16.5反冲运动

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人教版高二物理选修3-5第十六章 16.5 反冲 19张ppt

反冲运动火箭
反冲运动
1、定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反方向运动。这个现象叫做反冲。
2、反冲运动的特点
a.一个物体在内力作用下分成两部分
b.两部分向相反方向运动 C.系统总动能增加
3、反冲运动：动量守恒
注意：（1）规定正方向（2）动量定理或者动量守恒表达式中的速度一
反冲运动--人船模型
平均动量守恒——人船模型
例1：如图所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人站在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人相对地面的位移各是多少？
m s1 M m L,
M s2 M m L
反冲运动--人船模型
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)。
第一次喷出气体后，火箭速度为v1，(M-m)v1-mv=0，第二次喷出气体后，火箭速度为v2，(M-2m)v2-mv=(M-m)v1，
第三次喷出气体后，火箭速度为v3，(M-3m)v3-mv=(M-2m)v2
以此类推，第n次喷出气体后，火箭速度为Vn，
因为每秒喷气20次，所以1s末火箭速度为：
例1、一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体,气体离开发动机喷出时,相对地面的速度大小v=1000m/s,设火箭质量M=300kg,发动机每秒喷气20次,则： (1)当第3次气体喷出后,火箭的速度多大? (2)运动第1秒末,火箭的速度多大?
火箭在飞行过程中抛掉空壳的过程遵循动量守恒，抛掉空壳可以减小火箭的质量，进而提高火箭最终获得的速度。

16.5 反冲运动火箭

正方向
v0
当堂检测
1、假定冰面是光滑的,某人站在冰冻河面的中
央,他想到达岸边,则可行的办法是(
A.步行 B.挥动双臂
)
C.在冰面上滚动
D.脱去外衣抛向岸的反方向
【解析】选D.因为冰面光滑,无法行走和滚动,
由动量守恒定律知,只有抛出物体获得反冲速度
才能到达岸边.
2、运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加
m A.v0 u M m C.v0 (v0 u) Mm m B.v0 u M m D.v 0 u Mm
)
【解析】选A.质量为M的火箭喷出质量为m的燃料后，
火箭(M-m)和燃料的对地速度大小分别为v1和v2，并且
u=v1+v2，由动量守恒列出方程：Mv0=(M-m)v1-m(u-v1)，
Mm
① ②
6、载人气球静止于高h的空中，气球的质量为M,人的质量为m，若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少为多长？
【解析】气球和人原来静止在空中，说明系统所受合外力为零，故系统在人下滑过程中动量守恒，人着地时绳梯至少应接触地面，设绳梯长为L，人沿绳梯滑至地面人的位移为x人，球的位移为x球，它们的位移状态图如图所示，由平均动量守恒有： 0=Mx球-mx人，又有x球+x人=L，x人=h，故
的反比．这样的问题归为“人船模型”问题．
2．处理“人船模型”问题的关键 (1)利用动量守恒，确定两物体速度关系，再确定两物体通过的位移的关系．由于动量守恒，所以任一时刻系统的总动量为零，动量守恒式可写成 m1v1＝m2v2 的形式(v1， v2 为两物体的瞬时速率)，表明任意时刻的瞬时速率都与各物体的质量成反比．所以全过程的平均速度也与质量成反比．进而可得两物体的 s1 m2 位移大小与各物体的质量成反比．即＝ . s2 m1 (2)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．

