1.6反冲现象 火箭 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦反冲现象及火箭推进原理，通过宇航员太空移动、章鱼游动视频导入，引导学生结合牛顿第三定律和动量守恒分析原理，衔接动量守恒定律，搭建从生活实例到物理规律的学习支架。 其亮点在于融合科学探究（设计简易反冲实验验证动量守恒）、科学思维（推导火箭速度公式、建构人船模型），结合我国航天成就渗透科学态度与责任。通过章鱼喷水例题、火箭速度影响因素分析等实例，采用问题驱动与模型建构教学，帮助学生深化物理观念，教师可高效开展教学。

6.反冲现象 火箭 第一章 动量守恒定律 人教版选择性必修第一册 导入新课 导入新课 思考：你知道在刚才的视频中宇航员在太空中怎样移动的吗？ 宇航员将宇航服的喷气装置打开，通过宇航服上的喷气孔将气体高速喷出，使身体很快地运动。宇航员能够调整自己的喷气孔的方向，这样可以使得身体向任意方向前进。类似的还有章鱼在水中游动 你认为宇航员或者章鱼运动时应用了什么物理原理吗？如何解释呢？ 动量：章鱼静止在水里，运动内力远大于外力，动量守恒，水往左运动，章鱼往右运动。 力学：水往左喷出，章鱼给水往左的力，再由牛顿第三定律，水给章鱼往右的力。 学习目标 物理观念 通过分析反冲现象的实例，正确认识反冲的特点。 科学思维 能够运用动量守恒定律解释火箭推进的基本原理，理解喷气速度与火箭速度变化之间的关系。 科学探究 设计并观察简易反冲实验，收集数据验证动量守恒在反冲过程中的体现。 科学态度 与责任 感受反冲现象在航天等领域的广泛应用，增加对现代科技发展的感受，认识我国航天事业的伟大成就。 重点难点 重点 1.反冲现象的物理本质及其动量守恒的定量分析； 2.火箭推进原理的动量守恒解释。 难点 1.建立火箭变质量系统的理想模型并推导速度增量公式。 1. 反冲现象 2. 火箭 3. 课堂总结 4. 练习与应用 学习内容 第6节 反冲现象 火箭 一、反冲现象 第6节 反冲现象 火箭 一、反冲现象 1.反冲：一个静止的物体，在内力的作用下，分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫反冲。 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，遵循动量守恒定律或在某一方向上动量守恒。 气球是如何实现反冲的，在反冲运动中，能量如何转化? 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。 一、反冲现象 3.规律： （2）动量角度: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。 （3）能量角度: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。 （1）动力学角度:相互作用的两部分物体内力远大于作用在任意一部分上的其他外力，可近似认为任意一部分物体合外力近似等于内力，由于内力很大，任意部分加速很快。 一、反冲现象 讨论反冲运动应注意的两个问题： (1)速度的方向性：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. (2)速度的相对性：反冲问题中，若已知相互作用的两物体的相对速度，将各速度转换成相对同一参考系的速度（一般取相对地面），再列动量守恒方程. 作用前：P = 0 作用后: P' = m1 v 1+ m2 v2 则根据动量守恒定律有： P' = P 即 m1v1 + m2v2 = 0 故有：v2 = − ( m1 / m2 ) v1 负号就表示作用后的两部分运动方向相反 一、反冲现象 4. 反冲现象的应用及防止 （1）反冲现象的应用 灌溉喷水器 礼花燃放 海上冲水 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。 一、反冲现象 （2）反冲现象的防止 大炮止退犁 步枪射击 枪身的反冲会影响射击的准确性，用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。 炮车的履带表面有较深的突起抓地钩型设计是为了增大摩擦力，止退犁和两个液压缓冲器，都是为了在火炮连射时起到“止退”的作用，提高命中精度而精心设计的。 一、反冲现象 例1.章鱼遇到危险时可将吸入体内的水在极短时间内向后喷出，由此获得一个反冲速度，从而迅速向前逃窜完成自救。假设有一只章鱼吸满水后的总质量为M，且静止悬浮在水中，其一次喷射出质量为m的水，喷射出的水的速度大小为，章鱼体表光滑，则以下说法正确的是（　　） A．章鱼的反冲推力来源于喷出的水对它的反作用力 B．喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统动量不守恒 C．喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒 D．章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 AD 二、火箭 第6节 反冲现象 火箭 二、火箭 现代的火箭 我国宋代就发明了火箭，火箭上扎一个火药筒，火药筒的前端是封闭的，火药点燃后火箭由于反冲向前运动。 