最新人教版高中物理选修3-5第十六章《反冲运动 火箭》互动课堂
人教版高中物理选修3-5十六章第五节反冲运动火箭课件反冲运动 火箭
《反冲运动火箭》教学设计【教材分析】《反冲运动火箭》是人教版高中物理选修3-5十六章第五节的内容。
从教材编排上看，它是动量定理及动量守恒定律之后。
因此本节内容是对动量守恒定律等知识的巩固运用，同时也了解了火箭发射的原理。
从教材内容上看，《反冲运动火箭》是动量守恒定律的在实际生产和生活中的应用。
它侧重于让学生认识生活中的反冲运动，尤其是多级火箭的发射问题。
所以动量守恒知识与人们的日常生活，生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着重要意义。
根据课程标准的要求，能用动量守恒定律解释生产生活中的有关现象，活动中体验制作水火箭。
基于提升学生核心素养的要求，物理教学要转变观念，由物理教学转向物理教育；在教学设计和实施过程中，应关注核心素养四维目标的有效落实。
本节课通过创设典型的物理情景，让学生形成对动量守恒认知的运动观和相互作用观；在定性、定量实验探究过程中，关注提升学生建模、推理、论证、质疑等科学思维的素养，提升学生提问、证据、解释、合作交流等素养；在应用规律解决实际问题的过程中，关注培养学生的科学态度、探索精神和创新精神，培养学生关注环境，具有社会责任感。
【教学目标】基于核心素养分析《反冲运动火箭》的教学目标、教学内容和教学过程的主要环节，可以为高中物理规律教学提供可借鉴的理念、思路和方法。
在本节课中，具体的目标落实分析如下：物理观念目标。
能用反冲小车进行定性实验，会利用身边已有的实验物品进行定量实验，研究反冲运动中动量守恒的规律。
知道实验中的气球、反冲小车、弯管反冲水瓶、光电门、轨道、水火箭、分析软件等，能够明确研究的对象。
眼中有物，心中有研究目标这是学生具备物质观念的基本要求。
会观察、描述反冲小车、水火箭等物体的运动，知道什么是动量，理解动量变化的特点；知道动量的变化与力的作用时间的联系；知道反冲小车、火箭等物体的能量变化，会用能量观念分析上述现象。
科学思维目标。
能通过生活中常见反冲运动的实例分析，概括出反冲运动的特点，培养学生观察能力与分析能力；掌握运用已学牛顿运动定律的知识推理反冲运动满足动量守恒的方法，利用已学的物理规律来推理新的物理规律的研究方法；学会经历“观察质疑——定性分析——定量分析——实验验证”的科学思维过程；通过反冲运动中动量守恒的探究过程以及火箭最终速度决定因素的推导过程，引导学生独立利用已有概念探索新知识，培养创造思维和独立学习的思维方法；会基于定性分析的推断和质疑指导完成定量实验。
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)
）
特点：内力远远大于外力，反冲运动中系统动量守恒。
呢？ 章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体
根据动量守恒定律有：p' = p
05s，求战士身上受到的平均冲力有多大？
章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体
即 mʋ + Mʋ' = 0 假设火箭发射前的总质量为 M，燃料燃尽后的质
1kg，橡皮塞喷出时速度v＝2.
第十二页，共三级
第二级 第一级
第十三页，共18页。
第一节火箭脱离过程
多级火箭由单级火 箭组成，发射时先点燃 第一级火箭，燃料用完 以后，空壳自动脱落， 然后下一级火箭开始工 作。
第十四页，共18页。
课堂总结
反冲 反 冲 运动 运 动
火 箭
火箭
1. 定义：向气体喷出的反方向运动 2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲运动：烟花、喷气式飞机
M
第十六页，共18页。
课堂测试
2.下列运动属于反冲运动的是（ BCD）
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、火箭的发射
第十七页，共18页。
课堂测试
3.小车总质量（包括橡皮塞）M＝3kg，水平喷出
的橡皮塞质量m=0.1kg，橡皮塞喷出时速度v＝2.9m
／s，求小车的反冲速度？
05s，求战士身上受到的平均冲力有多大？
物理原理：遵循动量守恒定律。
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。 要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料。
1kg，橡皮塞喷出时速度v＝2. 解析：作用前的动量 p = 0 作用后的动量 p' = mʋ + Mʋ'
最新人教版高中物理选修3-5：16.5 反冲运动 火箭 知识点总结及课时练习
5反冲运动火箭记一记反冲运动火箭知识体系一个物理概念——反冲运动一种科学思维——动量守恒定律在人船模型中的应用一个实际应用——火箭辨一辨1.农田、园林的喷灌装置利用了反冲的原理．(√)2．火箭点火后离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果．(×)3．在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．(√)4．火箭获得的速度仅与喷气的速度有关．(×)想一想1.假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？提示：应配置喷气式飞机．喷气式飞机利用反冲运动原理，可以在真空中飞行，而螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的，不能在真空中飞行．2．“人船模型”问题为什么不能以“船”为参考系．提示：“人船模型”中的“船”一般先加速后减速，不是惯性参考系，而动量守恒定律中，各物体的动量必须是相对于同一惯性系．3．“人船模型”问题中“人”启动时和“人”停止时，“船”的受力情况如何？提示：人启动时，船受到人给它的与人运动方向相反的力，所以船向人的反方向运动，人停止时，船受到人给它的制动力，所以停止运动．思考感悟：练一练1.一航天探测器完成对月球的探测后，离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行，先加速运动后匀速运动．探测器通过喷气而获得动力，以下关于喷气方向的说法正确的是()A．探测器加速运动时，向后喷射B．探测器加速运动时，竖直向下喷射C．探测器匀速运动时，竖直向下喷射D．探测器匀速运动时，不需要喷射解析：航天探测器通过反冲运动获得动力，可以根据探测器的运动状态结合牛顿第二定律判断合力的情况，由喷气方向可以判断推动力的方向．航天探测器做加速直线运动时，合力应当与运动方向相同，喷气方向应当是向下偏后方向喷射；探测器做匀速直线运动时，合力为零，由于受到月球的万有引力的作用，探测器必然要朝竖直向下的方向喷射，来平衡万有引力，不可能不喷气．故只有选项C正确．答案：C2.如图所示，自行火炮连同炮弹的总质量为m0，当炮筒水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m的炮弹后，自行火炮的速度变为v2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v0为()A.m(v1－v2)＋m v2m B.m0(v1－v2)mC.m(v1－v2)＋2m v2m D.m0(v1－v2)－m(v1－v2)m解析：自行火炮水平匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，系统动量守恒．设向右为正方向，发射前总动量为m0v1，发射后系统的动量之和为(m0－m)v2＋m(v0＋v2)，则由动量守恒定律可知m 0v 1＝(m 0－m )v 2＋m (v 0＋v 2)解得v 0＝m 0(v 1－v 2)m. 答案：B3．光滑水平面上停有一平板小车，质量为M ，小车上站有质量均为m 的两个人，由于两人朝同一水平方向跳离小车，从而使小车获得一定的速度，则下列说法正确的是( )A ．两人同时以2 m/s 的速度(相对地面)跳离车比先后以2 m/s 的速度(相对地面)跳离车使小车获得的速度要大些B ．上述A 项中，应该是两人一先一后跳离时，小车获得的速度大C ．