物理人教版（2019）选择性必修第一册1.6反冲 火箭（共28张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册1.6反冲 火箭（共28张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 24.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-16 20:09:20 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
反冲现象 火箭
前面我们动量定理和动量守恒，并且在上节课我们利用相关知识解决碰撞中的相关问题，今天我们一起学习反冲现象并认识火箭。
目录
反冲冲
火箭
典例
练习
PART 01
PART 02
PART 03
PART 04
CONTENTS
基本概念
1.反冲定义：根据动量守恒定律，一个静止的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，这个现象叫做反冲现象。
2.特点：
（1）不同部分在内力作用下向相反方向运动
（2）内力远大于外力，动量守恒
（3）其它形式的能转化为动能，动能增加
3. 物理原理：
遵循动量守恒定律
作用前：P = 0
作用后: P' = m1 v1 - m 2v2
则根据动量守恒定律有： P' = P
即 m1 v1 - m 2v2 = 0
故有：v2 = ( m1 / m2 ) v1
负号就表示作用后的两部分运动方向相反
如图，长为L 质量为M的船停在静水中，一个质量为m的人（可视为质点）开始从船头走向船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各是多少？
①人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；
②速度比等于质量的反比，位移比等于质量的反比；
三、人船模型
1、“人船模型”是动量守恒定律的拓展应用，它把速度和质量的关系推广到质量和位移的关系。即：
m1v1=m2v2
则：m1s1= m2s2
2、此结论与人在船上行走的速度大小无关。不论是匀速行走还是变速行走，甚至往返行走，只要人最终到达船的左端，那么结论都是相同的。
3、人船模型的适用条件是：两个物体组成的系统动量守恒，系统的合动量为零。
解决“人船模型”问题
1.解前画出人、船位移草图
2.运动情况：人走、船行；人停船停；人加速船加速；人减速船减速。
3.原理：动量守恒定律
4.人船速度关系：0=mv1-MV2.
则v1/v2=M/m,任意时刻速度与质量成反比。
5.人船位移关系：
mx1-MX2=0, 则x1/x2=M/m。
x1+x2=L L----船的长度
则：x1=mL/(m+M), x2=ML/(M+m)
x1
x2
L
M
m
v1
v2
【课堂小结】
反冲运动 火箭
反冲运动
1．定义：静止或运动的物体分离出一部分物体 ，使另一部分向相反方向运动的现象叫反冲运动。
2．反冲运动中一般遵循动量守恒定律
3．
应用：反击式水轮机、喷气式飞机 、火箭等
防止：射击时，用肩顶住枪身
火箭
1．飞行的原理---利用反冲运动
2．决定火箭最终飞行速度的因素
喷气速度
质量比
典 例
1．一空船静止于水面上，船后舱因有漏洞进水，堵住漏洞后用一水泵把后舱中的水抽往前舱，前后舱用隔板隔开，如图所示。不计水的阻力，在抽水过程中船的运动情况是（ ）
A．保持静止 B．持续向前运动
C．持续向后运动 D．前后往复运动
不计水的阻力，则系统动量守恒，系统总动量为零，用一水泵把后舱的水抽往前舱，则水的重心前移，故船将向后运动（等效于人船模型）。
故选C。
2．生命在于运动，体育无处不在，运动无限精彩，如图所示，质量为450kg的小船静止在水面上，质量为50kg的人在甲板上立定跳远的成绩为2m，不计空气和水的阻力，下列说法正确的是（ ）
A．人在甲板上散步时，船保持静止
B．人在立定跳远的过程中船保持静止
C．人在立定跳远的过程中船后退了0.4m
D．若人在地面上立定跳远，其最好成绩一定超过1.8m
AB．根据动量守恒定律，人动船也动，则当人在甲板上散步时，船将运动；人在立定跳远的过程中船也将运动，AB错误；
C．根据人船模型动量守恒有
人在立定跳远的过程中船后退了0.2m，C错误；
D．人在船上跳远时，相对地面的成绩为；人在船上跳远时，人释放的能量等于人和船的动能，当人在地面上跳远时，人释放的能量全部转化为人的动能，则人在地面上立定跳远，其最好成绩一定超过1.8m，D正确。
故选D。
3．在平静的水面上有一条静止不动的小船，船头站着一个人。当人从船头走到船尾的过程中，忽略水对小船的阻力，则以下说法中正确的是（ ）
A．船和人组成的系统的总动量将减小
B．在人行走的过程中，船将向相反的方向运动
C．在人行走的过程中，船和人的动能的总和将保持不变
D．当人突然停止走动，船将由于惯性而继续在水面上运动
A．因忽略水对船的阻力，则船和人组成的系统受合外力为零，系统的总动量守恒，选项A错误；
B．由动量守恒可知，在人行走的过程中，船将向相反的方向运动，选项B正确；
C．在人行走的过程中，人对船和本身要做功，则船和人的动能的总和将增大，选项C错误；