高中物理选修3-5学案4：16.5 反冲运动火箭

16.5 反冲运动火箭学习目标1.知道反冲现象并会用动量守恒定律解释.2.知道火箭的飞行原理，初步了解提高火箭质量比的有效方法.3.知道火箭的主要用途，了解人类航空、航天事业的巨大成就.知识梳理知识点1.反冲运动1．反冲定义一个静止的物体在_______的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必然向_______的方向运动的现象.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______________来处理.3．反冲现象的应用及防止（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.练一练1判断1．反冲运动中若物体分成两部分，这两部分的动量一定相同（）2．做反冲运动的这部分物体满足动量守恒定律（）3．假定冰面是光滑的，某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，则可行的办法是（）A．步行B．挥动双臂C．在冰面上滚动D．脱去外衣抛向岸的反方向知识点2：火箭工作原理火箭的工作原理是______运动，其______过程动量守恒.它是靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前速度的.当火箭推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动量，根据动量守恒定律，火箭获得大小______、方向______的动量.当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行.当然，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，研究时应该取火箭本身和相互作用的时间内喷出的气体为研究对象.练一练2 判断1．火箭是通过燃料推空气，空气反过来对火箭产生推力完成工作的（） 2．喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大（）3．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v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体.忽略喷气过程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.mM v 0 B.M m v 0 C.M M －m v 0 D.m M －m v 0典例分析1.对反冲运动的理解典例1.小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S 1、S 2、S 3、S 4(图中未全画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是（）A ．打开阀门S 1B ．打开阀门S 2C ．打开阀门S 3D ．打开阀门S 4 2.人船模型典例2.如图所示，长为L 、质量为M 的小船停在静水中，一个质量为m 的人站立在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人相对地面的位移各是多少？对点训练1．(多选)下列不属于反冲运动的是（） 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2．平静的水面上停着一只小船，船头站立着一个人，船的质量是人的质量的8倍.从某时刻起，这个人向船尾走去，走到船中部他突然停止走动.水对船的阻力忽略不计.下列说法中正确的是（）A．人走动时，他相对于水面的速度和小船相对于水面的速度大小相等、方向相反B．他突然停止走动后，船由于惯性还会继续走动一小段时间C．人在船上走动过程中，人对水面的位移是船对水面位移的9倍D．人在船上走动过程中，人的动能是船的动能的8倍3．(多选)采取下列措施有利于增大喷气式飞机的飞行速度的是（）A．使喷出的气体速度更大B．使喷出的气体温度更高C．使喷出的气体质量更大D．使喷出的气体密度更小4．(多选)一人从泊在码头边的船上往岸上跳，若该船的缆绳并没拴在码头上，则下列说法中正确的有（）A．船越轻小，人越难跳上岸B．人跳跃时相对船速度大于相对地速度C．船越重越大，人越难跳上岸D．人跳时相对船速度等于相对地速度——★ 参考答案 ★——知识梳理知识点1. 1．内力相反 2．（1）内力（2）动量守恒定律练一练1 1．× 2．√3．[解析]因为冰面光滑，无法行走和滚动，由动量守恒定律知，只有脱去外衣抛向岸的反方向，获得反冲速度才能到达岸边.D 正确.[答案]D知识点2：反冲反冲相等相反练一练2 1．× 2．√3．[解析]由动量守恒定律有m v 0＝(M －m )v ，可得火箭获得的速率为v ＝m M －m v 0，D 正确.[答案]D 典例分析典例1.[解析]根据水和小车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，由0＝m 水v 水＋m 车v 车知，小车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出，选项B 正确.[答案]B典例2. [解析]选人和船组成的系统为研究对象，由于在人从船头走到船尾的过程中，系统动量守恒，人起步前系统的总动量为0.当人加速前进时，船加速后退，人停下时，船也停下来.设某一时刻人的速度为v m ，船的速度为v M ，根据动量守恒定律有：m v m －M v M ＝0，即v m v M ＝Mm因为在人从船头走到船尾的整个过程中，每一时刻系统都满足动量守恒定律，所以每一时刻人的速度与船的速度之比都与它们的质量之比成反比，从而可以判断，在人从船头走到船尾的过程中，人的位移x m 与船的位移x M 之比，也应与它们质量之比成反比，即x m x M ＝Mm由题图可以看出x m ＋x M ＝L以上各式联立可得：x m ＝M M ＋m L ，x M ＝mM ＋m L .[答案]m M ＋m L MM ＋mL 对点训练1．[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]ACD2．[解析]人船系统动量守恒，总动量始终为零，因此人、船动量等大，速度与质量成反比，A错误；人“突然停止走动”是指人和船相对静止，设这时人、船的速度为v，则(M＋m)v＝0,所以v＝0，说明船的速度立即变为零，B错误；人和船系统动量守恒，速度和质量成反比，因此人的位移是船的位移的8倍，C错误；动能、动量关系E k＝p22m∝1m，人在船上走动过程中人的动能是船的动能的8倍，D正确.[答案]D3．[解析]把喷气式飞机和喷出的气体看成系统，设原来总质量为M，喷出的气体质量为m，速度是v，剩余质量(M－m)的速度为v′，规定飞机的速度方向为正方向，由动量守恒得m v－(M－m)v′＝0，v′＝m vM－m.故A、C正确.[答案]AC4．[解析]人尽力往岸上跳时，人做的功是确定的，且全部转化成了人与船的动能.设船的质量为m1，人的质量为m2，跳后人与船的动量大小均为p，则E k人＝p22m2，E k船＝p22m1,因E k人＋E k船为定值，故m1越小，p越小，故A对；人、船相对运动，因此说人跳跃时相对船速度大于相对地速度，故B 正确.[答案]AB。

