高中物理 第十六章 第五节 反冲运动 火箭学案 新人教版选修3-5

高中物理 第十六章 第五节 反冲运动 火箭学案 新人教版选修3-5

第十六章 动量守恒定律 ‎ ‎5反冲运动 火箭 ‎【学习目标】‎ ‎1、了解什么是反冲运动和反冲运动在生产、生活中的运用 ‎2、理解反冲运动遵循的规律,熟练掌握应用动量守恒定律的注意点 ‎3、知道火箭的飞行原理和主要用途,了解我国航天技术的发展 ‎【重点难点】‎ ‎1.理解反冲运动的原理.‎ ‎2.通过对日常生活中反冲现象的了解，增强应用所学知识解决实际问题的能力．‎ ‎3.通过分析具体事例，体会反冲现象中动量在某一方向守恒的思路方法．‎ ‎【课前预习】‎ 一、反冲 ‎1．反冲现象 根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在______的作用下分裂为两个部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必然向______方向运动的现象．‎ ‎2．特点 ‎(1)物体的不同部分在______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，通常可以用动量守恒定律来处理．‎ ‎(3)反冲运动中，由于有__________能转变为______能，所以系统的总动能______．‎ ‎3．反冲现象的防止与应用 ‎(1)防止：用枪射击时枪身反冲向后运动要用枪身抵在肩部；大炮射击时为了减小反冲的影响，可增大炮身的阻力．‎ ‎(2)应用：反击式水轮发电机、喷气式飞机、火箭、宇航员在太空行走．‎ 二、火箭 ‎1．工作原理：利用______运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出时，使火箭获得巨大速度．‎ ‎2．影响火箭获得速度大小的因素 ‎(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为‎2000 m/s～‎4000 m/s.‎ ‎(2)质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比．喷气速度______，质量比______，火箭获得的速度越大 ‎【预习检测】‎ ‎1．一质量为‎40kg的人，以‎4 m/s的水平速度跳到一只停在岸边的船上，船的质量为‎160kg，不计水的阻力，那么船离岸而去的速度是___________m/s。‎ ‎2．在水平桌面上有两辆小车，质量分别是‎0.5kg和‎0.2kg，这两辆小车分别靠在一根被压缩的弹簧的两端。当放松弹簧时，两辆小车在弹力作用下分开。如果较重的小车以‎0.8m/s的速度向前运动，较轻的小车的速度大小为_________m/s。‎ ‎16－5－2‎ ‎3．如图16－5－2所示，一只静止在平静的水面上的小船，船分前后两舱，前舱有一台抽水机，不计船受到的阻力，且不讨论刚开始抽水和刚停止抽水时的情况，则抽水机从前舱把水抽往后舱时，船的运动情况是_____________________（填写向哪个方向运动，是匀速运动，还是变速运动。以下同）。如果前后两舱互相连通，抽水时船的运动情况是________，如果抽水机把水抽到船尾以外，抽水时，船的运动情况_____________________。‎ ‎4．下列运动属于反冲运动的有 ( )‎ A．乒乓球碰到墙壁后弹回 　　　　 B．发射炮弹后炮身后退 ‎ C．喷气式飞机喷气飞行 　　　　 D．船员划桨使船前进 ‎ ‎【参考答案】‎ 课前预习：一、1、内力，相反；2、内力，其它形式的，动能，增加。二、1、反冲；2、越大，越小 预习检测: 1、0.8 2、2 3、向前变速运动，且当前舱的水抽完时，船又静止；静止；先向前变速运动，当前舱的水抽完后，船向前匀速运动 4、BC ‎▲堂中互动▲‎ ‎【典题探究】‎ ‎【例1】有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨左右)．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知他自身的质量为m，则渔船的质量为多少？‎ ‎【解析】如图16－5－1所示，设该同学在时间t内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间内的平均动量大小相等，即 m＝M，‎ 又x人＝L－d，得M＝.‎ ‎【答案】 ‎【例2】在太空中有一枚质量为M、相对于太空站相对静止的火箭，突然喷出质量为m的气体，喷出的速度为v0(相对于太空站)，紧接着再喷出质量也为m的另一部分气体，此后火箭获得的速度为v(相对太空站)，求火箭第二次喷射的气体的速度多大(相对于太空站)?‎ ‎【解析】规定v0的方向为正，则：‎ 第一次喷气后：0＝mv0－(M－m)v1，‎ 所以v1＝，v1与正方向相反 第二次喷气后：－(M－m)v1＝mv2－(M－2m)v，‎ 所以v2＝(－2)v－v0.‎ ‎【答案】(－2)v－v0‎