D．由动量守恒可知，因开始时系统的总动量为零，则当人突然停止走动，船将停止运动，选项D错误。
故选B。
4．一只质量为m1=3 kg的乌贼吸入m2=0.6 kg的水静止在水中，遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水以大小v2=20 m/s的速度向后全部喷出，求：
（1）乌贼喷水后向前逃窜的速度大小v1；
（2）若向前逃窜时受到水的阻力大小恒为f=2N，乌贼喷水后经过多少时间停止？
（1）设乌贼向前逃窜的方向为正方向，由系统动量守恒得
0=m1v1-m2v2
v1=4m/s
（2）由动量定理得
-ft=0-m1v1
t=6s
5．如图所示，大气球质量为25kg，载有质量为50kg的人，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为（不计人的高度，可以把人看作质点）（ ）
A．30m B．40m C．60m D．70m
人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度v1，气球的速度v2，运动时间为t，以人与气球组成的系统为研究对象，取向下为正方向，由动量守恒定律得：
即绳子至少长60m。故C正确，ABD错误。
故选C。
练 习
1．如图所示，一热气球下面系一质量为m的物体，物体距水平地面的高度为h，它们正以速度v沿水平方向匀速运动。某时刻绳子断裂，物体和热气球分离。已知热气球与物体的总质量为M，分离后热气球所受浮力不变，不计空气阻力及绳子长度，物体可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．物体刚到达地面时，热气球离地面的高度为
B．物体刚到达地面时，热气球离地面的高度为
C．物体刚到达地面时，热气球的速度大小为
D．物体刚到达地面时，热气球的速度大小为
AB．热气球与物体组成的系统竖直方向上动量守恒，则
物体竖直方向的位移
气球竖直方向的位移
则有
物体刚到达地面时热气球离地面的高度为
A正确，B错误；
CD．设物体到达地面时物体与热气球的竖直分速度大小分别为v1、v2，则竖直分速度满足
热气球与物体组成的系统竖直方向上动量守恒，规定竖直向下的方向为正方向，则
故物体刚到达地面时，热气球的速度大小
C正确，D错误
2．如图，一质量为2m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽，放在光滑的水平面上，底端B点切线水平，有一质量为m、可视为质点的小球由槽顶端A点静止释放。不计空气阻力，在小球下滑至槽底端B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒
B．若圆弧槽不固定，小球水平方向的位移大小为
C．圆弧槽固定和不固定两种情形下，小球滑到B点时的速度之比为
D．圆弧槽固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为9:7
A．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统水平方向受合外力为零，则水平方向动量
守恒，A错误；
B．若圆弧槽不固定，对小球和槽组成的系统水平方向动量守恒，则
解得小球水平方向移动的位移为
B正确；
C．圆弧槽固定时小球滑到B点时的速度
圆弧槽不固定情形下，由动量守恒和能量关系可知
解得
则圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度之比为
C正确；
D．由C中分析可知，若圆弧槽固定，小球到达底端时
则圆弧槽对地面的最大压力为
若圆弧槽不固定，小球到达底端时
解得
则圆弧槽对地面的最大压力为
圆弧槽固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为
D错误。
故选BC。
3．如图甲所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。
（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力的大小；
（2）若不固定小车，滑块从A′点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车，如图乙所示。已知A′O与竖直方向夹角为θ = 60°，小滑块的质量 ，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：道BC间的动摩擦因数为μ，求：
①滑块运动过程中，小车的最大速率；
②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小x。
（1）若固定小车，则滑块滑到B点时速度最大，所需向心力最大，受到的支持力最大，且设为FN，根据动能定理和牛顿运动定律有
由牛顿第三定律可知滑块对小车的最大压力为
F′N= FN= 3mg
（2）①由于地面是光滑的，则小车和滑块组成的系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正有
0 = mv1 - Mv2