16.5 反冲运动火箭

遵循动量守恒定律
反冲运动的应用和防止： 3. 反冲运动的应用和防止：
1）应用：应用：喷气式飞机； ①反击式水轮机； ②喷气式飞机；反击式水轮机；防止： 2）防止：榴弹炮
二、火箭
火箭的速度
m ∆v = −u M
影响火箭速度的因素：影响火箭速度的因素：影响火箭速度的因素： M + m 影响火箭速度的因素：喷气速度， 1、喷气速度， M 即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比） 2、质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。
m ∆v = −u M
m ∆v = −u M
影响火箭速度的因素：影响火箭速度的因素：
影响火箭速度的因素：影响火箭速度的因素： M + m 喷气速度， 1、喷气速度， M 即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比） 2、质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。
1、要提高u,用液体燃料液氢，用液氧做氧化剂。、要提高u,用液体燃料液氢，用液氧做氧化剂。 u,用液体燃料液氢
反
美国：隐形“ 美国：隐形“117”
冲运动的应用
反
中国新型榴弹炮
冲运动的防止
反冲运动的防止
二、火箭
我国早在宋代就发明了火箭. 我国早在宋代就发明了火箭
我国1232年开封府战役中使用的我国1232年开封府战役中使用的 1232 大火箭-------------飞火枪大火箭-------飞火枪
答案： 2.5m/s
装有炮弹的大炮总质量为M，装有炮弹的大炮总质量为，炮弹的质量为m，炮弹的质量为，炮筒水平放炮弹水平射出，置，炮弹水平射出，相对于地面的速度为V0，面的速度为，则炮车后退的速度大小为（速度大小为（ C ）

(完整版)16.5反冲运动---火箭

1.同学们是不是在电影里看到，火炮在发射时炮管一缩一伸的运动？有的人称之为：缩头炮。为什么炮管要做这样的运动呢？
巨大的反冲作用就全靠炮身的材料硬度抵消了，这样的结果是火炮的寿命大大减少，这显然是不合理的设计。
2.我们如何既避免反冲危害又能保证命中精度呢？
我们要设计一种装置，它可以先允许炮身做反冲运动，并把这种运动能量储存为弹性势能，等反冲运动结束时，再利用储存的那部分能量使炮身复位，这就是火炮缓冲器的作用。这样火炮既解决了寿命问题又兼顾了连发精度问题，做到了合理设计。Biblioteka 看图你知道章鱼，乌贼怎样游泳吗？
想它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通象过身体前面的孔喷出，使身体很快的运动
与你认为章鱼、乌贼游泳时运用了什么原理
思呢？
（反冲）
考
乌
章
贼
鱼
动画：反冲运动
§5 反冲运动
火箭
新课引入
气球实验：将一个气球吹大，然后松手，看看会出现
什么现象？如何解释这种现象呢？
长征五号结构图
运载火箭一般采用液体推进剂，第一、二级多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末级用液氧、液氢高能推进，称为低温液体火箭，技术比较复杂，目前只有美国、俄斯、法国、中国和日本等少数几个国家掌握低温液体火箭技术
酒泉卫星发射中心
发射架
发射场
天宫一号
西昌卫星发射中心
2.现代火箭
火箭
工作原理：动量守恒定律
1.火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器
2.火箭的工作原理
当火箭的推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动量，根据动量守恒定律，火箭获得大小相等，方向相反的动量，因而发生连续的反冲现象，随着推进剂的燃烧，火箭的质量逐渐减小，加速度不断增大，当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行。

