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与火箭原理，通过灌溉喷水器提问导入，结合气球喷气实验引导学生观察现象，从生活实例（冲天炮、乌贼游泳）归纳反冲特征，逐步讲解原理、公式及应用，构建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过气球实验让学生直观感知反冲，结合动量守恒定律培养物理观念与科学思维，融入我国古代与现代火箭成就增强科学态度与责任。丰富实例（水上滑行、多级火箭）与问题链设计，助力学生深化理解，也为教师提供清晰教学流程与实践素材。

人教版（2019）选择性必修一教学课件 第六节 反冲现象 火箭 第一章 动量守恒定律 目录 contents 01.导入与素养目标 03.新课讲解 02.课堂练习 04.课堂小结 Part One 导入与素养目标 >>> >>> 1 新课导入 同学们见过灌溉喷水器吗？灌溉喷水器主要用于浇水。同学们知道灌溉喷水器的工作原理吗？ 1 素养目标 物理观念 认识反冲运动，理解反冲运动遵循动量守恒定律，知道反冲运动的特点。 了解火箭的工作原理，知道多级火箭的作用，区分反冲现象的利用与防范。 科学思维 能选取合适系统，运用动量守恒分析反冲类问题，注意速度的参考系。 建立变质量运动模型，会辨析反冲、碰撞、爆炸的异同点。 1 素养目标 科学探究 通过气球喷气小实验，观察反冲运动现象，归纳反冲运动特点。 结合实例分析，探究反冲过程系统动量与能量的变化规律。 科学态度与责任 了解我国古代与现代火箭发展成就，增强民族科技自信。 体会反冲原理在航天、生活、军事当中的实际应用价值。 Part Two 新课讲解 >>> >>> 2 新课讲解 一、反冲现象 节日里，小朋友燃放“冲天炮”，火药燃烧后产生的气体向下冲，导致冲天炮蹿上广袤的天空。 当枪发射子弹时，枪身会同时向后运动，持枪者会感觉到“后坐力”。 2 新课讲解 乌贼头下有一个漏斗，肌肉收缩时把外套膜中的水从漏斗中向后喷出，从而使自己向前游去。 可以想象，在远离星体的太空中，有一艘飞船。如果船舱中的人向后加速扔出一些物品，在这个过程中飞船会向前加速运动。 2 新课讲解 3.反冲运动过程中，系统的动量有什么变化？ 反冲过程中一般都满足内力远大于外力，所以动量是守恒的 这些现象都是在内力作用下分裂为两部分，而且两部分分别向相反方向运动 1.小朋友燃放冲天炮、枪发射子弹、乌贼游泳、飞船飞行…这些现象都满足什么共同特征呢？ 2.我们把具有这种特征的现象叫什么？ 我们将这种现象称之为—反冲 思考以下问题： 2 新课讲解 1.反冲现象:系统在内力作用下，当一部分向某一方向运动时，剩余部分沿相反方向运动的现象。 2.反冲原理 反冲运动的基本原理是动量守恒定律，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得同样大小的动量． 3.公式 若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的形式变为0＝m1v1＋m2v2，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率与质量成反比． 2 新课讲解 （1）物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。 （2）反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为变力，且作用力大，一般都满足内力>>外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理。 （3）反冲中，由于有其他形式的能转化为动能，所以系统的总动能增加。 4.特点 2 新课讲解 二、反冲的应用 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。 ①灌溉喷水 2 新课讲解 水上滑行能让你在水底潜行，并向海豚一般跃出水面，激起层层浪花，它动作如钢铁侠一般带劲!通过喷射装置产生的巨大推动力，可以产生100马力，并将上升高度提升至接近10米甚至更高，让你领略高于一切的海岸新视角! ②水上滑行 2 新课讲解 中国新型履带式自行榴弹炮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。 ③大炮止退犁 2 新课讲解 把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。 现象：通过实验发现，气球口朝下，气球往上飞，气球口朝上，气球往下飞。 思考：如何解释刚才的现象呢？ 2 新课讲解 气球向一个方向喷气时，就会受到一个相反方向的力，而向相反方向运动，这是反冲现象。 思考：气球喷气会受到一个相反方向力的作用向相反方向运动，如果喷出的不是气，而是液体像水，会怎样呢？ 把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。 2 新课讲解 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。 现代的火箭 2 新课讲解 2 新课讲解 三、火箭 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。 1.古代火箭 古代的火箭（模 型） 2 新课讲解 2. 现代火箭 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。 