1.6 反冲 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

这叫水上飞人表演，是由两个人协助完成，通过水上摩托艇的动力，将表演者推向空中十多米的高度，表演者还可以在空中完成很多高难度动作。 19 87654321点火。06 9时30分13秒。共93 1313.48度方面，酒泉城区转弯。酒泉光学。跟踪正常。 第一章 动量与动量守恒定律 Impulse-Momentum 知道火箭的原理，会对火箭喷气后各物理量的变化进行计算。 03 学习目标 知道反冲现象的原理，会应用动量守恒定律解决有关反冲现象的问题。 02 了解反冲的概念及反冲现象的防止和应用。 01 重点 重难点 反冲现象 01 水上飞人表演 发动机喷口向下喷水时，为什么人能够腾空而起？ 装置对喷出的水施加向下的力，由牛顿第三定律，喷出的水对人和装置一个向上的作用力。 公司logo 公司logo 情境导入 吹饱气松开的气球 (1)气球、“窜天猴”的运动方向与它们喷出气体的方向有什么关系？ 点燃飞出的“窜天猴” (2)促使气球和“窜天猴”运动的施力物体是什么？动力是什么？ 相反 施力物体：它们喷出的气体　 动力：对它们的反作用力 公司logo 公司logo 观察与思考 反冲现象 火箭、灌溉喷水器、反击式水轮机 反冲的作用 相互作用力一般较大，满足动量守恒定律。 反冲的规律 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，另一部分必然向相反的方向运动的现象。 反冲的定义 公司logo 公司logo 要点归纳 6 (1)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。 (　　) (2)反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子。(　　) (3)一切反冲现象都是有益的。(　　) (4)只有系统合外力为零时，反冲运动才能用动量守恒来解释。 (　　) √ √ × × 辨析 1.如图，反冲小车静止放在水平光滑玻璃板上，点燃酒精灯，水蒸气将橡皮塞水平喷出，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。(水蒸气质量忽略不计) (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) 答案　 (1) 0.1 m/s，方向与橡皮塞水平运动的方向相反 (2) 0.05 m/s，方向与橡皮塞水平分运动的方向相反 例题 (1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零。以橡皮塞水平运动的方向为正方向，根据动量守恒定律有 0=mv+(M-m)v1 v1=-v=-×2.9 m/s=-0.1 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞水平运动的方向相反，反冲速度大小是0.1 m/s。 (2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒。以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向， 有mv'cos 60°+(M-m)v1'=0 v1'=-=- m/s=-0.05 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反，反冲速度大小是0.05 m/s。 反冲运动应注意的两个问题 (1)速度的方向性 (2)速度的相对性 对于原来静止的整体，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向运动的另一部分的速度就要取负值。 反冲问题中，若已知相互作用的两物体的相对速度，先将各速度转换成相对同一参考系的速度(地面上物体一般指对地速度)，再列动量守恒方程求解。 公司logo 公司logo 总结提升 火箭的发射 02 火箭发射 公司logo 公司logo 情境导入 火箭的发射 设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v，试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v' 取火箭的速度方向为正方向 1.原理 反冲 所以v'=v =(-1)v 则由动量守恒定律得0=mv'-(M-m)v ， 公司logo 公司logo 要点归纳 3.提高火箭飞行速度的可行办法 2.影响火箭飞行最大速度的因素 喷气速度 质量比 提高向后喷气速度 提高质量比 使用多级火箭 v'= v = ( -1) v 2.(2024·苏州市吴江中学高二月考)一架总质量为m(含燃料)的飞船在太空背景中以速度v匀速航行，某时刻飞船在极短的时间内喷射出质量为Δm的燃烧气体，气体喷出后与飞机的相对速度大小为u，设飞船初始运动方向为正方向，则 A.