16.5反冲运动-火箭

第五节反冲运动火箭
把气球吹满气，猛的一松手，会出现什么现象？
你知道章鱼，乌贼怎样游泳吗？它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔喷出，使身体很快的运动
你认为章鱼、乌贼游泳时运用了什么原理呢？
（反冲）
乌贼
章鱼
一、反冲运动
定义：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一个部分向相反的方向运动。这种现象称为反冲运动。遵循动量守恒定律
生活中的反冲运动
用枪射击时，子弹向前飞去，枪身发生反冲向后运动。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。
生活中的反冲运动
农田、园林的灌溉装置能够一边喷水一边旋转，这是因为喷口的朝向略有偏斜，水从喷口喷出时，喷管因反冲而旋转式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气，可以得到很高的飞行速度。
生活中的反冲运动
二、火箭
古代的火
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。
箭
现代的火箭
思考与讨论：
质量为 m 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为Δm的小物体，现在他以相对于飞船为u的速度将小物体抛出。 1、小物体的动量改变量是多少？ Δp=u Δm 2、人的动量改变量是多少？ Δp′=-u Δm 3、人的速度改变量是多少？
Δv=-uΔm/m
火箭
设火箭在Δt时间内喷射燃气的质量是Δm，喷出燃气的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m。求火箭获得的速度Δv。（忽略阻力和重力的影响）

高中物理必修二第八章—16.5反冲运动

⑴他要成功地返回飞船，宇航员一次性喷出氧气的质量m应满足什么条件？
⑵为了使总耗氧量最少，应一次性喷出多少氧气？返回飞船的时间是多少？
⑴0.05kg≤m≤0.45kg， ⑵m=0.15kg，t=600s
例题5：一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量共120kg。这个士兵用自动步枪在2s 内沿水平方向连续射出10颗子弹，每颗子弹的质量是10g，子弹离开枪口时相对步枪的速度为 800m/s。射击前皮划艇是静止的。
mu mu mu mu
M 9m M 8m
M m M
0.67m / s
（3）对枪托与皮划艇又动量定理有： Ft=(M－10m)V10，F=(M-
10m)V10/t≈40N
(1)
v1

mv M m
；(2)
v2

M2m2vm ；(3)
vn

nmv M nm
(4)
vn

mu M

mu M m

mu M 2m
..... ห้องสมุดไป่ตู้
M
mu (n 1)m
例题4：一位连同装备总质量M=100kg的宇航员，他无意中脱离了飞船，在距飞船d=45m处与飞船相对静止。他为了回到飞船上去，必须向与飞船相反方向从氧气筒内喷出氧气。若氧气筒内装有质量为 m0=0.5kg的氧气，氧气喷出的速度V0=50m/s，他呼吸耗氧速率Q=2.5×10-4kg/s，求：
二、反冲现象的利用与防止 1、应用：喷气式飞机、火箭；农田喷灌、反击式水轮机。
2、防止：步枪射击时，枪托必须仅贴肩膀。手枪射击时后，手向上移动。无后座炮：底座敞开
三、火箭

