(共23张PPT)
第一章 动量守恒定律
1.6 反冲现象 火箭
目
录
CONTENTS
1 学习目标
2 新课导入
3 新课讲解
4 课堂小结
5 当堂小练
1.认识反冲现象,并能举出几个反冲运动的实例.
2.能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释. (重点)
3.了解我国航空、航天事业的巨大成就,增强民族自信心和自豪感.
学习目标
以下现象体现了什么物理原理?
乌贼游动
海上冲水
新课导入
一、反冲运动
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
新课讲解
做一做:
二、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。
现代火箭结构
例2: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′.火箭飞行最大速度由什么因素决定?
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,
由动量守恒定律得:
1.喷气速度
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)
决定火箭最终速度因素:
三、“人船模型” 问题
如图所示,质量为M的小船长L,静止于水面,质量为m 的人从船右端走到船左端,不计水对船的运动阻力,则:该过程中船将移动多远?
v1
v2
(1) 人匀速行走
结论: 船匀速后退
人走到船尾时,有:
S船
S人
L
v1
v2
结论: 船变速后退
L
S2
S1
人相对船运动中一直有:
故有:
(2) 假如人变速走到船头,船后退的距离多少?
1、条件:
(1)系统由两个物体组成且相作用前静止,总动量为零;
(2)在相对运动的过程中至少有一个方向动量守恒。
2、公式:ms1=Ms2
(1)公式中的位移是相对同一参考系的位移;
(2)不论物体做的市匀速运动还是变速运动,结论都是相同的。
课堂小结
1.(单选)某同学为研究反冲运动,设计了如图所示的装置,固定有挡光片的小车内表面水平,置于光滑水平面上,挡光片宽为d,小车的左侧不远处有固定的光电门,用质量为m的小球压缩车内弹簧,并锁定弹簧,整个装置处于静止,解除锁定,小球被弹射后小车做反冲运动并通过光电门,与光电门连接的计时器记录挡光片挡光时间为t,小车、弹簧和挡光片的总质量为3m,则小球被弹出小车的瞬间相对于地面的速度大小为( )
A.d/t B.2d/t
C.3d/t D.4d/t
C
当堂小练
2.(单选)如图所示,装有炮弹的火炮总质量为m1,炮弹的质量为m2,炮弹射出炮口时对地的速率为v0,若炮管与水平地面的夹角为θ,则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)( )
A. B.
C. D.
C
3.(单选)2021年10月16日,搭载3名宇航员的神州十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,三位宇航员将在太空生活6个月。若某位连同装备共100kg的宇航员出仓执行任务,在离飞船30m的位置与飞船处于相对静止状态,为返回飞船,宇航服中的高压气源一次性喷出一定质量的速度为40m/s的气体,5分钟后宇航员返回飞船,则喷出气体的质量为( )
A.0.15kg B.0.25kg C.0.35kg D.0.5kg
B
4.(单选)2021年5月15日,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星,中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。携带火星车的着陆器与环绕器分离后,最后阶段利用反推火箭在火星表面实现软着陆,设着陆器总质量为M,极短时间内瞬间喷射的燃气质量是m,为使着陆器经一次瞬间喷射燃气后,其下落的速率从v0减为v,需要瞬间喷出的燃气速率约为( )
A.v0-v B.
C. D.
C
5.(单选)一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为( )
A. B.
C. D.
D
6.(单选)有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长,一位同学想用一个卷尺测量它的质量。他进行了如下操作:首先将船平行码头自由停泊,然后他轻轻从船尾上船,走到船头后停下,而后轻轻下船,用卷尺测出船后退的距离d和船长L。已知他自身的质量为m,则船的质量为( )
A. B. C. D.
B
7.(单选)光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面体A,斜面体质量为M、底边长为L,如图所示。将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A.滑块B下滑的过程中,A、B组成的系统机械能不守恒,水平方向动量守恒
B.滑块B下滑到斜面体底端时,重力的瞬时功率为
C.滑块下滑过程中,支持力对B做负功
D.此过程中滑块B向右滑动的距离为
C
8.(单选)如图,质量是M(包括绳)的气球下方有一段绳长为L,一质量为m的人悬挂在绳的末端B点,气球和人均处于静止状态。现人沿绳慢慢地爬到绳的上端A点处,空气阻力不计,人可视为质点,则人实际上爬的高度是( )
A. B.
C. D.
B
THANKS