1.6 反冲现象 火箭（同课异构课件）-2021-2022学年高二物理【步步高】学习笔记（人教版2019选择性必修第一册）津鲁琼浙云晋皖黑吉桂

第一章 动量守恒定律 6 反冲现象 火箭 1．进一步巩固动量守恒定律 2．知道反冲现象和火箭的工作原理，了解反冲现象的应用 3．了解航天技术的发展和应用 学习目标 一、反冲现象的例子 生活中的反冲现象 气球反冲车 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 农田、园林的灌溉喷水器能够一边喷水一边旋转，这是因为喷口的朝向略有偏斜，水从喷口喷出时，喷管因反冲而旋转，这样可以自动改变喷水的方向 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 章鱼 乌贼 它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔喷出，使身体很快的运动 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 火箭 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 反击式水轮机是大型水力发电站应用最广泛的水轮机.它是靠水流的反冲作用旋转的. 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 思考下列问题 1、什么是反冲现象； 2、说明反冲现象的运动特点； 一个物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一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. b. 一个物体分为两个部分 内力作用下 c.两部分运动方向相反 气球 喷出的气体 二、反冲现象的原理 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 原理： 作用前：p = 0 作用后: p'=mv +Mv' 则根据动量守恒定律有： p' = p 即 mv +Mv'= 0 故有： 负号就表示作用后的两部分运动方向相反 遵循动量守恒定律 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例：质量为m的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相对静止,由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止状态.这个人手中拿着一个质量为Δm的小物体.现在他以相对于飞船为u的速度把小物体抛出. （1）小物体的动量改变量是多少？ （2）人的动量改变量是多少？ （3）人的速度改变量是多少？ Δm· u -Δm· u 三、火箭 古代火箭的发展经历了哪些阶段？ 宋代 古代火箭由哪几个部分组成？ 明代 现代 箭杆 火药筒 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，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。 古代的火箭 古代的火箭 现代的火箭 火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的总质量为m，燃气的喷气速度为u，则火箭最终的速度为多大？ 火箭的最终速度 M-m m 正方向 解：在火箭发射过程中,内力远大于外力,动量守恒. 设火箭的速度方向为正方向， 发射前的总动量为0； 发射后的总动量为 mv-(M-m)u 由动量守恒得： 0=mv-(M-m)u u 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 通过 可以看出火箭所获得的速度与哪些因素有关? u越大、M/m越大，火箭获得的速度越大. M/m ：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比.即：火箭的质量比 现代火箭喷气速度在2000~4000m/s 质量比一般小于10. 要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料, 目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂. 目前的技术条件下，要发射人造卫星，用一级火箭还不能达到所需的速度，必须用多级火箭. 三级火箭 运载物 第三级 第二级 第一级 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 火箭的构造 外壳 氧化剂箱 燃烧室 喷气 有效载荷 控制舱 燃料箱 尾喷管 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 火箭的应用 发射人造地球卫星 运送载人飞船 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 运载空间站 运载探测器 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 四、人船模型 1．“人船模型”问题的特征 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质量的反比.这样的问题归为“人船模型”问题. 2．运动特点 两个物体的运动特点是“人”走“船”行，“人”停“船”停. 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例：如图所示，长为L、质量为m船的小船停在静水中，质量为m人的人由静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各为多少？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 审题指导： (1)以人和船组成的系统为研究对象，在人由船头走到船尾的过程中，系统水平方向不受外力作用，所以整个系统水平方向动量守恒0 (2)当人起步加速前进时,船同时向后做加速运动；人