高中物理选修35课件：16.5反冲运动火箭 (共6张PPT)

1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
火箭飞行的原理：现代火箭是应用其尾部喷射出高速气
体的反冲作用进行飞行的。
静止的火箭喷射燃气的质量△m，速度为u，喷出燃气后火箭的质量m,则其获得速度为△v 根据动量守恒定律：
m△v +△m u=0
则其获得速度为 V mu m
影响火箭飞行速度的因素:
一是燃气喷射的速度
二是火箭的质量比
即:火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比。
第五节反冲运动火箭
反冲：
一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，恒
MV1+mV2=0
2.内力对物体做功。
若内力对系统做功之和为正，则系统的机械能增加；
为负，则系统的机械能减小；
为零，则系统的机械能守恒。
蒸汽火炮火箭
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021 7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23

高中物理 16.5反冲运动详解

高中物理| 16.5反冲运动详解反冲运动当一个物体向某一方向射出（或抛出）它的一部分时，这个物体的剩余部分将向相反方向运动特点（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，由于有其他形式的能转化为动能，所以系统的总动能增加。

反冲运动现象的防止和应用（1）防止：射击时枪身的后退，影响射击的准确性。

（2）应用：①蝴蝶飞行时翅膀的扇动②乌贼和大多数足类软体动物在水里活动。

③火箭的发射反冲运动与动量守恒反冲运动的基本原理是动量守恒公式：若系统的初始动量为零，则动量守恒定律表达式为：0=m1v1'+m2v2'。

此式表明，做反冲运动的两部分，它们的动量大小相等，方向相反，而它们的速率则与质量成反比。

研究反冲运动注意的问题（1）速度的相对性反冲运动是相互作用的物体间发生的相对运动，已知条件中告知的常常是物体的相对速度，在应用动量守恒定律时，应将相对速度转换为绝对速度（一般为对地速度）。

（2）速度的相反性对于原来静止的整体，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，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应取负值。

（3）变质量问题在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此时必须去火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程为研究过程来进行研究。

习题演练1. 质量为m，速度为v的A球跟质量为3m的静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后B球的速度可能值为（）A. 0.6vB. 0.4vC. 0.2vD. 0.1v习题解析1. B若vB=0.6v，选V的方向为正，由动量守恒得：mv=mv A+3m•0.6v，得vA=﹣0.8v，碰撞前系统的总动能为E k= 0.5mv2．碰撞后系统的总动能为：E k′= 0.5mv A2+ 0.5•3mv B2= 0.5m（0.8v）2+ 0.5•3mv B2＞ 0.5mv2，违反了能量守恒定律，不可能。

高中物理第十六章动量守恒定律 16.5 反冲运动、火箭新人教版选修3-5

C.火箭吸入空气,然后向后排出,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】选B。火箭工作中,动量守恒,当向后喷气时, 则火箭受一向前的推力从而使火箭加速,故只有B正确。
主题一反冲运动【互动探究】探究点1 反冲运动
(1)思考“关于乌贼的运动”,说明其运动的原理。提示:①乌贼运动时,满足动量守恒定律。 ②乌贼运动时,先把水吸入体腔,然后再用力压水,通过身体前面的孔将水喷出,同时喷出的水对乌贼有反作用力,使身体很快地运动。
(3)系统虽然所受外力之和不为零,系统的动量并不守恒,但系统在某一方向上不受外力或外力在该方向上的分力之和为零,则系统的动量在该方向上的分量保持不变,可以在该方向上应用动量守恒定律。
【典例示范】一个质量为m的物体从高处自由下落,当物体下落h距离时突然炸裂成两块,其中质量为m1的一块恰好能沿竖直方向回到开始下落的位置,求刚炸裂时另一块的速度v2。
【解析】选B。喷气式飞机和火箭都是靠喷出气体,通过反冲获得前进的动力;直升机运动是飞机螺旋桨与外部空气作用的结果,不属于反冲运动;反击式水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转,水轮机通过反冲获得动力,喷气式飞机和火箭都是靠反冲运动获得动力,故只有B不属于反冲运动。
3.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.燃料推动空气,空气反作用力推动火箭 B.火箭发动机用力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
(2)试举例说明反冲运动有哪些应用。提示:①反击式水轮机是使水从转轮的叶片中流出,使转轮由于反冲而旋转,从而带动发电机发电。②喷气式飞机是靠喷出的气流的反冲作用而获得巨大的速度。