2 新课讲解 现代火箭结构 思考：火箭最终获得速度由什么决定呢？ 2 新课讲解 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。 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． 2 新课讲解 多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担．目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求．而且级数越多，结构越复杂，并难以控制。 2 新课讲解 由于受重力的影响，单级火箭达不到发射人造地球卫星所需要的7.9 km/s，实际火箭为多级。 多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度。目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求。 1.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。 2．现代火箭的喷气速度在2000—4000m/s 2 新课讲解 火箭类问题的三点提醒 (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。 2 新课讲解 4.分析火箭问题的基本思路 Part Three 课堂练习 >>> >>> 课堂练习 3 1.如图所示，在一个开阔、表面平坦的倾斜雪坡上，一个小孩靠推一棵树获得大小为v0的水平初速度，雪坡与小孩之间的动摩擦因数为μ,不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化，设雪坡足够大，则经过足够长时间，小孩( ) A.可能一直做曲线运动 B.可能与初速度方向保持小于90°的角度做加速直线运动 C.若匀速运动，最终速度的表达式里一定包含μ D.若没有停下则最终速度方向一定与初速度垂直 课堂练习 3 1.答案：D 解析：ABD，小孩所受的摩擦力方向与速度方向相反，将小孩的速度和所受的摩擦力都沿着水平方向和斜面向下(或向上)方向做正交分解，则小孩在水平方向上做减速运动；如果小孩所受的重力沿斜面的分力大于等于摩擦力，则当水平分速度减小到零时，小孩就只有沿着斜面向下的速度，即开始沿着斜面向下做匀速或加速直线运动，所以只要没有停下来，则不可能一直做曲线运动，其最终速度方向一定与初速度方向垂直，故AB错误、D正确； C.若匀速运动，则μ=tanθ,即最终速度表达式里可以没有μ,故C错误 课堂练习 3 2.一辆总质量为M(含人和沙包)的雪橇在水平光滑冰面上以速度v匀速行驶。雪橇上的人每次以相同的速度3v(对地速度)向行驶的正前方水平抛出一个质量为m的沙包，设沙包落地后水平方向速度不变。抛出第一个沙包后，车速减为原来的 。下列说法正确的是( ) A.每次抛出沙包前后，人的动量守恒 B.雪橇有可能与抛出的沙包发生碰撞 C.总质量M与沙包的质量m满足M:m=12:1 D.抛出第四个沙包后雪橇会后退 课堂练习 3 2.答案：D 解析：每次抛出沙包前后，雪橇和抛出的沙包总动量守恒，故A错误；抛出沙包后，雪橇的速度不会超过v,不可能再与抛出的沙包发生碰撞，故B错误；规定雪橇的初速度方向为正方向，对抛出第一个沙包前后，根据动量守恒定律有 ,解得M=11m,故C错误；设抛出第四个沙包后雪橇速度为v1,由全过程动量守恒得, ，将M=11m代入得 ,故D正确。 课堂练习 3 3.在发射地球卫星时需要运载火箭多次点火，以提高最终的发射速度某次地球近地卫星发射的过程中，火箭喷气发动机每次喷出质量m=800g的气体，气体离开发动机时的对地速度v=1000m/s,假设火箭(含燃料在内)的总质量M=600kg,发动机每秒喷气20次，忽略地球引力的影响，则( ) A.地球卫星要能成功发射，速度大小至少达到11.2 km/s B.火箭第三次喷出气体后的速度大小约为4 m/s C.要使火箭能成功发射至少要喷气500次 D.要使火箭能成功发射至少要持续喷气15s 课堂练习 3 3.答案：B 解析：第一宇宙速度(7.9 km/s)是卫星发射的最小速度，地球卫星要能成功发射，速度大小至少达到7.9km/s,故A错误；设喷出三次气体后火箭的速度为v₃,以火箭和喷出的气体为研究对象，以竖直向上为正方向，由动量守恒定律得(M-3m)v₃-3mv=0,解得v₃≈4m/s,故B正确；要使火箭成功发射，设喷气n次后达到第一宇宙速度，即vn=7.9km/s,以火箭和喷出的n次气体为研究对象，以竖直向上为正方向，由动量守恒定律得(M-nm)vn—nmv=0,代入数据角解得n=666,持续喷气的时间为 ，故C D错误 Part Four 课堂小结 >>> >>> 课堂小结 4 反冲运动与火箭 （1）反冲运动 ①反冲现象是指一个静止的物体在内力作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动的现象.在反冲现象里，系统的动量是守恒的. ②反冲现象的应用：喷气式飞机、火箭. （2）爆炸类问题 爆炸类问题可用动量守恒定律来求解.在爆炸过程中，有其他形式的能转化为动能，系统的动能在爆炸后会增加；在碰撞过程中，系统的总动能不可能增加，一般会有所减少. 感谢观看 Thanks Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $