内容正文:
6 反冲现象 火箭
【定标—核心素养】
关键能力与核心素养
考情揭秘
直击能力
定标素养
基本考查点
动量守恒定律的应用;反冲现象中的“人船模型”;对火箭工作原理的定性理解和简单定量计算.
1. 通过实验认识反冲运动,能举出反冲运动的实例.
2. 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.
3. 掌握“人船模型”的特点,并能用动量守恒定律分析、解决相关问题.
4. 能用动量守恒定律解决“爆炸问题”.
5. 进一步理解动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律的内容及其含义.
1.理解反冲现象的本质,掌握反冲运动中动量守恒的应用条件与表达式.
2.通过分析反冲现象的实例,培养从具体到抽象、从现象到本质的归纳推理能力.
3.运用理想化模型(如忽略外力)处理实际问题,提升建模能力和逻辑演绎水平.
4.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.
5.感受反冲现象在航天、交通等领域的广泛应用,增强对我国现代科技发展的认同感.
重点及难点
理解并应用动量守恒定律解决反冲问题;掌握“人船模型”及位移的计算;变质量问题(火箭瞬时速度的深度分析);多过程、多对象问题的综合分析.
题型及难度
选择题和综合计算题为主,难度中等
【本课时主要内容】
反冲现象
火箭
人船模型:两个物体组成的系统原来处于 状态,在系统中物体发生相对运动过程中, 或某一方向上
【答案】内力 相反的方向 大 反冲 反冲 静止 系统动量守恒 动量守恒
探究1 反冲现象
【典例1】步枪的质量为4.1 kg,子弹的质量为9.6 g,子弹从枪口飞出时的速度(相对地面)为865 m/s,则步枪的反冲速度大小约为 ( )
A. 2 m/s B. 1 m/s C. 3 m/s D. 4 m/s
【必备知识】反冲现象的概念和规律,动量守恒定律.
【关键能力】
【答案】A
【解题思路】
【对标训练1】章鱼是一种温带软体动物,生活在水中.一只悬浮在水中的章鱼,在外套膜吸满水后,它的总质量为M,突然发现后方有一只海鳗,章鱼迅速将体内的水通过短漏斗状的体管在极短时间内向后喷出,喷射的水力强劲,从而迅速向前逃窜.若喷射出的水的质量为m,喷射速度为v0,则下列说法正确的是 ( )
A. 章鱼喷水的过程中,章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒
B. 章鱼喷水的过程中,章鱼和喷出的水组成的系统动量增加
C. 章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 v0
D. 章鱼喷水的过程中受到的冲量为
【答案】C
【解题思路】
【易错提醒】解题时先规定正方向,由动量守恒定律列式.
探究2 火箭
【典例2】将静置在地面上质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体.忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是 ( )
A. v0 B. v0 C. v0 D. v0
【必备知识】反冲现象原理.
【关键能力】
【答案】D
【解题思路】
【对标训练2】世界上第一个想利用火箭飞行的人是明朝的士大夫万户.他把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝,设想利用火箭的推力,飞上天空,然后利用风筝平稳着陆.假设万户及所携设备[火箭(含燃料)、椅子、风筝等]总质量为M,点燃火箭后在极短的时间内,质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出.忽略此过程中空气阻力的影响,重力加速度为g,则( )
A. 火箭的推力来源于燃气对它的反作用力
B. 在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为
C. 喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D. 在火箭喷气过程中,万户及所携设备机械能守恒
【答案】A
【解题思路】
【易错提醒】动量守恒、机械能不守恒.
探究3 人船模型
【典例3】如图所示,一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上,斜面体质量为M,高度为h,今有一质量为m的小物体,沿光滑斜面下滑,当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时,斜面体在水平面上移动的距离是( )
典例3
A. B.
C. D.
【必备知识】人船模型,动量守恒.
【关键能力】
【答案】C
【解题思路】
【对标训练3】光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面体A,斜面体质量为M、底边长为L,如图所示.将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端,此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN,则下列说法正确的是( )
对标训练3
A. FN=mgcos α
B. 滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcos α
C. 滑块B下滑的过程中A、B组成的系统动量不守恒
D. 此过程中斜面体向左滑动的距离为 L
【答案】C
【解题思路】
【易错提醒】注意系统动量守恒与系统某方向动量守恒的区别.
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