气体对飞船的冲量小于飞船动量的变化 B.气体喷出后的运动方向可能与飞船运动方向相同 C.Δm和m的比值越大，飞船速度的增加量就越小 D.飞船喷出气体后速度可增加到 √ 例题 根据动量定理，气体对飞船的冲量等于飞船动量的变化，选项A错误； 当飞船的速度大于气体相对飞船的速度时，气体喷出后的运动方向与飞船运动方向相同，选项B正确； 设飞船的运动方向为正，由动量守恒mv=(m-Δm)v'-Δm(u-v')，可得v'=v+u，Δm和m的比值越大，飞船速度的增加量就越大，选项C、D错误。 一火箭喷气发动机每次喷出m=200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v=1 000 m/s。设火箭质量M=300 kg，发动机每秒喷气20次。 (1)当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？ (2)运动第1 s末，火箭的速度多大？ 答案　2 m/s 答案　 13.5 m/s 针对训练 (1)规定与v相反的方向为正方向 设喷出三次气体后，火箭的速度为v3，以火箭和三次喷出的气体为研究对象，根据动量守恒定律有(M-3m)v3-3mv=0，可得v3=≈2 m/s (2)发动机每秒喷气20次，以火箭和喷出的20次气体为研究对象， 根据动量守恒定律有(M-20m)v20-20mv=0，可得v20=≈13.5 m/s。 针对训练 (3)列方程时要注意初、末状态动量的方向。 分析火箭类问题应注意的三个问题 (2)明确两部分物体初、末状态速度的参考系是否为同一参考系。 若不是同一参考系要设法转换，一般情况要转换成对地的速度。 (1)火箭在运动过程中，随着燃烧质量不断减小。 在应用动量守恒定律时，必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象。（注意反冲前、后各物体质量的变化） 公司logo 公司logo 总结提升 “人船模型”问题 03 一质量为M的小船静止在水面上，站在船尾的质量为m的小孩， 从静止开始向左运动。不计水的阻力，求此过程中： (1)船向哪运动？当小孩速度为v时，船速多大； 答案　因为小孩与小船组成的系统动量守恒，当小孩向左运动时， 小船向右运动。设小孩的速度的方向为正方向，当小孩速度为v时， mv-Mv'=0，解得v'=。 答案　由人船系统始终动量守恒可知 m-M'=0，故当小孩的位移大小为x时， 如图所示，有m-M=0，解得x'=。 一质量为M的小船静止在水面上，站在船尾的质量为m的小孩， 从静止开始向左运动。不计水的阻力，求此过程中： (2)当小孩向左移动位移x时，船的位移多大； 答案　小孩与小船的位移大小与质量成反比，即=。 (4)船长为L，若小孩从船尾移动到船头，小孩的位移为多大。 答案　x+x'=L，解得x=L。 一质量为M的小船静止在水面上，站在船尾的质量为m的小孩， 从静止开始向左运动。不计水的阻力，求此过程中： (3)小孩和船的位移与两者质量有什么关系； 1.“人船”模型 若所受外力的矢量和为零，则动量守恒，有m1v1-m2v2=0 3.人和船的位移大小之比与它们的质量成反比 2.运动特点 人动船动，人停船停；人快船快，人慢船慢；人左船右 = ，人和船的位移大小满足x人+x船=L，L为船长 公司logo 公司logo 模型构建 3.(2024·南充市仪陇中学高二月考)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，均相对于水平地面静止，车与地面间的摩擦可以忽略不计，人由车的最左端走到最右端的过程中， 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 √ 例题 人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力的关系，它们大小相等、方向相反，作用时间相等，则两个作用力的冲量大小相等、方向相反，故A错误； 人与车之间的摩擦力属于系统内力，则人与车组成的系统在水平方向所受合外力为零，人与车组成的系统在水平方向动量守恒，故C正确； 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，由动量守恒定律有m人v人-M车v车=0，即m-M=0，代入数据解得x=0.6 m，故B错误； 人与车组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律有m人v人-M车v车=0，m、M一定，则人的速率最大时，车的速率最大，故D错误。 反冲 反冲现象 人船模型问题 规律：内力远大于外力，动量守恒 原理：反冲 影响火箭飞行最大速度的因素：喷气速度、质量比 提高火箭飞行速度的办法 人船模型 运动特点 位移质量关系： 火箭的发射 应用：火箭,灌溉喷水器,反击式水轮机 人船位移大小： x人+x船=L 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf57.83.100 $null