上述A 项中的结论应该是两种跳离方式使小车获得的速度一样大D ．上述A 项中两种跳离方式使小车获得的速度不相等，但无法比较哪种跳法速度大解析：由于小车和两人所组成的系统动量守恒，两人无论是同时跳离小车或是不同时跳离小车，跳离后两人都有相同的动量，所以无论两个人如何跳离小车，小车最后的动量都一样，即两种跳法，使小车获得的动量相等，所以两种跳离方式使小车获得的速度相同，故正确选项为C.答案：C4.如图所示，质量为m 0的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为R 的半圆形光滑轨道，现将质量为m 的小球在轨道的边缘由静止释放，当小球滑至半圆轨道的最低位置时，小车移动的距离为多少？小球的速度大小为多少？解析：以车和小球组成的系统在水平方向总动量为零且守 恒．当小球滑至最低处时车和小球相对位移是R ，利用“人船模型”可得小车移动距离为m m 0＋mR .设此时小车速度大小为v 1，小球速度大小为v 2，由动量守恒有m 0v 1＝m v 2，由能量守恒有mgR＝12m 0v 21＋12m v 22，解得v 2＝2m 0gR m 0＋m. 答案：m m 0＋m R 2m 0gR m 0＋m要点一 对反冲运动的理解1.[2019·广东联考]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.m M v 0B.M m v 0C.M M －m v 0D.m M －mv 0 解析：火箭模型在极短时间点火，设火箭模型获得速度为v ，据动量守恒定律有0＝(M －m )v －m v 0，得v ＝m M －mv 0，故选D. 答案：D2．(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度( )A ．使喷出的气体速度增大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解析：设火箭的初动量为p ，原来的总质量为M ，喷出的气体质量为m ，速度大小是v ，剩余的质量(M －m )的速度大小是v ′，由动量守恒得出：p ＝(M －m )v ′－m v ，得：v ′＝p ＋m v M －m，由上式可知：m 越大，v 越大，v ′越大．答案：AC3．[2019·金华检测]“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露．有一个质量为3m 的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v 0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m ，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是()A．3v0－v B．2v0－3vC．3v0－2v D．2v0＋v解析：在最高点水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，3m v0＝2m v＋m v′，可得另一块的速度为v′＝3v0－2v，故C正确．答案：C4.小车静置在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，人站在车的一端，靶固定在车的另一端，枪离靶的距离为d，如图所示．已知车、人、靶和枪的总质量为M(不包括子弹)，每发子弹质量为m，共n发，每发子弹击中靶后，就留在靶内，且待前一发击中靶后，再打下一发．打完n发后，小车移动的距离为多少？解析：由题意知系统动量守恒，前一发击中靶后，再打下一发，说明发射后一发子弹时，车已经停止运动．每发射一发子弹，车后退一段距离．每发射一发子弹时，子弹动量为m v，由动量守恒定律有：0＝m v－[M＋(n－1)m]Vm v＝[M＋(n－1)m]V设每发射一发子弹车后退x，则子弹相对于地面运动的距离是(d－x)，由动量守恒定律有：m(d－xt)＝[M＋(n－1)m]xt解得：x＝mdM＋nm，则打完n发后车共后退s＝nmdM＋nm.答案：nmd M＋nm要点二人船模型5.[2019·安徽期中]质量为M的热气球吊筐中有一质量为m的人，共同静止在距地面为h的高空中．现从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()A.mh M ＋mB.Mh M ＋mC.(M ＋m )h mD.(M ＋m )h M 解析：如图所示，设绳长为L ，人沿软绳滑至地面的时间为t ，由图可知，L ＝x 人＋x 球．设人下滑的平均速度为v 人，气球上升的平均速度为v 球，由动量守恒定律得：0＝M v 球－m v 人，即0＝M (x 球t )－m (x 人t )，0＝Mx 球－mx 人，又有x 人＋x 球＝L ，x 人＝h ，解以上各式得：L ＝M ＋m M h .故D 正确．答案：D 6．[2019·广东期中]人的质量m ＝60 kg ，船的质量M ＝240 kg ，若船用缆绳固定，船离岸1.5 m 时，人可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等)( )A ．1.5 mB ．1.2 mC ．1.34 mD ．1.1 m解析：船用缆绳固定时，设人起跳的速度为v 0，则x 0＝v 0t .撤去缆绳，由动量守恒0＝m v 1－M v 2，两次人消耗的能量相等，即动能不变，12m v 20＝12m v 21＋12M v 22，解得v 1＝M M ＋mv 0.故x 1＝v 1t ＝M M ＋mx 0≈1.34 m ，C 正确． 答案：C7．[山东高考题]如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)解析：要使两船不相撞，则甲船上的人接到货物后，甲船的速度应小于或等于乙船抛出货物后的速度．设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为v min，抛出货物后乙船的速度为v1，甲船上的人接到货物后甲船的速度为v2，由动量守恒定律得12m v0＝11m v1－m v min,10m×2v0－m v min＝11m v2为使两船恰不相撞应满足v1＝v2联立以上三式解得v min＝4v0.答案：4v08．如图所示，质量为m的玩具蛙蹲在质量为M的小车上的细杆顶端，小车与地面的接触光滑，车长为l，细杆高h，直立于小车的中点，求玩具蛙至少以多大的对地水平速度跳出才能落到地面上？解析：将玩具蛙和小车作为系统，玩具蛙在跳离车的过程中，系统水平方向的总动量守恒，玩具蛙离开杆后，做平抛运动，小车向后做匀速直线运动，在玩具蛙下降高度h的过程中，小车通过的距离与玩具蛙在水平方向通过的距离之和等于l2时，玩具蛙恰能落到地面上．玩具蛙跳离杆时：M v M＝m v m玩具蛙的运动时间为t，则：h＝12gt2根据题意：v m t＋v M t＝l 2解得：v m＝Ml2(M＋m)g2h.答案：Ml2(M＋m)g2h9．[宁夏高考题]两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上．A和B的倾斜面都是光滑曲面、曲面下端与水平面相切，如图所示．一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止开始下滑，然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度．解析：设物块到达劈A的底端时，物块和A的速度大小分别为v和v A，由机械能守恒定律和动量守恒定律得mgh＝12m v 2＋12M1v2A①M1v A＝m v②设物块在劈B上达到的最大高度为h′，此时物块和B的共同速度大小为v′，物块和劈B在水平方向上动量守恒，由机械能守恒定律和动量守恒定律得mgh′＋12(M2＋m)v′2＝12m v2③m v＝(M2＋m)v′④联立①②③④式得h′＝M1M2h (M1＋m)(M2＋m)答案：M1M2h (M1＋m)(M2＋m)基础达标1.装有炮弹的大炮总质量为M，炮弹的质量为m，炮筒水平放置，炮弹水平射出时相对炮口的速度为v0，则炮车后退的速度大小为()A.mMv0 B.m v0M＋mC.m v0M－mD．v0解析：设炮车后退速度大小为v1，则炮弹对地的水平速度大小为(v0－v1)，根据动量守恒定律，0＝(M－m)v1－m(v0－v1)，所以v1＝mMv0.