1.6 反冲现象 火箭 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第6节 反冲现象 火箭 新人教版 选择性必修一 第一章 动量守恒定律 水母喷出水时，水母获得一个反方向的速度 水管喷出水时，水管获得一个反方向的速度 一、反冲现象 3 它们先把水吸入体腔，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。章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体向任意方向前进。 力学角度：水往左喷出，章鱼给水往左的力，由于牛三，水给章鱼往右的力 动量角度：章鱼静止在水里，动量守恒，水往左运动，章鱼往右运动 反冲 思考：你知道章鱼、乌贼怎样游水吗？ 一、反冲 2.反冲特点： （1）不同部分在内力作用下向相反方向运动 （2）内力≫外力，动量守恒 （3）系统动能增加 3.反冲原理： 1.定义：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向相反方向运动的现象。 5 实际生产、生活中应用反冲现象的例子也很多...... 1.定义：喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们都靠喷出的气流的反冲作用而获得巨大的速度。 二、火箭 假设火箭在地球表面由静止起飞时，在极短的时间内喷出燃气的质量为△m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度大小为u，喷出燃气后火箭的质量为m，计算火箭在喷气一次后增加的速度 △v？ 以火箭为参考系：喷气前火箭的总动量为零 二、火箭 火箭要发射升空的话，它发射的速度都是比较大的，这个速度是要达到7.9km、s以上，那么怎么才能提高火箭的速度呢,下面我们就通过一个简单的情景来分析一下 发射前的总动量为： 发射后的总动量 为： 系统由动量守恒得： 0 mΔv -Δmu 0= mΔv -Δmu 在火箭向后喷气的极短时间内，内力>>外力，可近似认为动量守恒，设喷出燃气后火箭增加的速度为Δv，火箭的速度方向为正方向： Δm m 正方向 燃气速度u 卫星发射最小速度为7.9km/s，为如何能提升火箭的发射速度，解决卫星发射问题？ 上式子表明，火箭喷出的燃气的速度为u越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度v就越大。 1.增加质量比： Δm/m一般小于10，火箭强度有限 系统水平方向动量守恒 坦克静止在光滑的平直轨道上，坦克的质量M（不含子弹），发射子弹的质量为m，当与水平方向成θ角发射子弹时，求坦克相对于地面的速度为v’。 mv0cos θ+Mv’=0 例题 （1）炮车和炮弹组成的系统动量守恒吗？ 二、模型介绍 1、情景思考 两位同学在公园里划船,当小船离码头大约1.5 m左右时,有一位同学心想:自己在体育课上立定跳远的成绩从未低过2 m,跳到岸上绝对没有问题,于是她纵身一跃,结果却掉在水里,她为什么不能如她想的那样跳上岸呢? 这位同学与船组成的系统在不考虑水阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳出前后遵循动量守恒定律．她在跳出瞬间，船要向后运动，使该同学对地速度减小，跳出的距离变小． 二、人船模型 2、动画演示 1.模型情景：长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各为多少？ x船 x人 一、人船模型 2.模型总结： (1).条件: 1.两个物体作用前均静止 2.某一方向动量守恒 (3).结论: 对地位移与质量成反比 (2).方法: 时刻有：mv1 = Mv2 则 mv1∆t = Mv2∆t 全程有：m x 人= M x 船 ; x人 + x船 = L x船= ；x人= 5、模型变式 C 变式1.(多选)如图,将一质量、半径为的光滑半圆形槽A静置于光滑水平面上,今让一质量为小球B自左侧槽口从静止开始落下,则以下结论中正确的是（      ） A．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽构成的系统动量守恒 B．小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽构成的系统机械能守恒 C．小球到达最低点时，小球的速度大小是 D．小球到达右边最高点时，小球通过的水平位移是 E．小球运动到最低点时对槽的压力为的速率等于 F．半圆形槽向左运动的最大距离为 BDF 三、例题分析 6、如图所示，气球质量为100kg，下连一质量不计的长绳，质量为50kg的人抓住绳子与气球一起静止在20m高处，若此人要沿着绳子安全下滑着地，求绳子至少有多长？ 答案：30m 解：人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度为v1,气球速度为v2运动时间为t，以人和气球组成的系统为研究对象，取向下为正方向，则： 由动量守恒得： m1v1-m2v2=0 解得： L=s气球+s人=30m 三、例题分析 4、如图所示，在光滑的水平面上放有一物体M，物体M上有一光滑的