第一章 第六节 反冲现象 火箭-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

第六节 反冲现象　火箭 课标要求 核心素养 1．结合生产生活的实际例子理解什么是反冲运动。 2．知道火箭的发射是利用了反冲运动现象 1．物理观念：反冲运动的定义和火箭工作原理。 2．科学思维：明确反冲运动问题的处理方法，并能解决有关反冲运动的问题。 3．科学探究：演示反冲实验，认识反冲运动特点 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 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，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。反冲运动中，有其他形式的能转化为机械能，系统机械能增加。 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。 4．反冲现象的应用及防止 (1)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲现象使水从喷口喷出时，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。 3．现代火箭的主要用途 利用火箭作为运载工具，如发射探测仪器、常规弹头、核弹头、人造卫星和宇宙飞船等。 【概念辨析·试身手】 (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。(√) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 反冲运动的理解和应用 【要点培优】 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．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 在反冲运动中常遇到变质量物体的运动，此时应注意研究对象质量的变化。 [思考·探究] 仔细观察下列三幅图片。 探究：(1)如图甲所示，吹大的气球松开开口后如何运动？如图乙、丙所示，章鱼、乌贼在水中是怎样游泳的？ (2)气球、章鱼、乌贼运动时的受力特点是什么？ (3)气球、章鱼、乌贼运动时应用了什么物理原理？ 提示：(1)气球松开开口后，向喷气的相反方向运动；章鱼、乌贼先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体很快地运动。 (2)气球及其喷出的气体，章鱼、乌贼及其喷出的水，在内力作用下向相反方向运动，且相互作用的内力远大于外力或在某一方向上内为远大于外力。 (3)反冲原理。 【应用培优】 [例1] 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，求小车的反冲速度(小车一直在水平方向运动)。 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′＝－v＝－×2.9 m/s＝－0.1 m/s 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 mv cos 60°＋(M－m)v″＝0 v″＝－＝－ m/s＝－0.05 m/s 负号表示小车的运动方向与橡皮塞运动的水平分运动的方向相反。 答案：(1)0.1 m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反 (2)0.05 m/s，方向与橡皮塞运动的水平分运动的方向相反 [训练] 1.某学习小组在探究反冲现象时，将质量为m1的一个小液化气瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动