现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喷出，火箭就向前飞。 古代火箭（模 型） 二、火箭 M-m V0 正方向 V=？ m 例题：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，燃料燃尽后火箭的速度V为多大？ 解： 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，由动量守恒得： 二、火箭 喷气速度 质量比 火箭起飞前的质量 燃料燃尽后的火箭壳质量 质量比：火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比。 1.火箭的速度：设火箭在时间内喷射燃气的质量为，速度为，喷气后火箭的质量为m，获得的速度为v，由动量守恒定律：，得。 二、火箭 2.火箭飞行速度的决定因素：火箭获得速度取决于燃气喷出速度及燃气质量与火箭本身质量之比两个因素，使用多级火箭。 注意：火箭的级数不是越多越好。级数越多，构造越复杂，工作的可靠性和安全性就越差，一般多级火箭都是三级火箭。 现代火箭的喷气速度在2000—4000m/s 温馨提示：(1)火箭在运动过程中，随着燃料的燃烧，火箭本身的质量不断减小，故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。 (2)明确两部分物体初、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要设法予以调整，一般情况要转换成对地的速度。 (3)列方程时要注意初、末状态动量的方向。 二、火箭 3.人船模型 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？ S2 S1 【分析】由系统动量守恒： m v1 = M v2 m v1 t = M v2 t m s人 = M s船 ---------- ① s人 + s船 = L ----------② 结论:人船对地位移为将二者相对位移按质量反比分配关系 二、火箭 解决“人船模型”问题的步骤 1.解前画出人、船位移草图 2.运动情况：人走、船行；人停船停；人加速船加速；人减速船减速。 3.原理：动量守恒定律 4.人船速度关系：0=mv1-Mv2. 则v1/v2=M/m,任意时刻速度与质量成反比。 5.人船位移关系：mx1-Mx2=0, 则。 x1+x2=L L----船的长度 则：x1=, x2= v1 v2 x1 x2 L M m 二、火箭 例2.(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度(　　) A．使喷出的气体速度更大 B．使喷出的气体温度更高 C．使喷出的气体质量更大 D．使喷出的气体密度更小 AC 二、火箭 H S H 例3.载人的气球原来静止在离地面高为h的空中，气球质量为M，质量为m的人要沿气球上的绳梯安全着地，如图所示，则绳梯长度至少为多长？ 解：以人和气球为系统，在人沿绳梯着地的过程中动量守恒 绳的总长为： mv1＝Mv2 三、课堂总结 第6节 反冲现象 火箭 三、课堂总结 反冲运动 火箭 反冲运动 静止或运动的物体分离出一部分物体 ，使另一部分向相反方向运动的现象叫反冲运动。 反冲运动中一般遵循动量守恒定律 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 火箭 飞行的原理---利用反冲运动 决定火箭最终飞行速度的因素 喷气速度 质量比 人船模型 四、练习与应用 第6节 反冲现象 火箭 四、练习与应用 1.关于反冲运动的说法中，正确的是（  ） A．抛出物m1的质量要小于剩下质量m2才能获得反冲 B．若抛出质量m1大于剩下的质量m2，则m2的反冲力大于m1所受的力 C．反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用 D．对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律 D 四、练习与应用 2.如图所示，自动火炮连同炮弹的总质量为M，炮管水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶，发射一枚质量为m的炮弹后，自动火炮的速度变为v2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v0为(　　) B 四、练习与应用 3.总质量为M的火箭以速度v0飞行，质量为m的燃料相对于火箭以速度u向后喷出，则火箭的速度大小为(　　) A．v0＋mu/M B．v0－mu/M C．v0＋(v0＋u) m/(M-m) D．v0＋mu/(M-m) A 四、练习与应用 4．一枚火箭搭载着卫星以速率 v0 进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（　 　） A． B． C． D． D Lavf58.29.100 A. B. C. D. $