【全国百强校】山西省忻州市第一中学人教版高中物理选修3-5课件：16-5 反冲运动 火箭 (共21张PPT)

[合作探讨]
如图所示，为一条约为 180 kg 的小船漂浮在静水 中，当人从船尾走向船头时，小船也发生了移动，不计水的 阻力．
探讨 1：小船发生移动的动力是什么力？小船向哪个方向运动？
【提示】 摩擦力．向左运动，即与人行的方向相反．
探讨 2：当人走到船头相对船静止时，小船还运动吗？为什么？
【提示】 不运动．小船和人组成的系统动量守恒，当人的速度为零 时，船的速度也为零．
长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前进的路 关照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人，穷，也要穷的有骨气！古之立 世之才，亦必有坚忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修炼才华和能力，更重要的是要能坚持下来。士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已 有理想，脚下的路再远，也不会迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。任何事业，学业的基础，都要以自身品德的修炼为根基。 肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。财富如浮云，生不带来，死不带去，真正留下的，是我们对这个世界的贡献。英雄者，胸怀大志，腹有良策 吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志老去的只是身体，心灵可以永远保持丰盛。乐 其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。越是微小的事情，越见品质。学而不知道，与 行，与不知同。知行合一，方可成就事业。以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。若是天下人都能互相体谅，纷扰世事可以停歇。志不强者智不达，言不 越高，所需要的能力越强，相应的，逼迫自己所学的，也就越多。臣心一片磁针石，不指南方不肯休。忠心，也是很多现代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。为人谋 交而不信乎?传不习乎?若人人皆每日反省自身，世间又会多出多少君子。人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。给世界和身边人，多一点宽容，多一份担 为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。淡看世间事，心情如浮云天行健，君子以自强不息。地 载物。君子，生在世间，当靠自己拼搏奋斗。博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。进学之道，一步步逼近真相，逼近更高。百学须先立志。天下大事，不立 川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚做人，心胸要宽广。其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不 进者，不会把时间耗费在负性情绪上。好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。力行善事，有羞耻之心，方可成君子。操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器做学问和学 次的练习。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。人总是珍惜未得到的，而遗忘了所拥有的。谁伤害过你，谁 要。重要的是谁让你重现笑容。幸运并非没有恐惧和烦恼；厄运并非没有安慰与希望。你不要一直不满人家，你应该一直检讨自己才对。不满人家，是苦了你自己。 久的一个人，而是心里没有了任何期望。要铭记在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一个过往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福却很短暂。一 看他贡献什么，而不应当看他取得什么。做个明媚的女子。不倾国，不倾城，只倾其所有过的生活。生活就是生下来，活下去。人生最美的是过程，最难的是相知， 幸福的是真爱，最后悔的是错过。两个人在一起能过就好好过！不能过就麻利点分开。当一个人真正觉悟的一刻，他放下追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世 若软弱就是自己最大的敌人。日出东海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不转牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。乌云总会被驱散的，即使它笼罩了整个地球。心态便 明灯，可以照亮整个世界。生活不是单行线，一条路走不通，你可以转弯。给我一场车祸。要么失忆。要么死。有些人说：我爱你、又不是说我只爱你一个。生命太 了明天不一定能得到。删掉了关于你的一切，唯独删不掉关于你的回忆。任何事都是有可能的。所以别放弃，相信自己，你可以做到的。、相信自己，坚信自己的目 受不了的磨难与挫折，不断去努力、去奋斗，成功最终就会是你的！既然爱，为什么不说出口，有些东西失去了，就在也回不来了！对于人来说，问心无愧是最舒服 表明他人的成功，被人嫉妒，表明自己成功。在人之上，要把人当人；在人之下，要把自己当人。人不怕卑微，就怕失去希望，期待明天，期待阳光，人就会从卑微 存梦想去拥抱蓝天。成功需要成本，时间也是一种成本，对时间的珍惜就是对成本的节约。人只要不失去方向，就不会失去自己。过去的习惯，决定今天的你，所以 定你今天的一败涂地。让我记起容易，但让我忘记我怕我是做不到。不要跟一个人和他议论同一个圈子里的人，不管你认为他有多可靠。想象困难做出的反应，不是 而是面对它们，同它们打交道，以一种进取的和明智的方式同它们奋斗。他不爱你，你为他挡一百颗子弹也没用。坐在电脑前，不知道做什么，却又不想关掉它。做 让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾。发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚 并把研究继续下去。我的本质不是我的意志的结果，相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志 类的福利，可以使可憎的工作变为可贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶 的出现不是对愿望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。 灾难，已经开始了的事情决不放弃。最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。意志若是屈 它都帮助了暴力。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。意志坚强，只有刚强的人，才有神圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。卓越的人的一大优点 的遭遇里百折不挠。疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的， 么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。
动，可采用的方法是打开阀门________．
【答案】 S2
2．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？
【答案】
M＋m Mh
解决“人船模型”应注意两点 (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．
法二：选取整体为研究对象，运用动量守恒定律求解． 设喷出三次气体后火箭的速度为 v3，以火箭和喷出三次气体为研究对象， 据动量守恒定律，得 (M－3m)v3－3mv＝0 所以 v3＝M3－m3vm＝2 m/s.
【答案】 2 m/s
火箭类问题的三点提醒 (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．
第十六章 动量守恒定律
§16-5 反冲运动 火箭
学习目标 1.了解反冲运动的概念及反冲运动 的一些应用． 2．知道反冲运动的原理．(重点) 3．掌握应用动量守恒定律解决反冲 运动问题．(重点、难点) 4．了解火箭的工作原理及决定火箭 最终速度大小的因素．(难点)
知识脉络
反冲运动
1．反冲运动的特点及遵循的规律 (1)特点：是物体之间的作用力与反作用力产生的效果． (2)条件：①系统不受外力或所受外力的矢量和为零．②内力远大于外力； ③系统在某一方向上不受外力或该方向上所受外力之和为零． (3)反冲运动遵循动量守恒定律．
所以 v1＝Mm－vm 第二次气体喷出后，火箭速度为 v2，有(M－2m)v2－mv＝(M－m)v1 所以 v2＝M2－m2vm 第三次气体喷出后，火箭速度为 v3，有(M－3m)v3－mv＝(M－2m)v2 所以 v3＝M3－m3vm＝33×000－.2×3×1 00.020 m/s＝2 m/s.
2．讨论反冲运动应注意的两个问题 (1)速度的反向性 对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛 出部分必然相反． (2)速度的相对性 一般都指对地速度． 3．“人船模型”问题 (1)定义 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.
【答案】
mv0 M－m
4．一火箭喷气发动机每次喷出 m＝200 g 的气体，气体离开发动机喷 出时的速度 v＝1000 m/s(相对地面)，设火箭质量 M＝300 kg，发动机每秒 喷气 20 次．求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？
【解析】 法一：喷出气体的运动方向与火箭运动的方向相反，系统动量守恒 第一次气体喷出后，火箭速度为 v1，有(M－m)v1－mv＝0
探讨 1：火箭点火后能加速上升的动力是什么力？ 【提示】 燃烧产生的气体高速向下喷出，气体产生的反作用力推动火箭 加速上升． 探讨 2：要提升运载物的最大速度可采用什么措施？ 【提示】 提高气体喷射速度，增加燃料质量，及时脱离前一级火箭空壳．
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 v0 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 ________．