16.5反冲运动火箭

设人从船头到船尾的时间为t，在这段时间里船后退的距离为x，人相对地面运动的距离为l－x，选船后退方向为正方向，由动量守恒有：
质量为M的热气球吊筐中有一质量为m的人，它们共同静止在距地面为h的高空中.现从热气球上放下一根质量不计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地面，则软绳至少有多长？
“人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题，解决这类问题应明确： (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.
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.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.人船模型的特点 (1)两物体满足动量守恒定律：m1 v1 －m2 v2 ＝0. (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；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的
第十六章动量守恒定律
5 反冲运动火箭
平遥二中刘壮
反比，即xx12＝
v v
12＝mm21.
有一只小船停在静水中，船上一人从船头走到船尾.如果人的质量m＝ 60 kg，船的质量M＝120 kg，船长为l＝3 m，则船在水中移动的距离是多少？水的阻力不计.
人在船上走时，由于人、船组成的系统所受合力为零，总动量守恒，因此系统的平均动量也守恒，如图所示.
物理原理：动量守恒定律
应用：
反冲运动的应用和防止 1.灌溉喷水器 2.反击式水轮机

16.5 反冲运动

例2、一块质量为5kg的木块置于一块水平沙地上，在木块上方放质量为0.2kg的爆竹，点燃爆竹使其爆发后，爆竹竖直上升。若已知木板受到沙地的平均阻力为重力的3倍，在 0.1s内木板停止运动，试求爆竹上升的高度。（取g=10m/s2）
四、人船模型人在船上走分析
人走船退，人快船快，人停船停
★人在船上走位移分析
P22 人船模型课本P16 1
如何定量描述空间磁场情况？
普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）[人教版]
16.5 反冲运动
Hale Waihona Puke 一、反冲运动1、定义：当一个物体向某一方向射出（或抛出）它的一部分时，这个物体的剩余部分将向相反方向运动。这就是反冲运动。
2、特点：在反冲运动中，系统的合外力一般不为零；但内力远大于外力，可认为反冲运动中系统动量是守恒的。
二、反冲运动的应用与防止
二、反冲运动的应用与防止
三、实例分析与应用
P20
例1
1、喷气火箭的速度讨论（气流体）
★2、课本思考与讨论（相对速度） P23
3
甲相对乙：
u = v甲 - v乙
例1、民兵训练用的冲锋枪质量为4kg，子弹的质量为8g，子弹从枪口飞出时的速度为700m/s。求（1）子弹射出时的反冲速度；（2）如果民兵把枪抵在肩上，经0.05s的时间阻止枪身后退，则枪身作用在民兵肩上的平均冲力有多大？

人教版高中物理选修3-5课件 16.5反冲运动---火箭 (共18张PPT)

