1.3 动量守恒定律 第3课时 反冲现象（教学课件）物理沪科版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦反冲现象、火箭原理及人船模型，通过坦克射击、“起火”升空实例导入，引导学生观察反冲受力特点及动量、机械能变化，衔接动量守恒定律，搭建从现象到规律的学习支架。 其亮点在于结合典例分析（如反冲应用判断、火箭增速计算）和课堂练习（如人船模型位移问题），培养科学思维（模型建构、科学推理）与物理观念（动量守恒），采用问题驱动与实例探究，帮助学生深化理解，教师可高效组织教学提升课堂效果。

沪科版（2020）选择性必修 第一册 第3节 动量守恒定律 （第3课时 反冲现象） 第一章 动量 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 反冲运动中“系统内力远大于外力”与“动量守恒”的逻辑联系； 2. 火箭增速公式的推导及物理意义。 质量系统的守恒分析——同一时间间隔内“火箭＋喷出气体”才构成守恒系统。 反冲现象 01 教学内容 火箭 02 人船模型 03 课堂导入——观察与思考 思考与讨论： 坦克射击前，炮弹静止在炮筒中，它们的总动量为0。炮弹射出后以很大的速度向前运动，根据动量守恒定律，炮身必将向后运动。只是由于炮身的质量远大于炮弹的质量，所以炮身向后的速度很小。炮身的这种后退运动叫做反冲。 课堂导入——观察与思考 思考：点燃“起火”的药捻，“起火”向下喷出气体，同时“起火”飞向高空。结合该实例，回答下列问题： （1）反冲运动的物体受力有什么特点？ （2）反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？ 物体的不同部分受相反的作用力，在内力作用下向相反方向运动。 反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，所以系统的动量守恒；反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的机械能增加。 01 PART 01 第一部分 反冲现象 探究新知 6 探究新知——反冲现象 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：反冲运动中，相互作用力一般较____，满足_____________。 3．反冲运动的三大特点 （1）物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。 相反 大 动量守恒定律 （2）反冲运动中，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）反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的机械能增加。 探究新知——反冲现象 4．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使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转。 ②防止：用枪射击时，由于枪身的反冲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。 5．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，应先将相对速度转换成相对地面的速度，再列动量守恒方程。 探究新知——典例分析 【例1】（25-26高二上·江苏苏州·期中）下列现象中应用了反冲原理的是（　　） ①发射炮弹后炮身后退 ②园林的灌溉装置能一边喷水一边旋转 ③喷气式飞机和火箭的飞行 ④用力向后蹬地，人向前运动 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ A 　 探究新知——典例分析 【详解】反冲是指系统的一部分在内力的作用下向某一方向运动时，由于动量守恒，其余部分向相反的方向运动。①发射炮弹时，炮身因反冲作用向后运动，符合反冲原理；②园林的灌溉装置喷水时，灌溉装置因反冲作用向相反方向旋转，符合反冲原理；③喷气式飞机和火箭向后喷射高速气体，喷气式飞机和火箭因反冲作用向前运动，符合反冲原理；④用力向后蹬地，人获得向前的反作用力而向前运动，但这个反作用力并不是由于地面向相反方向运动而产生的，不符合反冲原理。故选A。 探究新知——典例分析 D 　 02 PART 02 第二部分 火箭 探究新知 13 探究新知——火箭 1．工作原理：喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。火箭喷气属于反冲类问题，是动量守恒定律的重要应用。 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。 探究新知——火箭 3．分析火箭类问题应注意的三个问题 (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转换，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。 探究新知——典例分析 A 　 探究新知——典例分析 探究新知——典例分析 C 　 02 PART 02 第三部分 人船模型 探究新知 20 探究新知——人船模型 1. “人船模型”问题：两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒。 2. 人船模型的特点 （1）两物体满足动量守恒定律： 。 （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、船位移比等于它们质量的反比，即 探究新知——人船模型 “人船模型”问题应注意以下两点 (1)适用条件 ①系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零； ②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向)。 (2)画草图：解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移。 探究新知——典例分析 C 　 探究新知——典例分析 探究新知——典例分析 B 　 探究新知——典例分析 课堂小结 课堂练习 C 　 课堂练习 课堂练习 C 　 课堂练习 课堂练习 BD 　 课堂练习 课堂练习 B 　 课堂练习 课堂练习 课堂练习 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 鼎力物理制作，盗版必究 谢谢聆听 【例2】（25-26高二上·江苏常州·阶段检测）一辆小车停在光滑的水平面上，一个士兵坐在小车上，他连同装备和小车的总质量为M，这个士兵用自动步枪沿水平方向连续射出子弹，每个子弹的质量为m，子弹离开枪口时，相对于步枪的速度大小为 ，当第三发子弹射出后，小车的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【例3】（25-26高三上·贵州·阶段检测）以速度大小 向上飞行的火箭在极短时间内向下喷出质量为 的气体，喷出气体相对喷气前火箭所处的惯性参考系的速度大小为 ，喷出气体后火箭的质量是 ，则火箭喷气后相对喷气前增加的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【例4】（24-25高二下·安徽芜湖·期末）某中学兴趣小组用塑料瓶、硬纸片等环保废旧材料制作“水火箭”。如图甲所示，瓶中装有质量为m的水，通过不断打气使瓶内空气压强达到一定程度时瞬间发射。发射时如图乙，竖直静置于地面总质量为M（含水）的水火箭，在极短的时间内将瓶中水以相对于地面v0的速度全部喷出。已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计。则（　　） A．水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒 B．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力 C．火箭获得的最大速度为 D．火箭上升的最大高度为 【例5】（25-26高一下·黑龙江佳木斯·期末）一质量为40 kg的独木舟停在风光秀丽的易水湖，独木舟长为2 m，一质量为60 kg的人从独木舟前端走到后端，不计水的阻力，则这过程中独木舟的位移大小是（      ） A．0.5 m B．1 m C．1.2 m D．1.5 m 【例6】（24-25高一下·四川成都·期末）如图，一质量为2m的容器Q静止在光滑水平面上，其内壁是半径为R的光滑半球面。在半球面水平直径的一端有一质量为m、可视为质点的滑块P沿容器Q的内壁由静止开始下滑，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（      ） A．在P下滑过程中，P、Q组成的系统动量守恒 B．P在最低点时，Q对P的支持力大小为4mg C．P在最低点时，其速度大小为 D．P由静止下滑到最低点过程中，Q的位移大小为 1．某人在一静止的小船上练习射击，人在船头，靶在船尾，船、人连同枪（不包括子弹）及靶的总质量为M，枪内有n颗子弹，每颗子弹的质量为m，枪口到靶的距离为L，子弹水平射出枪口时相对于地的速度为v0，在发射后一发子弹时，前一发子弹已射入靶中，水的阻力不计，在射完n颗子弹时，小船后退的距离为（      ） A． B． C． D． 2．（25-26高三下·山西太原·阶段检测）如图所示，光滑水平面上有一平板小车，小车的最左端固定一个体积可忽略的可斜向右上发射小球的装置，小车的最右端有一个木箱（长度忽略不计），小车、小球和木箱的总质量为11kg。初始时刻，小车连同车上的木箱均处于静止状态，现从发射装置以大小为 的初速度发射一个质量为1kg的小球，小球的出射方向与水平方向的夹角为 ，且小球恰好落入小车右端的木箱中，重力加速度 。则平板车的长度是（　　） A．2.40 m B．2.80 m C．2.64 m D．3.00 m 3．（2025·四川泸州·一模）（多选）某小组制作一辆带有配重的反冲小车，酒精灯燃烧一段时间后塞子喷出，小车在水平地面上运动了一段距离停下。下列操作能使小车在水平地面上运动距离变大的是（　　） A．增加小车配重的质量 B．减小小车配重的质量 C．减小塞子与试管的摩擦 D．减小小车与水平地面的阻力 4．（25-26高二上·湖南·期中）2025年4月24日，神舟二十号载人飞船通过长征系列运载火箭发射升空，并成功将航天员乘组送入中国空间站。长征系列运载火箭的成就，不仅是我国航天技术进步的体现，更是国家综合实力的象征。已知某时刻总质量为 （含燃料）的火箭以相对于地面为 的速度向上飞行，在极短的时间内向后喷出燃料气体的质量为 ，向后喷出的气体相对火箭喷气前的速度大小为 ，且 ，则喷气后火箭的速度为（　　） A． B． C． D． 5．渔船在靠岸时，不能驶入岸边宽度为d=0.5m的浅水区，渔民需要先将船上的绳套扔到岸上的固定立柱上，拴住船后再从船上跳到岸上。今天渔民忘记带绳套，在船未被拴住的情况下，渔民要从船上跳到岸上。船的质量M=100kg，渔民的质量m=50kg，渔船与岸上地面等高，不计水对船的阻力，重力加速度g取10m/s2。求： (1)渔民至少应以多大的速度从船上跳出，才能安全落在岸上， 以及跳出的速度与水平方向的夹角； (2)渔民至少需要做多少功，才能安全落在岸上。（结果均可用根号表示） $