1.6 反冲现象 火箭--高中物理选择性必修一素养提升学案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修一素养提升学案 第一章 动量守恒定律 1.6 反冲现象 火箭 【核心素养目标】 1.物理观念 通过实例了解反冲的概念及反冲运动的一些应用。 2. 科学思维 知道火箭工作原理，能利用动量守恒定律解释反冲现象。 3. 科学探究 探究火箭的发射原理。 4. 科学态度与责任 了解我国航空、航天事业的成就，激发学生爱国主义热情。 【预习探究】 知识点一　反冲现象 1．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。 2．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。 3．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。 【思考】　如图所示，把弯管装在可旋转的盛水容器的下部。当水从弯管流出时，容器就旋转起来。这种现象利用了什么原理？ 提示：反冲原理。 知识点二　火箭 1．工作原理：利用反冲的原理，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出，使火箭获得巨大速度。 2．影响火箭获得速度大小的因素 一是喷气速度，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比。喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。 【温馨提示】　由火箭的工作原理可知，与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃气，而不是外界的空气。 【考点探究】 考点1　对反冲运动的理解 取一只药瓶或，在其盖上钻一小孔(瓶盖与瓶子需密封)，再取一块厚泡沫塑料，参照图做成船的样子，并在船上挖一凹坑，以容纳盛酒精的容器(可用金属瓶盖)。用两段铁丝，弯成环状以套住瓶的两端，并将铁丝的端头分别插入船中。 将一棉球放入容器中，并倒入少量酒精，在瓶中装入半瓶开水。将船放入水中，点燃酒精棉球后一会儿产生水蒸气，当水蒸气从药瓶盖的孔中喷出时，小船便能勇往直前了。小船向前运动体现了什么物理原理？ 提示：反冲原理。 1．反冲运动的特点 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。 (2)在反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理。 (3)在反冲运动中，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．处理反冲运动应注意的问题 (1)速度的方向 对于原来静止的整体，抛出部分与剩余部分的运动方向必然相反。在列动量守恒方程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的速度应取负值。 (2)相对速度问题 在反冲运动中，有时遇到的速度是两物体的相对速度。此类问题中应先将相对速度转换成对地的速度后，再列动量守恒定律方程。 (3)变质量问题 如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程来进行研究。 【典例1】（2023广东培正中学质检） 2021年1月20日0时25分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将天通一号03星发射升空。在发射地球卫星时需要运载火箭多次点火，以提高最终的发射速度。某次地球近地卫星发射的过程中，火箭喷气发动机每次喷出质量为m=800g的气体，气体离开发动机时的对地速度v=1000m/s，假设火箭（含燃料在内）的总质量为M=600kg，发动机每秒喷气20次，忽略地球引力的影响，则（　　） A. 地球卫星要能成功发射，速度大小至少达到11.2km/s B. 火箭第三次气体喷出后速度的大小约为4m/s C. 要使火箭能成功发射至少要喷气500次 D. 要使火箭能成功发射至少要持续喷气15s 【思路点拨】：(1)火箭和喷出气体组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零。 (2)火箭和喷出气体组成的系统在竖 ... ...