人教版高中物理选修3-5课件16.5《反冲运动火箭》

箭
2. 原理：动量守恒定律
火箭
3. 速度
①喷气速度：v ②质量比：M/m
1. 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，原子核剩余部分作反冲运
动的速度大小为（ B ）
Mv
A.
m
C. M m v
M
mv
B.
M m
D. M m v
M
2. 假设一小型宇宙飞船沿人造卫星的轨道在高空中做匀速圆 周运动，如果飞船沿与其速度相反的方向抛出一个物体 A，
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1. 了解反冲运动的概念及反冲运动的一些应用。 2. 理解反冲运动的原理。 3. 能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题。 4. 了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素。
首先通过视频展示神舟飞船发射时激动人心的震撼场面，不仅使同学们 对反冲运动有一个直观的印象，也极大地激发学生的民族自信心和爱国热情。 进而列举了自行榴弹炮、章鱼等反冲实例，导入新课。
则根据动量守恒定律有：p' = p
即 mv + Mv = 0
故有：v = − ( m/M )v
负号表示作用后的两部分运动方向相反
4. 反冲运动的应用：大炮、火箭的发射等。
例1. 机关枪重 8 kg，射出的子弹质量为 20 g，若子弹的 出口速度是 1000 m/s，则机枪的后退速度是多少？
v mv 0.021000 m/s=2.5 m/s
你认为章鱼游水时应用了什么物理原理？
1. 定义 ：一个物体在内力的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。这个 现象叫做反冲。
2. 特点：内力远远大于外力，反冲运动中系统动量守恒。
3. 物理原理：遵循动量守恒定律。
作用前：p = 0
作用后: p' = mv + Mv
动量守恒定律是选修3-5的重点，也是高考必考的内容，并且近几年考 查难度有逐渐加大的趋势。反冲是动量守恒定律的一个重要应用。不同的反 冲形式，可以引申出很多类型的题目。反冲是动量守恒定律的重要题型，也 是高考必考的内容，经常出现在高考和各类模拟试题中。所以本节课在学生 前两年物理学习能力提高的基础上，难度上高于课本，做到一步到位。这些 问题都提高了难度，但更具有实战意义。
在定义了反冲运动之后，根据反冲运动的特点，遵循动量守恒定律。学 生很容易列出动量守恒方程。但在实际情况下要运用动量守恒定律就不一定 用好了。本节课典例探究选用了人船模型并把它作为重点。用位移表示动量 守恒，有一定难度。为了更好地掌握这个模型，紧接着又设计了气球上升的 题目，加深学生的理解。在最后课堂检测中，又设计了第四题加以巩固。
则下列说法错位的是（ A ）
A. A 与飞船都可能按原轨道运动 B. A 与飞船不可能都按原轨道运动 C. 飞船运行的轨道半径一定增大，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
3. 一火箭喷气发动机每次喷出 m = 200 g的气体，气体 离开发动机喷出时对地速度 v = 1000 m/s，设火箭质量 M = 300 kg，发动机每秒喷发 20 次。则运动第 1 秒末， 火箭的速度多大 ？
M
8
例2. 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？
mv Mv 0 x1 x2 L x1 v x2 v
M x1 M m L
m x2 M m L
M
1. 古代火箭
2. 现代火箭
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？
v

(M
m)v1 m

(M m
1)v1
燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比
火箭发射
自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢？
自行火炮后面为什么装有止退犁？履带表面为什么有较 深的突起抓地钩型设计？
你知道章鱼、乌贼怎样游水吗？它们先把水吸入体腔， 然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体很快地 运动。
章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体 向任意方向前进。
例3. 载人的气球原来静止在离地面高为 h 的空中，气 球质量为 M，质量为 m 的人要沿气球上的绳梯安全着 地，如图所示，则绳梯长度至少为多长？
解：以人和气球为系统，在人沿绳梯着 地的过程中动量守恒，即：
mh = Ms （s 为气球上升位移） 解得：s m h M 所以绳的总长为：L h s M m h
Baidu Nhomakorabea
M/m共同决定。要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料。
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。
漫漫“长征”路：长征系列运载火箭发展史
第一节火箭脱离过程
反冲 1. 定义：向气体喷出的反方向运动
反 冲 运
运动
2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲运动：烟花、射击
动
火
1. 发展：从宋代开始
13. 5 m/s
4. 如图， B 为光滑斜面，质量为 M，倾角 θ，斜面长为 s，一个物体 A，质量为 m，由斜面顶端自由下滑，求当 A 物体滑到斜面底端时，斜面移动的距离为多少？（设 水平面光滑）
ms cos
x
Mm