由上式可看出，当滑块速度v1最大时小车速度达到最大，又由于滑块经过B点后摩擦力让其减速，则可知小滑块达到B点时速度最大，则A′到B根据动能定理有
②由于不固定小车，则滑块从B到C过程中和小车组成的系统在水平方向动量守恒，则在这段过程中任意时刻滑块的速度v3和小车的速度v4均满足
0 = mv3–Mv4（取水平向右为正）
设滑块的位移大小为x，则有
Ms = mx
根据位移关系有
s + x = L
由题意可知
则
感谢观看
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反冲现象 火箭
前面我们动量定理和动量守恒，并且在上节课我们利用相关知识解决碰撞中的相关问题，今天我们一起学习反冲现象并认识火箭。
目录
反冲冲
火箭
典例
练习
PART 01
PART 02
PART 03
PART 04
CONTENTS
基本概念
1.反冲定义：根据动量守恒定律，一个静止的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，这个现象叫做反冲现象。
2.特点：
（1）不同部分在内力作用下向相反方向运动
（2）内力远大于外力，动量守恒
（3）其它形式的能转化为动能，动能增加
3. 物理原理：
遵循动量守恒定律
作用前：P = 0
作用后: P' = m1 v1 - m 2v2
则根据动量守恒定律有： P' = P
即 m1 v1 - m 2v2 = 0
故有：v2 = ( m1 / m2 ) v1
负号就表示作用后的两部分运动方向相反
如图，长为L 质量为M的船停在静水中，一个质量为m的人（可视为质点）开始从船头走向船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各是多少？
①人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；
②速度比等于质量的反比，位移比等于质量的反比；
三、人船模型
1、“人船模型”是动量守恒定律的拓展应用，它把速度和质量的关系推广到质量和位移的关系。即：
m1v1=m2v2
则：m1s1= m2s2
2、此结论与人在船上行走的速度大小无关。不论是匀速行走还是变速行走，甚至往返行走，只要人最终到达船的左端，那么结论都是相同的。
3、人船模型的适用条件是：两个物体组成的系统动量守恒，系统的合动量为零。
解决“人船模型”问题
1.解前画出人、船位移草图
2.运动情况：人走、船行；人停船停；人加速船加速；人减速船减速。
3.原理：动量守恒定律
4.人船速度关系：0=mv1-MV2.
则v1/v2=M/m,任意时刻速度与质量成反比。
5.人船位移关系：
mx1-MX2=0, 则x1/x2=M/m。
x1+x2=L L----船的长度
则：x1=mL/(m+M), x2=ML/(M+m)
x1
x2
L
M
m
v1
v2
【课堂小结】
反冲运动 火箭
反冲运动
1．定义：静止或运动的物体分离出一部分物体 ，使另一部分向相反方向运动的现象叫反冲运动。
2．反冲运动中一般遵循动量守恒定律
3．
应用：反击式水轮机、喷气式飞机 、火箭等
防止：射击时，用肩顶住枪身
火箭
1．飞行的原理---利用反冲运动
2．决定火箭最终飞行速度的因素
喷气速度
质量比
典 例
1．一空船静止于水面上，船后舱因有漏洞进水，堵住漏洞后用一水泵把后舱中的水抽往前舱，前后舱用隔板隔开，如图所示。不计水的阻力，在抽水过程中船的运动情况是（ ）
A．保持静止 B．持续向前运动
C．持续向后运动 D．前后往复运动
不计水的阻力，则系统动量守恒，系统总动量为零，用一水泵把后舱的水抽往前舱，则水的重心前移，故船将向后运动（等效于人船模型）。
故选C。
2．生命在于运动，体育无处不在，运动无限精彩，如图所示，质量为450kg的小船静止在水面上，质量为50kg的人在甲板上立定跳远的成绩为2m，不计空气和水的阻力，下列说法正确的是（ ）
A．人在甲板上散步时，船保持静止
B．人在立定跳远的过程中船保持静止
C．人在立定跳远的过程中船后退了0.4m
D．若人在地面上立定跳远，其最好成绩一定超过1.8m
AB．根据动量守恒定律，人动船也动，则当人在甲板上散步时，船将运动；人在立定跳远的过程中船也将运动，AB错误；
C．根据人船模型动量守恒有
人在立定跳远的过程中船后退了0.2m，C错误；
D．人在船上跳远时，相对地面的成绩为；人在船上跳远时，人释放的能量等于人和船的动能，当人在地面上跳远时，人释放的能量全部转化为人的动能，则人在地面上立定跳远，其最好成绩一定超过1.8m，D正确。
故选D。
3．在平静的水面上有一条静止不动的小船，船头站着一个人。当人从船头走到船尾的过程中，忽略水对小船的阻力，则以下说法中正确的是（ ）
A．船和人组成的系统的总动量将减小
B．在人行走的过程中，船将向相反的方向运动
C．在人行走的过程中，船和人的动能的总和将保持不变
D．当人突然停止走动，船将由于惯性而继续在水面上运动
A．因忽略水对船的阻力，则船和人组成的系统受合外力为零，系统的总动量守恒，选项A错误；
B．由动量守恒可知，在人行走的过程中，船将向相反的方向运动，选项B正确；
C．在人行走的过程中，人对船和本身要做功，则船和人的动能的总和将增大，选项C错误；
