2021学年高中物理第十六章动量守恒定律第五节反冲运动火箭学案人教版选修3_5.doc

第五节反冲运动火箭

【素养目标定位】

※了解反冲运动的动量守恒

※※明确反冲运动问题的处理方法，巩固前面所学知识

※了解反冲运动在航天航空中的应用

【素养思维脉络】

课前预习反馈

教材梳理·夯基固本·落实新知知识点1 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，一部分向某一方向运动，另一部分必然向__相反__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)反向运动中，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。

知识点2 火箭

1．火箭

现代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．影响火箭速度大小的因素

(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2.5 km/s，提高到3～4 km/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等。

思考辨析

『判一判』

(1)反冲运动中动量守恒。(√)

(2)农田、园林的喷灌装置的原理是反冲运动。(√)

(3)反冲运动实际上是相互作用物体之间的一对平衡力产生的效果。(×)

(4)现代火箭是利用火箭和空气间的作用力而升空的。(×)

(5)用多级火箭发射卫星可以获得所需的速度。(√)

『选一选』

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( D )

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：由于冰面光滑，无法行走或滚动，由动量守恒定律可知，只有抛出物体获得反冲速度才能到达岸边。

『想一想』

两位同学在公园里划船。租船时间将到，她们把小船划向码头。当小船离码头大约 2 m 左右时，有一位同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于2 m，跳到岸上绝对没有问题。于是她纵身一跳，结果却掉到了水里(如图)。她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？(假设起跳时船已静止)

解析：若立定跳远时，人离地时速度为v ，如果从船上起跳时，人离船时速度为v ′，船

的反冲速度为v ′船，由能量关系E ＝12mv 2，E ＝12mv ′2＋12

Mv ′2船 所以v ′

正是由于船的反冲导致了此结果。

课内互动探究

细研深究·破疑解难·萃取精华

探究

对反冲运动的理解

┃┃思考讨论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：因为月球上没有空气，所以螺旋桨飞机无法起飞，只能配置喷气式飞机。 ┃┃归纳总结__■

1．反冲运动的三个特点：

(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，相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力，所以可以用动量守恒定律或在某一方向上应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机械能，所以系统的总动能增加。

2．分析反冲运动应注意的问题

(1)速度的反向性问题