1.6 反冲现象 火箭-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二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）

6.反冲现象　火箭 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.反冲运动 2.火箭的工作原理 1.知道反冲现象，能用动量守恒定律解释反冲现象 2.知道火箭的原理和主要用途 3.了解我国航天技术的发展 通过对生产生活中的现象的分析，了解反冲现象，理解反冲运动和火箭的原理，培养学生建立物理观念，提高科学思维的能力 知识点一　反冲现象 1．图甲所示，把气球吹起来，用手捏住气球的通气口，突然松开后让气体喷出，气球会怎样运动？ 2．图乙所示，章鱼是靠喷水使自己运动的，当水从章鱼的体内喷出后，章鱼会向什么方向运动？ 学生用书↓第28页 3．以上两个现象属于什么现象？ 提示：1.气球会沿着喷出气体的反方向飞出。 2．章鱼会沿着喷水的反方向运动。 3．以上两种现象属于反冲现象。 1.反冲现象：一个物体内力远大于外力时，在内力的作用下分成两部分，一部分向某个方向运动，另一部分向相反方向运动的现象。 2．反冲现象的应用与防止 (1)应用实例：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转等。 (2)防止实例：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，以减少反冲的影响等。 【判断正误】 1．反冲运动是物体间的作用力与反作用力相互产生的效果。(√) 2．只有系统所受合外力为零的反冲运动才能应用动量守恒定律分析。(×) 3．在实际中反冲现象一定是不利的。(×) 1．反冲现象的特点 (1)物体的两个不同部分在内力作用下向相反方向运动。 (2)反冲现象中，相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力，所以可以用动量守恒定律或在某一方向上应用动量守恒定律来处理。 2．处理反冲现象问题的“两点注意” (1)速度的矢量性：若系统原来静止，抛出部分具有速度时，剩余部分的速度必然相反，可任意规定某一部分的速度方向为正方向，另一部分的速度要取负值。 (2)速度的相对性：反冲运动中，若已知条件是物体间的相对速度，应将相对速度转化为绝对速度(一般为对地速度)。 在水平铁轨上放置一门质量为M的炮车(不含炮弹)，发射的炮弹质量为m，设铁轨和炮车间摩擦不计，则： (1)炮筒水平时，发射炮弹的速度为v0，炮车的反冲速度为多大？ (2)炮筒与水平方向成θ角时，发射炮弹的速度大小为v0，炮车的反冲速度为多大？ (3)炮筒与水平方向成θ角时，炮弹射出炮口时相对于炮口的速度大小为v0，炮车的反冲速度为多大？ 题眼点拨 　(1)看到“炮筒与水平方向成θ角”，想到“炮车和炮弹系统在水平方向上的动量守恒”。 (2)看到“炮筒与水平方向成θ角时，炮弹射出炮口时相对于炮口的速度大小为v0”，想到“炮弹相对于地面的水平速度应该等于v0cos θ减去炮车的反冲速度”。 解析：(1)炮筒水平时，炮车和炮弹系统的动量守恒，则有0＝mv0＋M(－v1)，解得v1＝。 (2)炮筒与水平方向成θ角时，炮车和炮弹系统在水平方向上的动量守恒，则有0＝mv0cos θ＋M(－v2)，解得v2＝。 (3)炮筒与水平方向成θ角时，炮弹相对于炮口的速度大小为v0时，设炮车的反冲速度为v3，则炮弹相对于地面的水平速度为v0cos θ－v3。 由于炮车和炮弹系统在水平方向上的动量守恒，则有0＝m(v0cos θ－v3)＋M(－v3)， 解得v3＝。 答案：(1)　(2)　(3) 学生用书↓第29页 针对练1.如图所示，船静止在平静的水面上，船前舱有一抽水机把前舱的水均匀地抽往后舱，不计水的阻力，下列说法正确的是( ) A．若前、后舱是分开的，则前舱将向后运动 B．若前、后舱是分开的，则前舱将向前运动 C．若前、后舱不分开，则船将向后运动 D．若前、后舱不分开，则船不运动 B　[若前、后舱分开，不计水的阻力，则系统在水平方向动量守恒，系统总动量保持为零，抽水机把前舱的水均匀地抽往后舱，水的速度向后，因此水的动量向后，则前舱向前运动，故A错误，B正确；若不分开，虽然抽水的过程属于船与水的内力作用，但水的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程，船将向前运动，故C、D错误。故选B。] 针对练2.2021年11月7日，“神舟十三号”航天员翟志刚、王亚平在航天员叶光富在舱内配合支持下圆满完成了出舱任务。在出舱活动中，假设翟志刚连同出舱装备共100 kg，在离飞船30 m的位置与飞船处于相对静止状态，为返回飞船，宇航服中的高压气源一次性喷出一定质量的速度为40 m/s的气体，5分钟后宇航员翟志刚返回飞船，则喷出气体的质量为( ) A．0.15 kg B．0.25 kg C．0.35 kg D．0.5 kg B　[以飞船为参考系，根据动量守恒定律得0＝(m－m′)v－m′v′，宇航员返回飞船有x＝vt，联