第一章 第6节 反冲现象 火箭-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修1【创新教程】五维课堂同步教师用书（人教版）

第6节　反冲现象　火箭 素养目标 知识图解 物理观念 动量守恒定律在反冲现象中的应用，知道火箭的飞行原理 科学思维 明确反冲现象问题的处理方法，认识反冲现象和碰撞的关系 科学探究 火箭的工作原理 科学态度与责任 了解反冲现象在航天航空中的应用，了解我国宋代的发明“火箭”，增强民族自豪感 [基础梳理] [知识点一]　反冲现象　 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，这个现象叫作　反冲　. 2．反冲原理 反冲运动的基本原理是　动量守恒　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　同样大小　的动量． 3．公式 若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的形式变为0＝　m1v1＋m2v2　，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小　相等　、方向　相反　，而它们的速率与质量成　反比　. 利用动量守恒定律解决反冲问题时，速度通常是以地面为参考系的速度，而不是系统内两物体的相对速度． [知识点二]　火箭　 1．原理 火箭的飞行应用了　反冲　的原理，靠喷出气流的　反冲　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　喷气速度　，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比．喷气速度　越大　，质量比　越大　，火箭获得的速度越大． [自我检测] 1．思维辨析 (1)做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反．( √ ) (2)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．( √ ) (3)火箭点火后离开地面向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果. ( × ) (4)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．( √ ) (5)火箭发射时，火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能．( √ ) 2．基础理解 (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．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭 解析：B　[火箭工作中，动量守恒，当向后喷气时，则火箭受一向前的推力从而使火箭加速，故只有B正确．] (2)(多选)2019年春节上映的国产科幻大片《流浪地球》中有这样的情节：为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机，推动地球离开太阳系，用2 500年的时间奔往另外一个栖息之地．这个科幻情节中有反冲运动的原理．现实中的下列运动，属于反冲运动的有(　　) A．汽车的运动　　　　 B．直升机的运动 C．火箭的运动 D．反击式水轮机的运动 解析：CD　[汽车的运动利用了汽车的牵引力，不属于反冲运动，故A错误；直升机的运动利用了空气的反作用力，不属于反冲运动，故B错误；火箭的运动是利用喷气的方式获得动力的，属于反冲运动，故C正确；反击式水轮机的运动利用了水的反冲作用而获得动力，属于反冲运动，故D正确．] 对反冲运动的理解 ◆[探究导引] 取一只药瓶或一个一端有孔的蛋壳，在其盖上钻一小孔(瓶盖与瓶子需密封)，再取一块厚泡沫塑料，参照图做成船的样子，并在船上挖一凹坑，以容纳盛酒精的容器(可用金属瓶盖)．用两段铁丝，弯成环状以套住瓶的两端，并将铁丝的端头分别插入船中． 将一棉球放入容器中，并倒入少量酒精，在瓶中装入半瓶开水．将船放入水中，点燃酒精棉球后一会儿产生水蒸气，当水蒸气从药瓶盖的孔中喷出时，小船便能勇往直前了．小船向前运动体现了什么物理原理？ 提示：反冲原理． ◆[探究归纳] 1．反冲运动的特点 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动． (2)在反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理． (3)在反冲运动中，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． 2．反冲运动的应用与防止 (1)利用有益的反冲运动 反击式水轮机是使水从转轮的叶片中流出，使转轮由于反冲而旋转，从而带动发电机发电；喷气式飞机和火箭都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度． (2)避免有害的反冲运动 射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性等． 3．处理反冲运动应注意的问题 (1)速度的方向 对于原来静止的整体，抛出部分与剩余部分的运动方向必然相反．在列动量守恒方程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的速度应取负值． (2)相对速度问题 在反冲运动中，有时遇到的速度是两物体的相对速度．此类问题中应先将相对速度转换成对地的速度后，再列动量守恒定律方程． (3)变质量问题 如在火箭的运动过程