1.6反冲现象 火箭 课件-2026-2027学年高二物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件围绕反冲现象、火箭原理及人船模型展开，通过章鱼游水、火箭升空等生活实例提问导入，从现象到原理搭建学习支架，衔接动量守恒定律的应用，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于结合国产大飞机C919、单兵飞行器等实例，渗透科学态度与责任，通过反冲原理推导、人船模型建构培养科学思维，练习设计含易错辨析和高考真题强化物理观念。学生能联系实际加深理解，教师可直接使用系统资料提升教学效率。

选择性必修一 6.反冲现象 火箭 第一章 动量守恒定律 授课教师：YANG 1 新课引入 思考：你知道章鱼、乌贼怎样游水吗？ 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。 你认为火箭升空、章鱼游水时应用了什么物理原理吗？ 反冲 新课引入 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． 2.特点： ①物体间相互作用突然发生，时间短，作用强。 ②系统所受外力一般不为零，但远远小于内力。 3.原理： 遵循动量守恒定律 P' = P 即 0=m1v1 + m2v2 故有： 负号就表示作用后的两部分运动方向相反 一、反冲现象—概念(P24) 作用原理 动量守恒 机械能增加 反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产生的效果 反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力，所以反冲运动遵循动量守恒定律 反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能增加 一、反冲现象—小结 灌溉喷水器是利用反冲原理设计的一种自动灌溉装置，转动方向与水的喷射方向相反,水的前进导致管的后退，弯管就旋转起来。 灌溉喷水器 一、反冲现象—应用 2017年5月5日，中国第一架国产大型喷气式客机C919顺利完成它的首次飞行。C919是商飞公司按照国际标准研发、制造的大型喷气式民用飞机，最多可以乘坐190人（C919得名的原因之一）。2023年5月28日，国产大飞机C919迎来商业首飞。 喷气式飞机 一、反冲现象—应用 据伯努利定理——“流体速度越快，其静压值越小 据报道，中国航天科技集团研发出一款单兵飞行滑板车，标志着我国在单兵飞行器领域已经处于世界领先地。 “泰！裤！辣！” 一、反冲现象—应用 炮弹发射 大炮止退犁 射击时，子弹向前飞去，由于反冲。枪身会往后退，因此肩膀会感到痛。 一、反冲现象—防止 （1）反冲运动可以用动量守恒定律来处理。 （　√　） （2）一切反冲现象都是有益的。 （　×　） （3）章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理。 （　√　） √ × √ 一、反冲现象—练习 （2026•甘肃酒泉期末）乌贼靠自身的漏斗状体管喷射海水 推动身体运动，被称为“水中火箭”。如图所示，一只悬浮在 水中的乌贼，当外套膜吸满水后，它的总质量为2.5 kg，遇到危 险时，通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出， 从而以35 m/s的速度迅速逃窜，喷出水的质量为0.5 kg，则喷出 的水的速度大小为（　C　） C A． 80 m/s B． 120 m/s C． 140 m/s D． 200 m/s 一、反冲现象—练习 解析：由题意可知，乌贼逃命时的速度达到v1=35 m/s，则乌贼和喷出的水 组成的系统动量守恒，设乌贼喷射出的水的速度为v2，取乌贼逃窜的方向 为正方向，由动量守恒定律可得（m－m0）v1－m0v2=0，解得 v2=v1=×35 m/s=140 m/s，故选C。 一、反冲现象—练习 如图所示，装有炮弹的火炮总质量为M，炮弹的质量为m，炮弹射出 炮口时对地速率为v，若炮管与水平地面的夹角为θ，水平面光滑，忽略火 药燃烧损耗的质量，则火炮后退的速度大小为（　A　） A． B． C． D． A 一、反冲现象—练习 解析：炮弹离开炮口时，炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可 忽略不计，则系统在水平方向动量守恒，取炮车后退的方向为正，对炮弹 和炮车组成系统，根据水平方向动量守恒，有（M－m）v′－mvcos θ=0， 可得炮车后退的速度大小为v′=，故选A。 一、反冲现象—练习 方法技巧 　　若系统受到的合外力不为零，系统的动量不守恒，但若在某一方向上 所受合外力为零，则系统在这一方向上动量守恒，表达式为m1v1x＋ m2v2x=m1v1x′＋m2v2x′（以水平方向动量守恒为例）。 