故正确答案为A.答案：A2．[2019·辽宁检测]质量为m的人站在质量为M、长为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边(忽略水的阻力如图所示)．当他向左走到船的左端时，船左端离岸的距离是()A．L B.L M＋mC.MLM＋mD.mLM＋m解析：人和船组成的系统动量守恒，运动时间相同，m v1＝M v2，所以m v1t＝M v2t，即mx1＝Mx2，且有x1＋x2＝L，解得x2＝mLM＋m，选项D正确．答案：D3．一辆小车置于光滑水平桌面上，车左端固定一水平弹簧枪，右端安一网兜．若从弹簧枪中发射一粒弹丸，恰好落在网兜内，结果小车将(空气阻力不计)()A．向左移动一段距离停下B．在原位置不动C．向右移动一段距离停下D．一直向左移动解析：小车静止置于光滑水平面上，初动量为零，且所受合外力为零，系统的动量守恒，所以系统的总动量一直为零．弹丸向右运动时，小车向左运动，弹丸落网停止后，小车也停止运动，选项A正确．答案：A4．[2019·江苏期中]下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲运动原理的是()解析：喷灌装置是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，章鱼在水中前行和转向利用了喷出的水的反冲作用，火箭发射是利用喷气的方式而获得动力的，利用了反冲运动，故A、B、C不符合题意；码头边轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，没有利用反冲作用，故D符合题意．答案：D5.如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，杆的另一端挂在小车支架的O点，用手将小球拉起使轻杆呈水平状态，在小车处于静止的情况下放手使小球摆下，在B处与固定在车上的油泥撞击后粘在一起，则此后小车的运动状态是(车位于光滑路面上)()A．向右运动B．向左运动C．静止不动D．无法判断解析：小车与小球构成的系统水平方向上总动量守恒，刚释放A球时，系统动量为零，当二者粘在一起时，其共同速度也必为零，故只有选项C正确．答案：C6.如图所示，表示质量为m0的密闭汽缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板P，隔板右边是真空，隔板左边是质量为m的高压气体，若将隔板突然抽去，则汽缸的运动情况是()A．保持静止不动B．向左移动一定距离后恢复静止C．最终向左做匀速直线运动D．先向左移动，后向右移动回到原来位置解析：突然撤去隔板，气体向右运动，汽缸做反冲运动，当气体充满整个汽缸时，它们之间的作用结束，依动量守恒定律可知，开始时系统的总动量为零，结束时总动量必为零，气体和汽缸都将停止运动，故选项B正确．答案：B7.(多选)如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为m0，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时小车AB和木块C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动B．C与B碰前，C与AB的速率之比为m0mC．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动解析：弹簧向右推C，C向右运动，同时弹簧向左推A端，小车向左运动，选项A错误；因小车与木块组成的系统动量守恒，C与B碰前，有m v C＝m0v AB，得v C v AB＝m0m，选项B正确；C与B碰撞过程动量守恒，有m v C－m0v AB＝(m0＋m)v，知v＝0，故选项C正确，选项D错误．答案：BC8.(多选)在水面上停着质量为m0的小船的船头和船尾分别站着质量为m1的甲和质量为m2的乙，如图所示，当甲、乙交换位置后，若船长为L，不计水的阻力，下列说法正确的是()A．若m1>m2，船的位移大小为m1－m2m0＋m1＋m2L，向左B．若m1>m2，船的位移大小为m1－m2m0＋m1＋m2L，向右C．若m1＝m2，船的位移为零D．若m2>m1，船的位移大小为m2－m1m0＋m1＋m2L，向右解析：以人船模型分析，先让甲到乙的位置船向左位移大小x1＝m1m0＋m1＋m2L，乙到甲的位置船再向右位移大小x2＝m2m0＋m1＋m2L；若m1>m2，则x1>x2，船向左位移大小为Δx＝x1－x2＝m1－m2m0＋m1＋m2L，选项A正确，选项B错误；若m1<m2，则x1<x2，船向右位移大小为Δx＝x2－x1＝m2－m1m0＋m1＋m2L，选项D正确；若m1＝m2，则Δx＝0，选项C正确．答案：ACD9．[2019·湖北黄冈高三调研]“世界航天第一人”是明朝的万户，如图所示，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，假设万户及其所携设备(火箭、椅子、风筝等)的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为m v0M－m C．喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为m2v20g(M－m)2D．在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒解析：火箭的推力来源于燃气对它的反作用力，选项A错误；以竖直向下为正方向，根据动量守恒定律有0＝m v0－(M－m)v，解得在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为v＝m v0M－m，选项B正确；喷出燃气后，万户及其所携设备做竖直上抛运动，动能转化为重力势能，有12(M－m)v2＝(M－m)gh，解得万户及其所携设备能上升的最大高度为h＝m2v202g(M－m)2，选项C错误；在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能增加，燃料燃烧，将一部分化学能转化为万户及其所携设备的机械能，选项D错误．答案：B能力达标10.某学习小组在探究反冲运动时，将质量为m1的一个小液化气瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在Δt的时间内向后喷射的气体的质量为Δm，忽略水的阻力，则喷射出质量为Δm的气体后，小船的速度是多少？解析：由动量守恒定律得：(m1＋m2－Δm)v船－Δm v1＝0得：v船＝Δm v1m1＋m2－Δm答案：Δm v1m1＋m2－Δm11．课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m3/s，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0×103 kg/m3.解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动．设火箭原来总质量为M，喷出水流的流量为Q，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v，火箭的反冲速度为v ′，由动量守恒定律得0＝(M －ρQt )v ′＝ρQt v代入数据解得火箭启动后2 s 末的速度为v ′＝ρQt v M －ρQt ＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2m/s ＝4 m/s. 答案：4 m/s12．[2019·河南郑州二模]如图甲所示，半径为R ＝0.8 m 的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，A 为轨道最高点，和圆心等高；B 为轨道最低点．在光滑水平地面上紧挨B 点有一静止的平板车，其质量M ＝3 kg ，车足够长，车的上表面与B 点等高，平板车上表面涂有一种特殊材料，物块在上面滑动时，动摩擦因数随物块相对小车左端位移的变化图象如图乙所示．物块(可视为质点)从圆弧轨道最高点A 由静止释放，其质量m ＝1 kg ，g 取10 m/s 2.(1)求物块滑到B 点时对轨道压力的大小；(2)物块相对小车静止时距小车左端多远？