反冲运动--公开课

解：取人和气球为对象，系统开始静止且 同时开始运动，可知系统所受外力之和为 零。人到地面时，人对地的位移为Ｈ，设 气球对地位移h（如图所示），则根据动量 Ｈ 守恒定律 mH Mh
h
因此绳的长度至少为 L=H+h=
地面
(M+m)H
M
M s1 L mM
m s2 L mM
人船模型
例3：在静水上浮着一只长为L=3m、质量为M=300kg 的小船，船尾站着一质量m=60kg的人，开始时人和 船都静止。若人匀速从船尾走到船头，不计水的阻力。 则船将（ ） （A）后退0.5m （B）后退0.6m
（C）后退0.75m
（D）后退0.8m
由动量守恒定律得
mv'(M m)v 0
1.喷Hale Waihona Puke Baidu速度
M m M v ( 1)v 得 v' m m
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）
三、“人船”模型
如图所示，长为L的船静止在平静的水面上，立于船头 的人的质量为m，船的质量为M，不计水的阻力，人从船 头走到船尾的过程中，问船对地面的位移为多大？
古代火箭
现代火箭结构
火箭工作原理
例题2
火箭飞行最大速度由什么因素决定？设火箭发 射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火 箭燃气的喷射速度为v. 求燃料燃尽后火箭的飞 行速度为v′．
解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以 动量守恒。取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭 的总动量为0，发后的总动量为 m v'( M m)v
(1) 人匀速行走
v1 v2
mv1 Mv2 0 m v2 v1 M 结论： 船匀速后退 人走到船尾时，有：
mv1t Mv2 t 0 ms1 Ms2
S船
L
S人
s1 s2 L
(2)
假如人变速走到船头，船后退的距离多少？
mv1 Mv2 0
m v2 v1 M
结论： 船变速后退 人相对船运动中一直有：
为零，系统总动量为零。以橡皮塞的运 动方向为正方向。由动量守恒定律有：
m v ( M m)v' 0
m 0.1 v' v 2.9m / s 0.1m / s M m 3 0.1
负号表示小车运动方向与橡皮塞的运动方向相反，反冲 速度大小是0.1m/s．
讨论与交流
• 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 是多少？
分析：小车与橡皮塞组成的系统在水平方向 动量守恒：
二、反冲运动的利用-1喷气式飞机J20
二、反冲运动的利用3-火箭
我国早在宋代就发明了火箭，在箭支 上扎个火药筒，火药筒的前端是封闭的， 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。
v1
v2
mv1 Mv2 0 mv1t Mv2 t 0
ms1 Ms2 0
故有：ms1 Ms2
S2
L
S1
s1 s2 L
1、“人船模型”的力学特征 • 人和船构成一个相互作用的系统； • 人和船在相互作用下各自运动； • 系统所受的合外力为零，从而系统在 运动过程中总动量守恒。
【2】一静止的、不稳定的原子核的质量为m'，放 射出一质量为m，速度v的粒子后，剩余部分获得 的反冲速度大小为（ C ）
A
m' v m' m
'
B
mv m' m
C
m v m ' m
D
mv m'
3.一支步枪的质量为3.95kg，弹头的质量为8.6g （火药的质量不计），击发后，弹头射出枪口时 的速度为735m/s，试计算射击时枪身后退的速度 ？
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向相反 方向运动的现象． 2.特点： ①物体间相互作用突然发生，时间 短，作用强。 ②系统所受外力一 般不为零， 但远远小于内力。 3. 原 理： 遵循动量守恒定律
例题1
反冲小车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸气将 橡皮塞冲出，小车沿相反方向运动。如果小车的 总质量是M=3kg，水喷出的橡皮塞的质量是m=0.1k g，橡皮塞喷出时速度v=2.9m/s，求小车的反冲速 解：小车与橡皮塞为系统，所受合外力 度。
解析：取人和小船为对象，它们所受合外力为零， 初动 量 为0 （均静止） 取人的走向为正方向， 根据动量守恒定律 0= mv/人 - Mv/船
设走完时间为t 则0= mv/人t - Mv/船t
mS人=MS船
60×（3-S船）=300×S船 答案：A S船=0.5m
反 冲 运动 运 动 火 箭 火箭
温故知新
1.动量守恒定律内容 2.公式：
p p' , m1v1 m2v2 m1v1 'm2v2 '
3.动量守恒定律的“五性” ①条件性②矢量性③相对性④同时性⑤普适性 4.运用动量守恒定律的解题步骤
新课引入
将一个气球吹大，然后松手，会出现什 么现象？如何解释这种现象呢？ 请思考!
神七发射视频
v1
v2
S2
L
S1
2、“人船模型”的分析思路
① 系统总动量为0
mv1 Mv2 0

② 系统任一时刻，均有： mv1 Mv2
所以即使人做变速运动，也有： m v M v 1 2
③ 上式两端同乘以时间t： mS1=MS2 ④ 由于人相对船相对的距离为L:
S1+S2 = L
⑤ 人、船相对于地面移动的距离分别为:
反冲
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 分向相反方向运动的现象．
2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲运动：烟花、射击、火 箭 1. 发展：从宋代开始
2. 原理：动量守恒定律
①喷气速度：v
3. 速度
②质量比M/m
课堂练习
【 1 】采取下列哪些措施有利于增加 喷气式飞机的飞行速度（AC） 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
解：设枪身后退速度方向为正，则子弹运动方向为 负。 0 Mv1 mv2 根据动量守恒定律有：
即：
m v2 0.0086 735 v1 m / s 1.6m / s M 3.95
4. 载人气球原来静止在空中（如图所示），质 量为M，下面拖一条质量不计的软梯，质量为m 的人（可视为质点）站在软梯上端距地面高度 为Ｈ，若人要沿轻绳梯返回地面，则绳梯的长 度L至少为多长？
第五节
反冲运动 火箭
回顾火箭和气球的运动回答问题： 1、气球和火箭运动前处于什么运动状 态？ 2、气球和火箭运动前是一个物体，运 动后是否分为两部分？ 3、如果火箭和气球分为两部分，这两 部分运动情况如何？ 4、火箭和气球的运动原因是什么？ 5、如何用语言概括火箭和气球的这种 运动？
一、反冲运动