一、反冲现象—练习 　下列各图中，不属于反冲现象的是（　　） √ 一、反冲现象—练习 解析： 墨鱼在遇到危险时瞬间向与运动相反的方向喷出墨汁，使自 己瞬间获得一个较大的速度，这是利用了反冲原理，故A不符合题意； 马拉车，马对车做功，马和车一起向着相同的方向运动，不属于反冲 现象，故B符合题意；手枪在射击后，枪身向后运动，这是反冲原理， 故C不符合题意；“窜天猴”被点燃后，火药的燃烧使内部气体迅速膨 胀后向下喷出，使自身瞬间获得一个向上的较大的速度，这是反冲原 理，故D不符合题意。 一、反冲现象—练习 我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。 二、火箭—古代火箭 现代火箭较古代火箭结构复杂得多，现代火箭主要由壳体和燃料组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。 火箭发射过程 飞船和火箭为什么能离开地球，升上天空？ 二、火箭—现代火箭 火箭的工作原理：火箭应用了反冲的原理。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？ Δm m 正方向 燃气速度u 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 二、火箭—原理分析 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 【思考】影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢？ 1.燃气喷射的速度 2.火箭的质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。 【问题】卫星发射最小速度为7.9km/s，如何能提升火箭的发射速度，解决卫星发射问题？ 二、火箭—原理分析 要提高喷气速度，需要使用高质量的燃料： 液氢——燃料 液氧——氧化剂 1. 如何提高喷气速度？ 2. 如何提高质量比？ 飞船主要结构： 第二级火箭 第一级火箭 火箭发射过程： 第一级火箭点燃 燃尽，空壳脱落 下一级火箭点燃 二、火箭—原理分析 （1）火箭点火后离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作 用的结果。 （　×　） （2）火箭获得的速度仅与喷气的速度有关。 （　×　） × × 二、火箭—练习 角度1　火箭的工作原理 下列关于火箭的描述正确的是（　A　） A． 增加单位时间内燃气喷射量可以增大火箭的推力 B． 气体喷出的过程中，火箭和气体组成的系统机械能守恒 C． 火箭是靠喷出气流与空气间的作用而获得巨大速度的 D． 当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时，火箭就不再加速 A 二、火箭—练习 解析：设在Δt时间内喷射燃气的质量为Δm，则由动量定理有FΔt=Δmv，可 得F=v，即增加单位时间内燃气喷射量，根据牛顿第三定律可知可以 增大火箭的推力，选项A正确；气体喷出的过程中，燃料燃烧放出能量， 可知火箭和气体组成的系统机械能增加，选项B错误；燃料燃烧时火箭向 下喷气，喷出的气体的反作用力推动火箭升空，即火箭靠喷出气流的反冲 作用而获得巨大速度，故C错误；当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面 为零时，燃气相对火箭仍有速度，仍可使得火箭加速，故D错误。 二、火箭—练习 角度2　火箭工作原理的应用 2025年12月9日11时41分，我国在酒泉卫星发射中心使 用长征四号乙运载火箭，成功将遥感四十七号卫星发射升 空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。假 设火箭喷气发动机每次喷出m=200 g的气体，气体喷出时的 速度v=1 000 m/s。设火箭质量M=300 kg，发动机每秒钟喷 气20次。（计算结果均保留3位有效数字） （1）当第三次喷出气体后，火箭的速度约为多少？ 答案： 2.00 m/s　 二、火箭—练习 解析： 喷出气体的运动方向与火箭的运动方向相反，为反冲现象， 气体和火箭组成的系统动量守恒。 设第一次气体喷出后火箭速度为v1，有（M－m）v1－mv=0，所以v1= 设第二次气体喷出后火箭速度为v2，有（M－2m）v2－mv=（M－m）v1 所以v2= 设第三次气体喷出后火箭速度为v3， 有（M－3m）v3－mv=（M－2m）v2 所以v3== m/s≈2.00 m/s。 二、火箭—练习 （2）运动第1 s末，火箭的速度约为多少？ 答案： 13.5 m/s 解析： 由上面推导可知，第n次气体喷出后，火箭速度为vn，有（M －nm）vn－mv=［M－（n－1）m］vn－1 所以vn= 因为每秒喷气20次，所以1 s末火箭速度为v20== m/s≈13.5 m/s。 二、火箭—练习 男生向右，船向左 女生向左，船向右 如何悄无声息的测出女生的体重？ 三、人船模型—引入 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 问题情景：静止在水面上的小船长为L，质量为M，在船的最右端站有一质量为m的人，不计水的阻力，当人从最右端走到最左端的过程中，小船移动的距离是多大？ S船 S人 【分析】由系统动量守衡： m v1 = M v2 m v1 t = M v2 t m s人 = M s船 ---------- ① s人 + s船 = L ----------② 三、人船模型—分析 1. “人船模型”的特点 （1）两个物体相互作用前均静止，相互作用后向相反的方向运动。 （2）系统所受外力矢量和为零（或者在某一方向上的外力矢量和为 零），系统的动量守恒（或者在某一方向上的动量守恒）。 （3）两个物体的运动特点：“人”走“船”行、“人”快“船”快、 “人”慢“船”慢、“人”停“船”停。 三、人船模型—特点 2. “人船模型”的结论 （1）两个物体的动量守恒：m1v1－m2v2=0； （2）两个物体的位移大小与质量成反比：m1x1=m2x2。 注意：上式中的x1、x2必须是相对于同一参考系的位移大小。 三、人船模型—小结 （2026•江苏宿迁月考）如图所示，有一质量M=6 kg、边长为0.4 m的 正方体木块，静止于光滑水平面上，木块内部有一从顶面贯通至底面的通 道，一个质量为m=2 kg的小球由静止开始从通道的左端运动到右端，在该 过程中木块的位移为（　B　） A． 0.05 m B． 0.10 m C． 0.15 m D． 0.5 m B 解析：小球由静止开始从如图所示通道的左端运动到右端过程中，小球与 木块组成的系统水平方向动量守恒，则由“人船模型”规律有Mx1=mx2， 根据题意x1＋x2=0.4，联立解得该过程中木块的位移为x1=0.10 m，故选B。 三、人船模型—练习 　“独竹漂”是一项独特的黔北民间绝技。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，其简化图如图所示。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1.6 cm。 女子在照片上身高约为1.6 cm。已知竹竿的质量约为30 kg，若不计水的阻 力，则该女子的质量约为（　　） A． 45 kg B． 48 kg C． 50 kg D． 55 kg √ 三、人船模型—练习 解析： 　根据题意，设女子的质量为m，由动量守恒定律有mv=m竿v竿， 由于系统的水平动量一直为0，运动时间相等，设运动时间为t，则有 mvt=m竿v竿t，整理可得mx=m竿x竿，解得m== kg=48 kg，故选B。 三、人船模型—练习 　多级火箭的应用 如图所示，多级火箭由数级火箭组合而成，每一级都 装有发动机与燃料，从尾部最初一级开始，每级火箭燃料 用完后自动脱落，同时下一级火箭发动机开始工作，使火 箭继续加速前进。理论上火箭的速度可以提至很高，但是 实际应用中一般不会超过四级，因为级数太多时，连接机 构和控制机构的质量会增加很多，工作的可靠性也会降低。 三、人船模型—练习 用火箭发射人造卫星，发射过程中最后一节火箭的燃料用完后，火箭 壳体和卫星一起以7.0×103 m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的 质量为500 kg，最后一节火箭壳体的质量为100 kg。某时刻火箭壳体与卫 星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为1.8×103 m/s。下列说法正确的是（　C　） C A． 分离后火箭壳体的速度大小为7.3×103 m/s B． 分离后火箭壳体的速度大小为3.3×104 m/s C． 分离过程中火箭壳体对卫星的冲量大小为1.5×105 N•s D． 分离前后卫星与火箭壳体的总动量变化量大小为1.5×105 kg•m/s 三、人船模型—练习 解析：设火箭壳体和卫星分离前一起绕地球做匀速圆周运动的速度为v，卫 星的质量为m1，火箭壳体的质量为m2，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线 方向的相对速度为Δv，分离后火箭壳体的速度大小为v′，根据题意可知， 分离前后卫星与火箭壳体组成的系统动量守恒，则分离前后卫星与火箭壳 体的总动量变化量大小为0，取分离前火箭壳体和卫星的速度方向为正方 向，根据动量守恒定律得（m1＋m2）v=m1（v′＋Δv）＋m2v′，解得 v′=5.5×103 m/s，则分离后卫星的速度为v卫=v′＋Δv=7.3×103 m/s，故A、 B、D错误。分离过程中，设火箭壳体对卫星的冲量大小为I，对卫星，由 动量定理有I=m1v卫－m1v=1.5×105 N•s，故C正确。 三、人船模型—练习 反冲运动 火箭 反冲运动 1．反冲现象的特点 ①物体的不同部分在内力作用下远离彼此； ②系统内力远大于外力，动量守恒； ③有其他形式的能转化成动能，系统总动能增加。 2． 应用：反击式水轮机、喷气式飞机 、火箭等 防止：射击时，用肩顶住枪身等 火箭 1．飞行的原理---利用反冲运动 2．决定火箭最终飞行速度的因素 喷气速度 质量比 人船模型及变式 课堂总结 Lavf58.29.100 Lavf58.20.100 $