解析：(1)物块从A 点滑到B 点的过程中，由机械能守恒定律有mgR ＝12m v 2B代入数据解得v B ＝4 m/s在B 点，由牛顿第二定律得F N －mg ＝m v 2B R ，解得轨道对物块的支持力大小F N ＝30 N由牛顿第三定律可知，物块滑到B 点时对轨道的压力大小F ′N ＝F N ＝30 N.(2)物块滑上小车后，由于水平地面光滑，物块与小车组成的系统所受合外力为零，二者相对静止时，由动量守恒定律得m v B ＝(m ＋M )v 代入数据解得v ＝1 m/s由物块和小车组成的系统能量守恒得，系统产生的热量Q ＝12m v 2B －12(m ＋M )v 2 解得Q ＝6 J由功能关系知Q ＝12μ1mgx 1＋μ1mg (x －x 1)将μ1＝0.4，x 1＝0.5 m 代入可解得x ＝1.75 m.答案：(1)30 N (2)1.75 m13．[2019·湖南长沙期中]如图所示，三个质量均为m 的滑块A 、B 、C ，间隔相等地静置于同一水平直轨道上．现给滑块A 向右的初速度v 0，一段时间后A 与B 发生碰撞，碰撞后A 、B 分别以18v 0、34v 0的速度向右运动，B 再与C 发生碰撞，碰撞后B 、C 粘在一起向右运动．滑块A 、B 与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值．两次碰撞时间均极短．求B 、C 碰撞后瞬间共同速度的大小．解析：设A 与B 碰撞前A 的速度为v A ，由动量守恒定律得m v A ＝m ·18v 0＋m ·34v 0解得v A ＝78v 0设碰撞前A 克服轨道阻力所做的功为W A ，由动能定理得W A ＝12m v 20－12m v 2A ＝15128m v 20设B 与C 碰撞前B 的速度为v B ，B 克服轨道阻力所做的功为W B ，由动能定理得W B ＝12m (34v 0)2－12m v 2B根据题意可知W A ＝W B解得v B ＝218v 0设B 、C 碰撞后瞬间共同速度的大小为v ，由动量守恒定律得m v B ＝2m v可得v ＝v B 2＝2116v 0答案：2116v 014．[2018·全国卷Ⅰ]一质量为m 的烟花弹获得动能E 后，从地面竖直升空．当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E ，且均沿竖直方向运动．爆炸时间极短，重力加速度大小为g ，不计空气阻力和火药的质量．求：(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度． 解析：(1)设烟花弹上升的初速度为v 0，由题给条件有E ＝12m v 20①设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t ，由运动学公式有0－v 0＝－gt ②联立①②式得t ＝1g 2E m ③(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为h 1，由机械能守恒定律有 E ＝mgh 1④火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设爆炸后瞬间其速度分别为v 1和v 2.由题给条件和动量守恒定律有14m v 21＋14m v 22＝E ⑤12m v 1＋12m v 2＝0⑥由⑥式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动的部分做竖直上抛运动．设爆炸后烟花弹向上运动的部分继续上升的高度为h 2，由机械能守恒定律有14m v 21＝12mgh 2⑦联立④⑤⑥⑦式得，烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度为h ＝h 1＋h 2＝2E mg .答案：(1)1g 2E m (2)2E mg。
人教版高中物理选修3-5 《16.5反冲运动 火箭》精品课件
反 冲
走进历史，感受物理
万户，第一个试图利用 火箭飞行的人。明朝士 大夫万户把47个自制的 火箭绑在椅子上，自己 坐在椅子上，双手举着 2只大风筝，然后叫人 点火发射。设想利用火 箭的推力，加上风筝的 力量飞起。不幸火箭爆 炸，万户也为此献出了 生命。
万户飞天
探究精神
例：火箭在极短的时间内喷射燃气的质量是Δ m， 喷出燃气的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m。 设法算火箭获得的速度Δ v。（忽略阻力和重力的 影响）
例题
2.某人站在静浮于水面的船上，从船头走向船 尾，设水的阻力不计，那么在这段时间内人和 船的运动情况有（AD） A.人匀速走动，船则匀速后退，且两者的速度 大小与他们的质量成反比 B.人匀加速走动，船则匀加速后退，且两者的 速度大小一定相等 C.不管人如何走动，在任意时刻两者的速度总 是方向相反，大小与他们的质量成正比 D.人走到船尾不再走动，船则停下
第五节 反冲运动 火 箭
反冲运动创新实践展示
一、定义 一个静止的物体在内力 的作用下分为两部分， 一部分向某个 方向运动，另一部分必然向相反的方 向运动。这种现象叫做反冲。
例题
1、假定冰面是光滑的，一人静止于冰 面中央，他想回到岸边应该怎么办（D）
A、步行 B、挥动手臂 C、在冰面上滚动 D、脱下外衣向岸的反方向抛
反冲运动
二、条件 ：不受外力或者极短时间 内力远大于外力
三、原理：动量守恒定律
动物与物理 自然，人类的老师！
水母、章鱼、 乌贼
倒退运动
反 冲
友情提示：尊重传统，适当燃放，注空? 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。
影响火箭飞行速度的因素主要有两 个：一是喷气速度，二是质量比。
人教版物理 选修35 第十六章 第5节 反冲运动 火箭-教育文档
课本：物理3-5 第十六章: 动量守恒定律第5节：反冲运动，火箭2、一个物体分成两个部分。
3、两部分运动方向相反。
4 、内力做正功，总动能增加。
物理原理：动量守恒定律。
课堂练习：一静止的质量为M的原子核，以相对地的速度v放射出一质量为m的粒子后，原子核剩余部分运动的速度大小为（ B ）A MV/mB MV/(M-m)C(M-m)v/m D (M+m)v/m反冲运动的应用。
1.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？(反冲运动)2.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，这样可以自动改变喷水的方向。
从而达到全面灌溉的效果。
3.反击式水轮机是大型水力发电站应用最广泛的水轮机。
它是靠水流的反冲作用旋转的。
我国早在70年代就能生产转轮直径5.5米，质量110吨，最大功率达30万千瓦的反击式水轮机。
原理：当水从转轮的叶片中流出时，转轴由于反冲而旋转再带动发电机发电。
4.喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气，可以实现超音速的飞行。
第四代喷气式飞机有更强大的发动机喷射高速燃气，可以实现超音速巡航。
5.火箭(1).古代的火箭: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。
(2).现代的火箭思考与讨论：例：火箭发射时喷射出来的燃气的质量为m1，燃料燃尽后火箭的质量为m2,火箭燃气的喷射速度为V1，燃料燃尽后火箭的飞行速度V2为多大？解析：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。
发射前的总动量为0，发射后的总动量也为0有：m1v1+m2v2=0则：V2= - m1v1/m2负号表示速度的方向。
可见，燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度和m1/m2决定。
可见：多级火箭能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很高的速度，可用来完成洲际导弹、人造卫星、宇宙飞船等的发射工作，但是火箭的级数不是越多越好，级数越多，构造越复杂，工作的可行性越差，目前多级火箭一般都是三级火箭。
