第1章 6 反冲现象 火箭-【精彩三年】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固PPT课件（人教版2019）

6　反冲现象　火箭 第一章　动量守恒定律 目录 CONTENTS 教材整体初识 构建与探源 命题整体感知 尝试与研析 01 02 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．知道火箭的发射利用了反冲现象。 2．了解反冲运动及反冲运动的典型事例。 3．了解火箭的飞行原理及决定火箭最终速度大小的因素 物理观念：理解反冲现象的概念 能够应用动量守恒定律分析反冲运动问题 教材整体初识 构建与探源 01 1．定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向________的方向运动的现象。 2．规律：在反冲现象中，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，所以两部分组成的系统动量守恒或在某一方向动量守恒。 3．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，一边喷水一边________。 (2)防止：用步枪射击时，枪身的________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。 知识点一　反冲现象 相反 旋转 反冲 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)一个静止的物体反冲时，物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。(　　) (2)物体之间的相互作用属于反冲现象。(　　) (3)在反冲现象中，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。(　　) (4)乒乓球碰到墙壁后弹回，不属于反冲运动。　(　　) 知识点一　反冲现象 √ × √ √ (5)船员划桨使船前进，不属于反冲运动。(　　) (6)发射炮弹后炮身后退，不属于反冲运动。(　　) (7)战斗机在紧急情况下抛出副油箱以提高机身的灵活性，是利用了反冲现象。(　　) 知识点一　反冲现象 √ × × 2．思考题：游泳时，人用手往后划水，获得向前的推力，属于反冲现象吗？ 答案：不属于反冲现象。人与水不是一个整体，故人游泳前进不是利用反冲现象。 知识点一　反冲现象 1．工作原理：火箭的飞行应用了________的原理，它靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。 2．决定火箭增加的速度Δv的因素 (1)火箭喷出的燃气相对喷气前火箭的速度。 (2)火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比。 知识点二　火箭 反冲 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)火箭喷气属于反冲类问题。(　　) (2)喷气式飞机的飞行应用了反冲的原理。(　　) (3)反冲类问题遵循动量守恒定律。(　　) 知识点二　火箭 √ √ √ 2．思考题：运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭为什么向上加速运动？ 答案：火箭的工作原理是利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管喷出时对火箭产生向上的推力，使火箭向上加速运动。 知识点二　火箭 命题整体感知 尝试与研析 02 类型一　反冲运动的理解和应用 例1 [2023·诸暨中学检测] 乌贼在水中运动的方式是十分奇特的，它不用鳍也不用手足，而是靠自身的漏斗喷射海水推动身体运动，在无脊椎动物中游泳最快，速度可达15 m/s，逃命时更可以达到40 m/s，被称为“水中火箭”。一只悬浮在水中的乌贼，当外套膜吸满水后，它的总质量为4 kg，遇到危险逃命时，通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出，从而迅速逃窜，喷射出的水的质量为0.8 kg，则喷射出水的速度为(　　) A．200 m/s B．160 m/s C．75 m/s D．60 m/s B 类型一　反冲运动的理解和应用 活学活用 某种弹射器的结构如图所示，总质量为M，其中弹丸的质量为m，弹射器中的弹簧处于压缩状态，系统静止在光滑水平面上。放开弹簧，弹丸以速度v(相对地面)向左飞出。下列说法正确的是(　　) A．