1.4 反冲运动 （备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-5）

粤教版 高中物理选修3-5 第一章 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” ①条件性②矢量性③相对性④同时性⑤普适性 4.运用动量守恒定律的解题步骤 实 验 ： 把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？ 以上三个实验在讲课的时候都可以用真实的实验来做，并且最好做真实的实验 一、反冲运动 1.定义：当一个物体向某一方向射出(或抛出)它的一部分时，这个物体的剩余部分向相反方向运动的现象． 2.特点： ①物体间相互作用突然发生，时间短，作用强。 ②系统所受外力一 般不为零， 但远远小于内力。 3. 原 理： 遵循动量守恒定律 【例1】反冲小车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞冲出，小车沿相反方向运动。如果小车的总质量是M=3kg，水喷出的橡皮塞的质量是m=0.1kg，橡皮塞喷出时速度v=2.9m/s，求小车的反冲速度。 解：小车与橡皮塞为系统，所受合外力为零，系统总动量为零。以橡皮塞的运动方向为正方向。由动量守恒定律有： 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0.1m/s． 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-火箭 我国早在宋代就发明了火箭，在箭支上扎个火药筒，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后喷出，火箭由于反冲而向前运动。 现代火箭结构 【例2】火箭飞行最大速度由什么因素决定？设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v. 求燃料燃尽后火箭的飞行速度为v′． 解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，发后的总动量为 火箭最终速度有：喷气速度和质量比 （即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）两因素决定. 得 由动量守恒定律得 “人船”模型 如图所示，长为L的船静止在平静的水面上，立于船头的人的质量为m，船的质量为M，不计水的阻力，人从船头走到船尾的过程中，问船对地面的位移为多大？ (1) 人匀速行走 结论： 船匀速后退 人走到船尾时，有： v1 v2 S船 S人 L 结论： 船变速后退 人相对船运动中一直有： (2) 假如人变速走到船头，船后退的距离多少？ v1 v2 S2 S1 L 故有： 1、“人船模型”的力学特征 ①人和船构成一个相互作用的系统； ②人和船在相互作用下各自运动； ③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。 v1 v2 S2 S1 L ① 系统总动量为0 ② 系统任一时刻，均有： 所以即使人做变速运动，也有： 2、“人船模型”的分析思路 ③ 上式两端同乘以时间t： mS1=MS2 ④ 由于人相对船相对的距离为L: S1+S2 = L ⑤ 人、船相对于地面移动的距离分别为: 人船模型 例：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 A 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）=300×S船 S船=0.5m 答案：A 反冲 运动 1. 定义：当一个物体向某一方向射出(或抛出)它的一部分时，这个物体的剩余部分向相反方向运动的现象． 2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲运动：烟花、射击、火箭 火箭 1. 发展：从宋代开始 2. 原理：动量守恒定律 3. 速度 ①喷气速度：v ②质量比M/m 小结 反冲运动 1、采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度（    ） A. 使喷出的气体速度更大      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 课堂练习 2、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.燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭 B.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 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.火箭燃料燃烧发