高中物理 第十六章 5反冲运动火箭教案 新人教版选修3-5(2篇)
反冲运动火箭教学目标：一、知识目标：1、知道什么是反冲运动，能举出几个反冲运动的实例；2、知道火箭的飞行原理和主要用途。
二、能力目标：1、结合实际例子，理解什么是反冲运动；2、能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；3、进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力三、德育目标：1、通过实验，分析得到什么是反冲运动，培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。
2、通过介绍我国成功地研制和发射长征系列火箭的事实，结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进先烈，激发学生热爱社会主义的情感。
教学重点：1、知道什么是反冲。
2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。
教学难点：如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。
教学方法：1、通过观察演示实验，总结归纳得到什么是反冲运动。
2、结合实例运用动量守恒定律解释反冲运动。
教学用具：反冲小车、玻璃棒、气球、酒精、反冲塑料瓶等课时安排：1课时教学步骤：导入新课[演示]拿一个气球，给它充足气，然后松手，观察现象。
[学生描述现象]释放气球后，气球内的气体向后喷出，气球向相反的方向飞出。
[教师]在日常生活中，类似于气球这样的运动很多，本节课我们就来研究这种。
新课教学：（一）反冲运动火箭1、教师分析气球所做的运动给气球内吹足气，捏紧出气孔，此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。
松开出气孔时，气球中的气体向后喷出，气体具有能量，此时气体和气球之间产生相互作用，气球就向前冲出。
2、学生举例：你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动？学生：节日燃放的礼花。
喷气式飞机。
反击式水轮机。
火箭等做的运动。
3、同学们概括一下上述运动的特点，教师结合学生的叙述总结得到：某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体，气体或弹射出一个小物体，从而使物体本身获得一反向速度的现象，叫反冲运动4、分析气球。
火箭等所做的反冲运动，得到：在反冲现象中，系统所受的合外力一般不为零；但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒。
人教课标版高中物理选修3-5：《反冲运动 火箭》教案-新版
《反冲运动火箭》【教学内容分析】本节内容位于人教版高中物理教材选修3-5第16章第5节，高中物理课程标准对本节的要求是：“知道动量守恒定律的普遍意义”；“能用动量守恒定律定量分析一维问题”；“了解火箭的发射利用了反冲现象”，本节课程内容实质上是上节课的延伸，它与上节内容一样，从不同的侧面来反映动量守恒定律的重要性，以引起学生的重视，激发学生的学习热情。
反冲运动侧重于与实际的联系，教学中应通过形式新颖多样、生动活泼的实验来加深认识，同时，把握教学内容的重点和难点，教师应对学生分析和解决问题的能力加以培养提升，并且要注重情感态度和价值观目标的达成。
【教学对象分析】高一学生在学习本节课程之前，基于对动量及动量守恒定律知识的学习，已经具备应用动量守恒定律分析解释生活和生产中的一些典型现象的能力。
从学生心理角度出发，学生对未知事物有着奇强的探求欲，因此本节课虽然只是对动量守恒定律应用的延伸和拓展，但所其涉及到的生物运动、火箭等知识对于学生的吸引力较大，因此本节教学内容在处理时，应基于学生的认知特点，重在知识性与趣味性的结合，课本理论与生活实例结合，让学生在学习的过程中自发的感受与体会反冲运动的特点，并进一步提高用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力，激发学生的物理学习热情。
【核心素养】通过《反冲运动火箭》的学习过程，让学生体会物理定律在生产中的广泛应用，了解我国研制和发射“长征”系列火箭的事实，结合我国古代对火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进行列，激发学生热爱祖国和热爱社会主义的情感；培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。
【教学目标】1、知道什么是反冲运动，能结合动量守恒定律对反冲运动现象做出解释；2、知道火箭的飞行原理和主要用途；3、了解动量守恒定律在实际生活生产中的重要意义和作用；【教学重点】掌握反冲运动的本质涵义和特征、能举出反冲实例、能结合动量守恒定律对反冲现象加以正确的分析和解释。
人教版高中物理选修3-5 《16.5反冲运动 火箭》精品课件
作业布置
完成课本24页 问题与练习1. 2. 3
学以致用
甲
乙
若实验中，小车甲、乙的质量分别为m1=1kg， m2=0.8kg，分离瞬间甲车的速率为v1=0.6m/s,求此时 乙车的速度大小。
问题二：
在实际生活中有很多反冲的现象和 实例，请你说说你所了解的生活中的反 冲运动。
反击式水轮机
二、火箭
火箭是利用了反冲原理。
问题三：如何提高火箭的发射速度？
m m
u
问题三：如何提高火箭的发射速度？
通过表达式v m u ,说明火箭所获得的速度与哪些因素有关？ m
（1）u越大，
m
越大火箭获得的速度越大。
m
（2）现代火箭的喷气速度在2000～4000m/s
（3）火箭起飞时的质量与火箭除去燃料外的壳体质量之比叫做火 箭的质量比，这个参数一般小于10 。
问题一：
1. 三个实验有什么共同点？ 2. 实验中物体系的运动遵循什么物理规律？
一、反冲运动
1、特点： （1）内力作用 （2）一分为二 （3）两部分运动方向相反
2、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 分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。
3、遵循的规律：动量守恒定律
如果火箭飞行时在极短的时间∆t 内喷射燃气的质 量是∆m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u，喷出 燃气后火箭的质量是m。请计算这样一次喷气后火箭增 加的速度∆v。（忽略阻力和重力的影响）
解：火气前的火箭为参考系，
根据动量守恒定律，
0 = m∆v＋∆mu
解得
∆v＝
（4）提高火箭发射速度的有效方法是： 多级火箭
高中物理第十六章动量守恒定律第5节反冲运动火箭课后作业含解析新人教版选修3_5
第5节 反冲运动 火箭A 组：合格性水平训练1．(反冲运动)以下实例中不属于反冲现象的是( ) A ．当枪发射子弹时,枪身会同时向后运动 B ．乌贼向前喷水从而使自己向后游动C ．火箭中的火药燃烧向下喷气推动自身向上运动D ．战斗机在紧急情况下抛出副油箱以提高机身的灵活性 答案 D解析 当枪发射子弹时,枪身同时受到一个反作用力向后运动,A 是反冲现象；乌贼向前喷水从而使自己受到一个向后的力,向后游动,B 是反冲现象；火箭中的火药燃烧向下喷气而火箭自身受到一个向上的推力,推动火箭自身向上运动,C 是反冲现象；战斗机抛出副油箱,质量减小,惯性减小,机身的灵活性提高,D 不是反冲现象。
故选D 。
2．(人船模型)停在静水中的船的质量为180 kg,长12 m,不计水的阻力,当质量为60 kg 的人从船尾走到船头的过程中,船后退的距离是( )A ．3 mB ．4 mC ．5 mD ．6 m答案 A解析 船和人组成的系统在水平方向上动量守恒,人在船上行进,船向后退,人从船头走到船尾,设船后退的位移大小为x ,则人相对于岸的位移大小为L －x 。
以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得m 人L －x t －m 船·xt＝0,代入数据解得x ＝3 m,故选A 。