A. M
m
m
B.
M m
C. M m
M
D. M m
M
即例动：，m质一ʋ量+炮为M弹ʋ静m' =止的0在这光一滑块的弹水片平的地速面度上大，小点为火ʋ，爆求炸另后一恰块好弹分片裂的成速质度量分ʋ'。别为 m 和 M 的两块弹片，假设分开后两块弹片沿同一条直线运
课堂测试 1特k点g，：橡内皮力塞远喷远出大时于速外度力v，＝反2.冲运动中系统动量守恒。
）
火C、箭喷在气燃式料飞燃机尽喷时气所飞能行获得的最终速度与什么有关呢？
定A、义乒：乓一球个碰物到体墙在壁内后力弹的回作用下分裂为两个部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。
一解静析止：的作质用量前为的动M量的p原=子核0 ，以作相用对后地的的动速量度
pʋ '
放射出一质量为 = mʋ + Mʋ'
反冲运
运动
2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲运动：烟花、喷气式飞机
动
火
1. 发展：从宋代开始
箭
2. 原理：动量守恒定律
火箭
①喷气速度 ʋ
3. 速度
②质量比
M m
课堂测试
1. 一静止的质量为 M 的原子核，以相对地的速度 ʋ 放射出一质量为 m 的粒子后，原子核剩余部分作反冲运动的
速度大小为（ B ）
§ 5 反冲运动火箭一静止的质量为 M 的原子核，以相对地的速度 ʋ 放射出一质量为 m 的粒子后，原子核剩余部分作反冲运动的速度大小为（
）
解析：作用前的动量 p = 0 作用后的动量 p' = mʋ + Mʋ'

16.5反冲运动

，一是燃气喷射的速度，
二是火箭的质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的
质量之比）。
方法：
1.提高喷气速度，就要使用高质量的燃料，目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。
2.目前的技术条件下，火箭的质量比在6-10 左右，要发射人造
卫星，用一级火箭还不能达到所需的速度，必须用多级火箭。
2．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面例与练上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)．要使小车向前运动，可采用的方法是( A．打开阀门S1 B．打开阀门S2
B
)
C．打开阀门S3
D．打开阀门S4
4. 反冲运动的应用和防止：

应用：

防止：
3. 原理：遵循动量守恒定律
作用前：P = 0 作用后: P' = mV1 + MV2 则根据动量守恒定律有： P' = P 故有：
v2
m M
v1
负号就表示作用后的两部分运动方向相反
反冲原理：动量守恒
理解：如果系统的一部分获得了某一方向上的动量，则系统的
其他部分就会在这一方向的反方向获得同样大小的动量
火箭的发射
多级火箭在发射过程中要将空壳抛掉
例与练
3．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( B ) A．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭 B．火箭发动机用力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，然后向后排出，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
反冲运动火箭
实验：把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？

16.5 反冲运动火箭(修改)

反冲运动火箭
反击式水轮机是靠水流的反冲作用旋转的。
应用
中国新型自行榴弹炮机通过连续不断地向后喷射高速燃气，可以得到超过音速的飞行速度。
美国 F 117 16
中国新型战机法国幻影2000歼七
应用
想一想，下列实验会出现什么现象？
演示 1
用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管会怎么运动？
例：一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，气体离开发动机喷出时对地速度v=1000m/s ，设火箭质量M=300kg，发动机每秒喷发20次。求：运动第1秒末，火箭的速度多大？
13. 5 m/s
例：水平方向射击的大炮，炮身重450 kg，炮弹重为5kg，炮弹射击的速度是450 m/s，射击后炮身后退的距离是45cm，则炮受地面的平均阻力为多大？
A．A与飞船都可能按原轨道运动 B．A与飞船不可能按原轨道运动 C．飞船运行的轨道半径一定增加，A运动的轨道半径可能大于原来的轨道半径 D．A可能沿地球半径方向竖直下落，而飞船运行的轨道半径将增大
例 2
如图，在沙堆表面放置一长方形木块A，其上再放一质量为mB=0.1kg的爆竹，木块A的质量为 mA=6.0kg，当爆竹爆炸时，因反冲作用使木块陷入沙中，从爆竹爆炸到木块停止下陷历时0.1s，已知木块在沙中受到的平均阻力是90N，求爆竹能上升的最大高度，设爆竹中火药的质量及空气阻力忽略不计。取g=10m/s2。 B
火箭模型
在箭支前端缚上火药筒，利用火药向后喷发产生的反冲作用力把箭发射出去。
演示
那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关呢？假设火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气对地的喷射速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？

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