律第6节

反冲现象

火箭课标解读课标要求素养要求1.了解反冲的概念及反冲现象的一些应用。2.理解反冲现象的原理，能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题。3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素。1.物理观念：理解反冲的概念，了解反冲在实际问题中的应用。2.科学思维：会应用动量守恒定律解决相关反冲问题。3.科学态度与责任：了解航天技术的发展和宇宙航行，了解中国火箭发展历程，增强民族自豪感。要点反冲现象发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。炮身的这种后退运动叫作_______①。反冲（1）把一个气球吹起来，用手握住气球的通气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。气球为什么会沿气嘴相反方向运动？提示气体喷出是因为球壁对球内气体有作用力,使气体的动量增加，气体对球壁的反作用力使气球的动量也增加。（2）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？提示应配置喷气式飞机。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。1.反冲现象中，物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。2.反冲现象中，系统内力很大，外力可忽略，满足动量守恒定律。探究点一

反冲现象

提示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。1.反冲的理解根据动量守恒定律，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。2.反冲运动的三个特点（1）物体的两个不同部分在内力作用下向相反方向运动。（2）反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力，所以可以用动量守恒定律或在某一方向上应用动量守恒定律来处理。（3）反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总动能增加。3.讨论反冲运动是应注意的三个问题（1）速度的方向性：对于原来静止的整体，当被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，两者的运动方向必然相反。在列动量守恒方程时，可规定任意某一部分的运动方向为正方向，则反方向运动的这一部分的速度要取负值。（2）速度的相对性：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，但是动量守恒定律中要求速度是对同一惯性参考系的速度（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，再列动量守恒定律关系式。（3）变质量问题：在反冲运动中会经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进行研究。

易错提醒反冲运动的特别提醒（1）外力的存在，不影响系统的动量守恒。（2）内力做的功往往会改变系统的总动能。（3）要明确反冲运动对应的过程，弄清初、末状态的速度大小和方向的对应关系。

C

A

探究点二

火箭1.2020年11月24日4时30分，中国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。长征五号火箭高57米，重约879吨，地面起飞总推力约1052.4吨（严格来讲应该为10524千牛，用吨表示是为了便于直观理解）。因为火箭的推力大于重力，所以就能加速往上飞了。长征五号由芯一级、芯二级和四个助推器组成，芯级火箭的直径达5米，四个助推器的直径均为3.35米。火箭整体看起来比较粗大，因此有“胖五”的昵称。你知道我国“长征”号系列火箭是怎样将探测器送上太空的吗？提示火箭靠喷射高温高压燃气获得反作用力，将探测器送入太空。

技巧点拨火箭类反冲问题解题要领（1）两部分初、末状态的速度所选的参考系必须是同一参考系，且一般以地面为参考系。（2）要特别注意反冲前、后两部分对应的质量。（3）列方程时要注意初、末状态动量的方向，一般而言，反冲部分速度的方向与另一部分的运动方向是相反的。1.火箭发射后，在升空过程中向后喷出高速燃气，从而获得较大的前进速度。燃料耗尽时，火箭达到最大速度，对火箭最大速度的制约因素是(

)A.火箭初始质量和喷出气体速度 B.火箭初始质量和喷出气体总质量C.火箭喷出气体总质量和喷气速度 D.火箭喷气速度和火箭始末质量比D

D

A

2.（多选）采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度(

)A.使喷出的气体速度增大 B.使喷出的气体温度更高C.使喷出的气体质量更大 D.使喷出的气体密度更小AC

B

[解析]根据反冲特点即可判断。

B

B

D

BD

1.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，空气的反作用力推动火箭B.火箭发动机用力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.火箭燃料燃烧放热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭B[解析]本题考查了火箭的工作原理，要注意与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃料燃烧产生的气体，而不是外界的空气。火箭的工作原理是利用反冲，是火箭燃料燃烧产生的高温高压气体从尾喷管迅速喷出时使火箭获得反冲速度。2.（多选）手持篮球的跳远运动员起跳后，当他运动到最高点时欲提高跳远成绩，运动员应将手中的篮球(

)A.竖直向上抛出 B.向前方抛出C.向后方抛出 D.竖直向下抛出CD[解析]要提高跳远成绩，要么使运动员获得更大的水平速度，C选项可实现；要么使运动员延长运动时间，D选项可实现。

CD4.一炮舰在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后发射一发炮弹，设两炮弹质量相等，相对于地面的速率相等，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是(

)A.动量不变，速度增大 B.动量变小，速度不变C.动量增大，速度增大 D.动量增大，速度减小A[解析]炮舰具有一向前的动量，在发射炮弹的过程中动量守恒，由于两发炮弹的总动量为零，因而船的动量不变，又因为船发射炮弹后质量变小，因此船的速度增大，A正确。5.一装有柴油的船静止于水面上，若用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示。不计水的阻力，船的运动情况是(

)A.向前运动 B.向后运动 C.静止 D.无法判断A[解析]虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程，故A正确。

C

AC

A

C