3．(火箭问题)静止的实验火箭,总质量为M ,当它以对地速度为v 0喷出质量为Δm 的高温气体后,火箭的速度为( )A ．Δmv 0M －ΔmB ．－Δmv 0MC ．Δmv 0MD ．－Δmv 0M －Δm答案 D解析 以火箭和气体组成的系统为研究对象,选高温气体的速度方向为正方向,设火箭速度为v ′,由动量守恒定律得0＝(M －Δm )v ′＋Δmv 0,得v ′＝－Δmv 0M －Δm,故选D 。
4．(火箭问题)一质量为M 的航天器,正以大小为v 0的速度在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v 1,加速后航天器的速度大小为v 2,则喷出气体的质量m 为( )A.v2－v0v1M B.v2v2＋v1MC.v2－v0v2＋v1M D.v2－v0v2－v1M答案 C解析规定航天器的速度方向为正方向,由动量守恒定律得,Mv0＝(M－m)v2－mv1,解得m＝v2－v0v2＋v1M,故C正确。
人教版高中物理选修3-5教学案：第十六章 第5节 反冲运动 火箭 -含答案
第5节反冲运动__火箭1．一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的方向运动，这个现象叫反冲。
2．喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理。
3．日常生活中，有时要应用反冲，有时要防止反冲，如农田、园林的喷灌利用了水的反冲，用枪射击时，要防止枪身的反冲。
一、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部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动的现象。
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，通常可以用动量守恒定律来处理。
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。
二、火箭1．工作原理：利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出，使火箭获得巨大速度。
2．影响火箭获得速度大小的两个因素：(1)喷气速度：现代火箭的喷气速度为2 000～4 000 m/s。
(2)质量比：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比。
喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。
3．现代火箭的主要用途：利用火箭作为运载工具，如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船等。
1．自主思考——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用动量守恒定律来分析。
(×)(3)反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子。
(√)(4)火箭应用了反冲的原理。
(√)2．合作探究——议一议(1)反冲运动过程中，动量守恒吗？为什么？提示：守恒。
因为反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量是守恒的。
高中物理选修3-5精品课件：16.5反 冲运动 火箭(讲授式)
人教物理选修3—5
第十六章 动量守恒定律
小结
1．定义：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两部分，
反 一部分向某个方向运动，另一部分将向相反的方向运动。这
反 冲 运
冲 运 动
个现象叫反冲运动。 2．反冲运动中一般遵循动量守恒定律
动
应用：反击式水轮机、喷气式飞机 、火箭等
3．
火
防止：射击时，用肩顶住枪身
人教物理选修3—5
第十六章 动量守恒定律
第十六章 动量守恒定律
第5节 反冲运动 火箭
人教物理选修3—5
第十六章 动量守恒定律
反冲运动 如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两部分，一部分向
某个方向运动，另一部分将向相反的方向运动。这个现象叫反冲运动。
反冲运动的应用和防止 灌溉喷水器
章鱼
反击式水轮机 炮弹发射
反冲运动是相互作用物体之间的作用力与反作用力产生的效果。反冲过 程中，系统的合外力一般不为零；但反冲运动中如果属于内力远大于外 力的情况，可认为反冲运动中系统动量是守恒的。
人教物理选修3—5
深入理解 一静止的质量为M的气球和 气体，以对地速度v放出质 量m的气体，研究剩余部分 和气球相对于地的速度。
人教物理选修3—5
第十六章 动量守恒定律
随堂练习2 一火箭 解析 由于每次喷气速度都一样，可选整体为
喷气发动机每次喷出m
研究对象，运用动量守恒来求解．
＝200 g的气体，气体 (1)设喷出3次气体后火箭的速度为v3，以火箭和喷
离开发动机时速度v＝ 1 000 m/s，设火箭质
出的3次气体为研究对象，根据动量守恒定律可得 (M－3m)v3－3mv＝0
人教物理选修3—5
高中物理人教版选修3-5 16.5 反冲运动和火箭(导学案)一课一研资料-精选教育文档
16.5反冲运动知识点一：反冲运动1．一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹，发射炮弹后艇的速度为v′，若不计水的阻力，则下列各关系式中正确的是()A．M v0＝(M－m)v′＋m v B．M v0＝(M－m)v′＋m(v＋v0)C．M v0＝(M－m)v′＋m(v＋v′) D．M v0＝M v′＋m v知识点二：火箭2．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排出，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3．静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度为v0喷出质量为Δm的高温气体后，火箭的速度为()A.Δm v0M－Δm B．－Δm v0M－ΔmC.Δm v0M D．－Δm v0M4．一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向射出一物体P，不计空气阻力，则()A．火箭一定离开原来轨道运动B．P一定离开原来轨道运动C．火箭运动半径可能不变D．P运动半径一定减小知识点三：人船模型5．一个运动员在地面上跳远，最远可跳l，如果他立在船头，船头离河岸距离为l，船面与河岸表面平齐，他若从船头向岸上跳，下面说法正确的是()A．他不可能跳到岸上B．他有可能跳到岸上C．他先从船头跑到船尾，再返身跑回船头起跳，就可以跳到岸上D．采用C中的方法也无法跳到岸上6．一装有柴油的船静止于水平面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示。
不计水的阻力，船的运动情况是()A．向前运动B．向后运动C．静止D．无法判断7．一个质量为M的平板车静止在光滑的水平面上，在平板车的车头与车尾站着甲、乙两人，质量分别为m1和m2，当两人相向而行时() A．当m1>m2时，车子与甲运动方向一致B．当v1＞v2时，车子与甲运动方向一致C．当m1v1＝m2v2时，车子不动D．当m1v1>m2v2时，车子运动方向与乙运动方向一致综合训练8．气球质量为200 kg，载有质量为50 kg的人，静止在空气中距地面20 m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为多长？(不计人的高度)9．质量为m的人站在质量为M、长度为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边，当他向左走到船的左端时，船左端离岸多远？10．如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为R的半圆形光滑轨道，现将质量为m的小球在轨道的边缘由静止释放，当小球滑至半圆轨道的最低位置时，小车移动的距离为多少？小球的速度大小为多少？11．一置于桌面上质量为M的玩具炮，水平发射质量为m的炮弹。
最新人教版高中物理选修3-5教学案：第十六章 第5节 反冲运动 火箭含答案