底座将以大小为v的速度后退 C 活学活用 类型二　火箭发射类问题 分析火箭发射类问题应注意的问题： (1)明确两部分初、末状态的速度的参考系是否为同一参考系，如果不是同一参考系，则要设法予以调整，一般情况要转换成对地的速度。 (2)列方程时要注意初、末状态动量的方向。 类型二　火箭发射类问题 例2 2023年10月26日11时13分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心腾空而起。如果长征二号F遥十七运载火箭(包括载人飞船、航天员和燃料)的总质量为M，竖直向上由静止开始加速，每次向下喷出质量为m的燃气，燃气被喷出时相对地面的速度大小均为v，则第5次喷出燃气的瞬间，运载火箭的速度大小为(忽略重力的影响)(　　) A 类型二　火箭发射类问题 活学活用 已知火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的对地喷射速度为v0，那么燃料燃尽后火箭的速度v为多大？决定火箭最大飞行速度的因素有哪些？ 活学活用 答案：见解析 类型三　人船模型问题 例3 如图所示，质量m＝60 kg的人站在质量M＝240 kg的车的一端，车长L＝3 m，人和车均相对于水平地面静止，车与地面间的摩擦可以忽略不计。在人由车的一端走到另一端的过程中(　　) A．人对车的冲量大小大于车对人的冲量大小 B．车后退0.5 m C．即使人与车之间存在摩擦力，人与车组成的系统在水平方向仍然动量守恒 D．人的速率最大时，车的速率最小 C 类型三　人船模型问题 活学活用 [2023·莱芜一中检测] “独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技。独竹漂高手们脚踩一根楠竹，漂行水上如履平地。如图甲所示，在平静的湖面上，一位女子脚踩竹竿抵达岸边，此时女子静立于竹竿A点，一位摄影爱好者使用连拍模式拍下了该女子在竹竿上行走过程的系列照片，并从中选取了两张进行对比，其简化图如下。经过测量发现，甲、乙两张照片中A、B两点的水平间距约为1 cm，乙图中竹竿右端距离河岸约为1.8 cm。照片的比例尺为1∶40。已知竹竿的质量约为25 kg，若不计水的阻力，则该女子的质量约为(　　) B 活学活用 A．41.5 kg B．45 kg C．47.5 kg D．50 kg 【解析】 人和竹竿组成的系统，可看成人船模型，所以m1x1＝m2x2，代入数据可得人的质量为m1＝1.8m2＝45 kg，故选B。 本课点睛(教师用书独有) 课后请完成高效作业9 反冲现象的特点 1．物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。 2．在反冲现象中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理。 3．在反冲现象中，由于有其他形式的能转化为动能，所以系统的总动能增加。 感谢聆听，再见！ 【解析】 乌贼逃命时的速度为v1＝40 m/s，设乌贼向前逃窜的方向为正方向，由系统动量守恒得(m－m0)v1－m0v2＝0，可得v2＝v1＝×40 m/s＝160 m/s，故选B。 B．底座将以大小为的速度后退 C．底座将以大小为的速度后退 D．底座将以大小为的速度后退 【解析】 系统在水平方向动量守恒，有mv＋(M－m)v′＝0，得v′＝－，选项C正确。 A． B． C．()5v D．()5v 【解析】 设第5次喷出燃气的瞬间运载火箭的速度为v1，此时运载火箭的质量为M－5m，忽略重力影响，运载火箭喷气过程中，系统动量守恒，则(M－5m)v1－5mv＝0，解得v1＝，故选A。 【解析】 在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。设火箭的速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv－(M－m)v0＝0 解得v＝v0＝v0 由上式分析知，决定火箭最大飞行速度的因素有火箭起飞前的总质量M与燃料燃尽后箭体的质量m之比，燃气的对地喷射速度v0。 【解析】 人对车的作用力与车对人的作用力是一对相互作用力，它们大小相等、方向相反、作用时间相等，所以一对相互作用力的冲量大小相等、方向相反，故A错误；设车后退的距离为x，则人的位移大小为L－x，人与车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv人－Mv车＝0，则m－M＝0，代入数据得x＝0.6 m，故B错误；人与车间的摩擦力属于系统内力，人与车组成的系统在水平方向所受合力为0，人与车组成的系统在水平方向动量守恒，故C正确；人与车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mv人－Mv车＝0，m、M一定，所以人的速率最大时，车的速率最大，故D错误。 $$