第6节　反冲现象　火箭（课件 教案 学案 练习四份打包）高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

第6节　反冲现象　火箭 学习目标　1.知道什么是反冲运动；知道火箭的工作原理。2.能利用动量守恒定律解释反冲现象。3.知道人船模型可以看成反冲运动问题处理。 知识点一　反冲现象 你知道章鱼、乌贼是怎样游动的吗？它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体很快地运动。章鱼能够调整喷水的方向，这样可以使得身体向任意方向前进。 章鱼游动时体现了什么物理原理？ 提示　章鱼喷水后会获得与喷出的水反方向的冲量，从而获得前进的速度，这就是反冲现象。 1.反冲 (1)实例分析：发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。这种情况由于系统内力很大，外力可忽略，满足动量守恒定律。射击前，炮弹静止在炮筒中，它们的总动量为0。炮弹射出后以很大的速度向前运动，根据动量守恒定律，炮身必将向后运动。 (2)定义：发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。炮身的这种后退运动叫作反冲。 (3)规律：反冲现象中，系统内力很大，外力可忽略，满足动量守恒定律。 2.反冲现象的防止及应用 (1)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。 (2)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转。 3.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，所以两部分组成的系统动量守恒或在某一方向动量守恒。 (3)反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的机械能增加。 【思考】 以下三个实例中是不是利用了反冲原理？ 提示　电风扇吹风不是反冲，火箭喷气升空和飞机喷气加速都是利用了反冲原理。 例1 如图，反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精灯，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动。如果小车运动前的总质量M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg(水蒸气质量忽略不计)。 (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度； (2)若橡皮塞喷出时速度大小仍为2.9 m/s，方向与水平方向成60°角，求小车的反冲速度(小车一直在水平方向运动)。 答案　(1)0.1 m/s　方向与橡皮塞水平运动方向相反　(2)0.05 m/s　方向与橡皮塞水平分运动的方向相反 解析　(1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零。以橡皮塞运动的方向为正方向，根据动量守恒定律，有 mv＋(M－m)v′＝0 解得v′＝－v＝－×2.9 m/s＝－0.1 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞水平运动的方向相反，反冲速度大小是0.1 m/s。 (2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒，以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向，有 mvcos 60°＋(M－m)v″＝0 解得v″＝－＝－ m/s ＝－0.05 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反，反冲速度大小是0.05 m/s。 反冲现象中应注意的三个问题 (1)速度的方向性：对于原来静止的整体，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就要取负值。 (2)速度的相对性：反冲问题中，若已知相互作用的两物体的相对速度，应先将相对速度转换成相对地面的速度，再根据动量守恒定律列方程。 (3)变质量问题：在反冲运动中常遇到质量变化的情况，此时应注意研究对象质量的变化。　　 训练1 (2024·浙江学军中学月考)如图所示，火炮车连同炮弹的总质量为M，当炮管水平时，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶，发射一枚质量为m的炮弹后，火炮车的速度变为v2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v0为(　　) A. B. C. D. 答案　B 解析　火炮车水平匀速行驶时，水平方向上所受外力为零，系统动量守恒，设向右为正方向，炮弹发射 ... ...