第5节反冲运动__火箭1．一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的方向运动，这个现象叫反冲。
2．喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理。
3．日常生活中，有时要应用反冲，有时要防止反冲，如农田、园林的喷灌利用了水的反冲，用枪射击时，要防止枪身的反冲。
一、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部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动的现象。
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，通常可以用动量守恒定律来处理。
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。
二、火箭1．工作原理：利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出，使火箭获得巨大速度。
2．影响火箭获得速度大小的两个因素：(1)喷气速度：现代火箭的喷气速度为2 000～4 000 m/s。
(2)质量比：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比。
喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。
3．现代火箭的主要用途：利用火箭作为运载工具，如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船等。
1．自主思考——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用动量守恒定律来分析。
(×)(3)反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子。
(√)(4)火箭应用了反冲的原理。
(√)2．合作探究——议一议(1)反冲运动过程中，动量守恒吗？为什么？提示：守恒。
因为反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量是守恒的。
最新人教版高中物理选修3-5第十六章《反冲运动火箭》
5反冲运动火箭课堂合作探究问题导学一、反冲运动活动与探究1你知道章鱼是怎样游泳的吗？它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔将其喷出，从而使身体很快地运动。
章鱼能够调整自己身体喷水口的方向，这样使得身体能够在任意方向上前进。
你认为章鱼的游泳是利用了什么原理？章鱼迁移与应用1如图所示，质量为M的炮车静止在水平面上，炮筒与水平方向夹角为θ，当炮车发射一枚质量为m、对地速度为v0的炮弹后，炮车的反冲速度为________。
1．反冲运动的基本原理是动量守恒定律，当系统所受外力之和为零或者外力远小于内力时，系统的总动量守恒。
如果系统的一部分获得了某一方向的动量，系统剩余的部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量，即0＝m1v1′＋m2v2′。
2．速度的相对性：反冲运动问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度，由于动量守恒定律中要求速度为对同一参考系的速度，一般是对地速度。
因此应先将相对速度转换为对地速度后，再应用动量守恒定律列方程求解。
二、反冲运动的应用——火箭活动与探究2中国“长征”系列火箭我国自1956年开始展开现代火箭的研制工作。
1964年6月29日，我国自行设计研制的中程火箭试飞成功之后，即着手研制多级火箭，向空间技术进军。
经过了五年的艰苦努力，1970年4月24日“长征1号”运载火箭诞生，首次发射“东方红1号”卫星成功。
中国航天技术迈出了重要的一步。
现在，“长征”系列火箭已经走向世界，享誉全球，在国际发射市场占有重要一席。
在后继发展中，5米直径火箭2006年正式立项获得了“长征五号”的编号，预定2014年首次发射。
虽然“长征五号”尚未发射，但它的研制成功将我国运载火箭技术水平提高一个档次，同时“长征五号”的运载能力也有成倍的提高。
“长征五号”研制成功后，中国运载火箭综合性能指标将比肩美欧等航天强国。
在火箭发射卫星（或飞船）的过程中哪些阶段用到了反冲原理？迁移与应用2火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，喷出气体相对于地面的速度为v0＝1 000 m/s，设原来静止的火箭的初始质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭1 s末的速度是多大？1．火箭是典型的反冲运动的应用，解决此类问题时从动量守恒定律入手，分清喷气前和喷气后的速度及质量即可。
物理：新人教版选修3-5 16.5反冲运动 火箭(教案)
16．5 反冲运动火箭★新课标要求（一）知识与技能1．进一步巩固动量守恒定律2．知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用3．了解航天技术的发展和应用（二）过程与方法理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
（三）情感、态度与价值观培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。
★教学重点运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质★教学难点动量守恒定律的应用．★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理模型，礼花，有关航天发射、空间站等的录像带剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：用实验方法引入新课：〖演示实验1〗老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。
〖演示实验2〗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，细管便向相反的方向飞去。
〖演示实验3〗把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。
提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢？实验3中，细管为什么会旋转起来呢？看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。
应该如何去解释这些现象呢？这节课我们就学习有关此类的问题。
（二）进行新课一、反冲运动1、反冲运动一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另外一个部分必然向相反方向运动，这个现象叫反冲运动。
（1）分析：细管为什么会向后退？教师：引导学生自学书本，展开讨论，得出结论：当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。
（2）分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。
最新人教版高中物理选修3-5第十六章《反冲运动、火箭》课堂探究
