高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 反冲现象 火箭课堂教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 反冲现象 火箭课堂教学ppt课件，共35页。PPT课件主要包含了动量守恒，对反冲现象的理解，答案C，答案D，答案1m，答案AD，答案B，答案A等内容，欢迎下载使用。

一、反冲现象1．填一填(1)概念：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，两部分分别向_____方向运动的现象。(2)特点①物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。②反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用__________定律来处理。(3)应用与防止①应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边____。
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。2．判一判(1)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。( )(2)只有系统合外力为零的反冲运动才能应用动量守恒定律来分析。( )(3)一切反冲现象都是有益的。( )
3．想一想草坪灌溉用的自动旋转喷水器原理图如图所示，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管自动旋转，大大增加了喷水的面积，请说明原理。提示：当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，水给弯管一个反作用力，弯管在这个反作用力下实现自动旋转。
2．判一判(1)火箭应用了反冲的原理。( )(2)火箭在向后喷气的过程中，火箭的总质量在不断减小，火箭向前运动的速度在不断增大。( )(3)火箭点火后向下喷出高速高压气体，离开地面火箭向上加速，是地面对火箭的反作用力作用的结果。( )
3．选一选运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是 (　 )A．燃料燃烧推动空气，空气的反作用力推动火箭B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭解析：由于反冲运动的作用，火箭燃料燃烧产生的气体给火箭一个反作用力使火箭加速运动，这个反作用力并不是空气给的，选项B正确。答案：B
[学透用活]1．反冲运动的三个特点(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。(2)反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，所以可以用动量守恒定律来处理。(3)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加。
2．讨论反冲运动应注意的问题(1)速度的方向性：对于原来静止的整体，当被抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然相反。在列动量守恒方程时，理论上可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的这一部分的速度就要取负值。(2)速度的相对性：反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度，但是动量守恒定律中要求速度是对同一参考系的速度(通常为对地的速度)。因此应先将相对速度转换成对地的速度，再列动量守恒定律方程。
[典例1]　反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，蒸汽将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动。如果小车运动前的总质量M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg。(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度；(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60° 角，小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?
[规律方法](1)反冲是系统内的不同部分在强大内力作用下向相反方向运动的现象。(2)反冲运动实际上是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。(3)反冲过程中动量守恒、系统机械能不守恒。　　　
[对点练清]1．[多选]下列属于反冲运动的是 (　　)A．喷气式飞机的运动　B．直升机的运动C．火箭的运动 D．反击式水轮机的运动解析：选项A、C、D中，三者都是自身的一部分向一方向运动，而剩余部分向反方向运动，而直升机是靠外界空气的反作用力作为动力，所以A、C、D对，B错。答案：ACD
2．如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块的运动(　　) A．一定沿v0的方向飞去　B．一定沿v0的反方向飞去C．可能做自由落体运动 D．以上说法都不对
3.如图所示是一门旧式大炮，炮车和炮弹的质量分别是M和m，炮筒与地面的夹角为α，炮弹射出出口时相对于地面的速度为v0。不计炮车与地面的摩擦，求炮车向后反冲的速度的大小。
对火箭原理的理解和应用
[典例2]　2023年2月23日晚，由中国运载火箭技术研究院研制的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，将中星26号卫星顺利送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设一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。(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度为多大？(2)运动第1 s末，火箭的速度为多大？
[答案]　(1)2 m/s　(2)13.5 m/s
[易错警示]火箭发射问题的三点提醒(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．将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(　　)A．30 kg·m/s　　　　　B．5.7×102 kg·m/sC．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s解析：燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050 kg×600 m/s＝30 kg·m/s，选项A正确。答案：A　
[学透用活]1．“人船模型”问题的特征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。在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。这样的问题归为“人船模型”问题。2．运动特点两个物体的运动特点是“人”走“船”行，“人”停“船”停。3．处理“人船模型”问题的两个关键(1)处理思路：利用动量守恒，先确定两物体的速度关系，再确定两物体通过的位移的关系。
反冲运动中的“人船模型”
[规律方法]“人船模型”的推广应用(1)对于原来静止，相互作用过程中动量守恒的两个物体组成的系统，无论沿什么方向运动，“人船模型”均可应用。(2)原来静止的系统在某一个方向上动量守恒，运动过程中，在该方向上速度方向相反，也可应用处理人船模型问题的思路来处理。　　　
[对点练清]1．(多选)质量为m的人在质量为M的小车上从左端走到右端，如图所示，当车与地面摩擦不计时，那么(　 )A．人在车上行走，若人相对车突然停止，则车也突然停止B．人在车上行走的平均速度越大，则车在地面上移动的距离也越大C．人在车上行走的平均速度越小，则车在地面上移动的距离就越大D．不管人以什么样的平均速度行走，车在地面上移动的距离相同
2．如图所示，一个质量为m1＝50 kg的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m2＝20 kg，长绳的下端刚好和地面接触，初始静止时人离地面的高度为h＝5 m。如果这个人开始沿长绳向下滑动，当他滑到长绳下端时，他离地面高度约为(可以把人看成质点)(　　)A．5 m B．3.6 mC．2.6 m D．8 m
一、不用燃料的“水火箭”(科学探究)[选自鲁科版教材“迷你实验室”]如图所示，剪下一塑料瓶的瓶口部分，粘在另一塑料瓶的瓶底，做成“水火箭”头，在靠近“水火箭”尾部处粘上定向尾翼。取大小合适的橡皮塞，在其中心装上气门芯。在瓶中装入大半瓶水后，用橡皮塞塞紧瓶口。“水火箭”就做好了。把“水火箭”放在发射架上，用打气筒通过气门芯向瓶内打气。当瓶内空气达到一定压强时，水将橡皮塞冲开并向下高速喷出，由于反冲作用，“水火箭”便会冲向天空。
(1)“水火箭”是利用什么原理将瓶推向高空的？(2)要想使“水火箭”升得更高些，应从哪些方面考虑？提示：(1)利用水的反冲作用将瓶推向高空。(2)瓶子的质量和形状、瓶中水的多少、瓶塞与瓶口的摩擦及瓶塞插入瓶口的深度等。
二、典题好题发掘，练典题做一当十两人站在静止于水面、质量为M的小船上，当他们从船尾沿相同的方向水平跳出后，船获得一定的速度。设两人的质量均为m，跳出时相对于地面的速度均为v，若忽略水的阻力，请比较两人同时跳出和两人依次跳出两种情况下，小船所获得的速度大小。