1.6 反冲现象　火箭（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修1（人教版）

第6节　反冲现象　火箭 新课程标准 学业质量目标 1.通过学习了解反冲运动和反冲运动在生活中的应用。 2.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.了解反冲运动的概念，知道反冲运动的原理。(物理观念) 2.能够应用反冲原理分析实际生活中的相关问题。(科学思维) 3.通过学习和课外阅读，知道火箭的飞行原理，了解我国航天技术的发展。(科学态度与责任) 授课提示：对应学生用书第24页 [知识梳理] 一、反冲现象 1．定义：大炮发射炮弹后，炮身的后退运动叫作反冲。 2．特点 (1)系统内力很大，外力可忽略。 (2)反冲运动中，通常可以用动量守恒定律来处理。 3．反冲现象的应用及防止 (1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转。 (2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。 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。 [自主评价] 1．判断正误 (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燃料燃烧释放的化学能。(√) 2．情景思考 (1)用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管会怎么运动？ 提示：细管会向前飞出。因为细管会从细口迅速喷出气流的反冲作用而获得很大的速度。 (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。 授课提示：对应学生用书第25页 要点一　对反冲运动的理解 　在生活中常见到这样的情形：吹饱的气球松手后喷出气体，同时向相反方向飞去；乌贼向后喷出水后，它的身体却能向前运动，结合这些事例，体会反冲运动的概念，并思考以下问题： 　 (1)反冲运动的物体受力有什么特点？ 提示：物体的不同部分受相反的作用力，在内力作用下向相反方向运动。 (2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？ 提示：反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，所以系统的动量守恒；反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的机械能增加。 1．反冲运动的三个特点 (1)物体的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，所以可以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。 2．讨论反冲运动应注意的三个问题 (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，则另一部分运动方向应为负方向。 (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，再应用动量守恒定律列方程。 (3)变质量问题 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为研究过程进行研究。 　反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，蒸汽将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动。如果小车运动前的总质量M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg。 (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度； (2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)? [思路点拨]　(1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零。 (2)小车和橡皮塞组成的系统在水平方向动量守恒。 [解析]　(1)以橡皮塞运动的方向为正方向，根据动量守恒定律有 mv＋(M－m)v′＝0 v′＝－×2.9 m/s＝－0.1 m/s v＝－ 负号表示小车的运动方向与橡皮塞运动的方向相反。 (2)以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向，有 mvcos 60°＋(M－m)v″＝0 v″＝－ m/s＝－0.05 m/s＝－ 负号表示小车的运