课堂探究一、反冲运动情景再现春节期间,儿童都喜欢燃放一种名为“钻天猴”的焰火,在一根细细的竹竿上端捆绑上一个塑料壳,塑料壳的上端封闭,下端开口,里面装有火药,点燃下端开口处的引线,火药产生的烟火向下喷出,它“嗖”一声直插青天,到最高点后“啪”的一声响.因“钻天猴”盛放的火药量少,比较安全,所以备受儿童的青睐.知识详解1.定义：原来静止的系统,当其中一部分运动时,另一部分向相反方向的运动,就叫做反冲运动.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.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,系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量.反冲运动的过程中,如果没有外力作用或外力的作用远小于系统的相互作用力,可利用动量守恒定律来处理.3.表达式：若系统的初始动量为零,则动量守恒定律的表达式为:0＝m 1v 1′＋m 2v 2′【示例】一个不稳定的原子核,质量为M,处于静止状态.当它以速度v 释放出一个质量为m 的粒子后,原子核剩余部分的速度为多大？解析：不稳定原子核放出粒子的过程中动量守恒.设原子核剩余部分的速度为v ′,以此速度方向为正方向,由动量守恒知(M －m )v ′－mv ＝0,解得mM mv v -='.答案：mM mv v -=' 4.反冲运动中由于有其他形式的能转化为机械能,于是系统的总动能增加,反冲运动时作用力与反作用力可以都做正功,也可以一个做正功,另一个做负功.状元笔记 求反冲速度的关键是确定相互作用的对象和各物体对地的运动状态.应用动量守恒定律分析反冲运动的有关特性时,必须注意的问题：(1)剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说,两者运动方向必然相反.做数值计算时,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.(2)把物体的一部分抛出和剩余部分产生反冲都需要经历一个过程,直到部分物体离开整体瞬间,两者速度达到最大,才形成相对速度.因此,若题中已知抛掷物体的速度是相对于剩余部分而言的,应理解为相对于“抛出”这一瞬间.【示例】质量为M 的平板小车静止在光滑水平面上,质量为m 的一个人站在车上的左端,当人沿车的方向相对车向车的右端以速度v 0匀速前进时,求车的速度的大小.解析：规定人的运动速度方向为正方向,设车厢对地面的速度大小为v 1,则人对地的速度大小为v 人＝v 0－v 1,根据动量守恒定律列方程有m (v 0－v 1)－Mv 1＝0,解得m M m v v +=01. 答案：mM m v v +=01 二、火箭 1.火箭:现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得的反作用力为动力的运载工具.2.火箭的工作原理:动量守恒定律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,随着推进剂的消耗,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.3.火箭飞行能达到的最大飞行速度,主要决定于两个因素:(1)喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为2.5km/s,提高到3～4km/s 需很高的技术水平.(2)质量比(火箭开始飞行时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比),现代火箭能达到的质量比不超过10.4.现代火箭的主要用途:利用火箭作为运载工具,例如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船.5.我国的火箭技术已跨入了世界先进行列.【示例】一火箭喷气发动机每次喷出m ＝200g 的气体,喷出的气体相对地面的速度v ＝1000m/s.设此火箭初始质量M ＝300kg,发动机每秒喷气20次,在不考虑地球引力及空气阻力的情况下,火箭发动机1s 末的速度是多大?解析：以火箭和它在1s 内喷出的气体为研究对象.设火箭1s 末的速度为v ′,1s 内共喷出质量为20m 的气体,以火箭前进的方向为正方向.由动量守恒定律得:(M －20m )v ′－20mv ＝0解得m/s 5.13m/s 2.020********.0202020=⨯-⨯⨯=-='m M mv v 即火箭发动机1s 末的速度大小是13.5m/s.答案：13.5 m/s。
人教版高中物理选修-反冲运动 火箭(全国一等奖)
人教版选修3-5第十六章第四节《反冲运动火箭》的教学设计江苏省新海高级中学王含喜（222022）一、设计思想通过实验（如释放气球、反击式水轮机、反冲小车）总结反冲的定义及特点；让学生举一些生活中的反冲运动的应用并通过录像来加深学生对反冲运动概念的理解，并通过一些图片介绍喷气式飞机及火箭都利用了反冲运动；通过射击时的枪抵在肩上的图片及大炮的图片来了解反冲运动的防止。
在看反冲运动的录像及图片时通过介绍一些土名称如穿天猴、地老鼠、缩头炮、止退犁等来提高学生的学习兴趣，活跃课堂气氛。
在讲火箭时通过火箭的发源地以及最早有载人火箭纪录的国家（很多同学认为是苏联、美国）来使同学们通过录像了解我国古代火箭的历史，并赞扬万户这种勇于探究科学的精神来教育学生，通过课本的思考与讨论来引入火箭最终获得的速度与哪些因素有关，并介绍多级火箭的原因，通过录像介绍火箭的分离技术，并鼓励学生努力学习，以后学习一些像火箭的分离技术一样的尖端技术来更好的为社会服务。
最后介绍我国在航空、航天事业中的进步，介绍“神州”系列飞船以及我国的登月计划，激发学生的学习热情，另一方面也体现了从物理走向社会的新课程理念。
二、教材分析本节是动量守恒定律在生产和科技方面的应用，主要通过生产、生活中的反冲现象介绍反冲运动，通过演示实验以及录像加深对反冲运动的理解，通过介绍一些土名称加深学生的印象，如穿天猴、地老鼠、缩头炮等；最后介绍火箭的飞行原理----反冲（动量守恒定律），利用录像让学生了解我国古代火箭的发展史、了解火箭的分离技术激发学生的学习兴趣，并让学生了解我国在航空、航天事业中的进步，介绍“神州”系列飞船以及我国的登月计划，激发学生的学习热情。
1．课标要求：（1）本节课让学生理解反冲运动遵循的规律：反冲运动是系统内力作用的结果，虽然系统所受外力的矢量和不为零，但由于内力远大于外力，所以系统的总动量是守恒的。
此外，如果系统所受的外力的矢量和不为零，但在某一方向上不受外力或在该方向上所受外力的矢量和为零，则在该方向上的动量是守恒的。
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1.反冲运动
反冲运动的产生是系统内力作用的结果，两个相互作用的物体A 、B 组成的系统，A 对B 的反作用力使B 获得某一方向的动量，B 对A 的反作用力使A 获得相反方向的动量，从而使A 沿着与B 的运动方向相反的方向做反冲运动.
实际遇到的反冲运动问题通常有以下三种：
（1）系统不受外力或所受外力之和为零，满足动量守恒的条件，可以用动量守恒定律解决反冲运动问题.
（2）系统虽然受到外力作用，但内力远远大于外力，外力可以忽略，也可以用动量守恒定律解决反冲运动问题.
（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合力为零，则系统的动量在该方向上的分量保持不变，可以用该方向上动量守恒解决反冲运动问题.
2.爆炸的过程满足动量守恒的条件，只是在炮弹炸开的那一瞬间，才有内力远大于外力，当爆炸结束以后就不再存在这个很大的内力，由于受到阻力等外力，则系统动量不再守恒.前述碰撞过程机械能不变或有损失，不可能增大，但爆炸过程机械能可能会增加，这是因为火药爆炸产生的能量有可能转化为机械能.
活学巧用
【例1】 如图16-5-1所示，质量为M 的炮车静止在水平面上，炮筒与水平方向夹角为θ，当炮车发射一枚质量为m 、对地速度为v 0的炮弹后，炮车的反冲速度为
.
图16-5-1
思路解析：在炮弹发射过程中，炮车所受阻力远小于内力，故系统在水平方向动量守恒. 设炮车速度为v ，则由水平方向动量守恒可得：0=Mv +mv 0co s θ,
解得v =-mv 0co s θM 负号说明炮车是后退的.
答案：-mv 0co s θM
【例2】 设斜上抛物体在通过轨迹的最高位置时，突然炸裂成质量不等的两块，已知其中一块沿原水平方向做平抛运动，则另一块的运动可能是（ ）
A.反方向平抛运动
B.斜上抛运动
C.自由落体运动
D.原方向平抛运动
思路解析：物体炸裂的过程，由于内力远大于外力，可认为动量守恒，炸裂前物体在斜抛运动的最高点，速度方向为水平；炸裂后，其中一块沿原水平方向，则另一块也必沿水平方向或速度为零，其方向可能与原方向相同，也可能相反，但不可能做斜抛运动，选项A 、C 、D 正确.
答案：ACD。