第1章 第6节 反冲现象 火箭（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

第6节　反冲现象　火箭 核心素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 通过学习了解反冲运动及反冲运动在生活中的应用。 通过实例分析，能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题。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。 探究反冲现象。 知道反冲运动及火箭的飞行原理，体验将所学知识应用到实际生活当中的乐趣。 [对应学生用书P27] 知识点一 反冲现象 1．反冲❶ 一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动的现象。 2．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。 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。(　　√　　) 3．一切反冲现象都是有益的。(　　×　　) 知识点二 火箭 1．原理：喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理。它们都靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。 2．影响火箭获得速度大小的因素 一是火箭喷出燃气的速度，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量的比值。喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。 1．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。(　　×　　) 2．在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行。(　　√　　) 3．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。(　　√　　) 批注❶：反冲运动的基本原理是动量守恒定律。 实例分析：假如在月球上建一飞机场，为什么配置喷气式飞机而不是螺旋桨飞机呢？ 提示：喷气式飞机利用反冲运动原理，可以在真空中飞行；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。 实例分析：两位同学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m时，有一位同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于2 m，跳到岸上绝对没有问题。于是她纵身一跳，结果却掉到了水里(如图所示)，请问她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？ 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。因此她向前跳起的瞬间，船会向后运动。 [对应学生用书P28] 探究点一　反冲运动的理解与应用　(科学思维之提升) ►情境探究 乌贼游泳的速度非常快，与一般的鱼靠鳍游泳不同，它是靠肚皮上的漏斗管喷水的反作用力飞速前进，其喷射能力就像火箭发射一样，它可以使乌贼从深海中跃起，跳出水面高达7米到10米。 (1)上述现象的原理是什么？请概括一下这种现象的原理。 提示：反冲运动；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将向相反的方向运动，这就是反冲运动。 (2)在上述乌贼的这类运动中，系统的合外力一般不为零，却可认为系统动量是守恒的，为什么？ 提示：在反冲运动中内力远大于外力，外力的冲量可以忽略不计，所以可认为反冲运动中系统的动量是守恒的。 ►探究归纳 1．反冲运动的实质、特点及其遵循的规律 (1)实质：物体间作用力与反作用力产生的效果。 (2)特点： ①系统不受外力或所受外力的矢量和为0。 ②内力远大于外力。 ③系统在某一方向上不受外力或在该方向上所受外力的矢量和为0。 (3)反冲运动遵循动量守恒定律。 2．反冲运动的注意事项 (1)速度的反向性：原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的速度方向一定与抛出部分相反。 (2)速度的相对性：一般指对地速度。 (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来进行研究。 3．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，枪身发生反冲向后运动，这就会影响射击准确性，因此射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。 ►对点例练 (2022·江西南昌八一中学高一期末)一只质量为2.8公斤的章鱼吸入0.2 kg的水，静止在水中，遇到危险时，它在极短的时间内把吸入的水向后完全喷出，以2.5 m/s的速度向前逃窜。求该章鱼喷出的水的速度大小。 答案：35 m/s 解析：根据动量守恒定律得 m1v1＝m2v2 解得 v2＝ 代入数据 v2＝ m/s＝35 m/s。 [练1] 如图所示，自动火炮连同炮弹的总质量为M，当炮管水平，火炮车在水平