D．由动量守恒可知，因开始时系统的总动量为零，则当人突然停止走动，船将停止运动，选项D错误。
故选B。
4．一只质量为m1=3 kg的乌贼吸入m2=0.6 kg的水静止在水中，遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水以大小v2=20 m/s的速度向后全部喷出，求：
（1）乌贼喷水后向前逃窜的速度大小v1；
（2）若向前逃窜时受到水的阻力大小恒为f=2N，乌贼喷水后经过多少时间停止？
（1）设乌贼向前逃窜的方向为正方向，由系统动量守恒得
0=m1v1-m2v2
v1=4m/s
（2）由动量定理得
-ft=0-m1v1
t=6s
5．如图所示，大气球质量为25kg，载有质量为50kg的人，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为（不计人的高度，可以把人看作质点）（ ）
A．30m B．40m C．60m D．70m
人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度v1，气球的速度v2，运动时间为t，以人与气球组成的系统为研究对象，取向下为正方向，由动量守恒定律得：
即绳子至少长60m。故C正确，ABD错误。
故选C。
练 习
1．如图所示，一热气球下面系一质量为m的物体，物体距水平地面的高度为h，它们正以速度v沿水平方向匀速运动。某时刻绳子断裂，物体和热气球分离。已知热气球与物体的总质量为M，分离后热气球所受浮力不变，不计空气阻力及绳子长度，物体可视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．物体刚到达地面时，热气球离地面的高度为
B．物体刚到达地面时，热气球离地面的高度为
C．物体刚到达地面时，热气球的速度大小为
D．物体刚到达地面时，热气球的速度大小为
AB．热气球与物体组成的系统竖直方向上动量守恒，则
物体竖直方向的位移
气球竖直方向的位移
则有
物体刚到达地面时热气球离地面的高度为
A正确，B错误；
CD．设物体到达地面时物体与热气球的竖直分速度大小分别为v1、v2，则竖直分速度满足
热气球与物体组成的系统竖直方向上动量守恒，规定竖直向下的方向为正方向，则
故物体刚到达地面时，热气球的速度大小
C正确，D错误
2．如图，一质量为2m、半径为R的四分之一光滑圆弧槽，放在光滑的水平面上，底端B点切线水平，有一质量为m、可视为质点的小球由槽顶端A点静止释放。不计空气阻力，在小球下滑至槽底端B点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒
B．若圆弧槽不固定，小球水平方向的位移大小为
C．圆弧槽固定和不固定两种情形下，小球滑到B点时的速度之比为
D．圆弧槽固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为9:7
A．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统水平方向受合外力为零，则水平方向动量
守恒，A错误；
B．若圆弧槽不固定，对小球和槽组成的系统水平方向动量守恒，则
解得小球水平方向移动的位移为
B正确；
C．圆弧槽固定时小球滑到B点时的速度
圆弧槽不固定情形下，由动量守恒和能量关系可知
解得
则圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B点时的速度之比为
C正确；
D．由C中分析可知，若圆弧槽固定，小球到达底端时
则圆弧槽对地面的最大压力为
若圆弧槽不固定，小球到达底端时
解得
则圆弧槽对地面的最大压力为
圆弧槽固定和不固定两种情形下，圆弧槽对地面的最大压力之比为
D错误。
故选BC。
3．如图甲所示，质量为M的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。
（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力的大小；
（2）若不固定小车，滑块从A′点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车，如图乙所示。已知A′O与竖直方向夹角为θ = 60°，小滑块的质量 ，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：道BC间的动摩擦因数为μ，求：
①滑块运动过程中，小车的最大速率；
②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小x。
（1）若固定小车，则滑块滑到B点时速度最大，所需向心力最大，受到的支持力最大，且设为FN，根据动能定理和牛顿运动定律有
由牛顿第三定律可知滑块对小车的最大压力为
F′N= FN= 3mg
（2）①由于地面是光滑的，则小车和滑块组成的系统在水平方向动量守恒，取水平向右为正有
0 = mv1 - Mv2
由上式可看出，当滑块速度v1最大时小车速度达到最大，又由于滑块经过B点后摩擦力让其减速，则可知小滑块达到B点时速度最大，则A′到B根据动能定理有
②由于不固定小车，则滑块从B到C过程中和小车组成的系统在水平方向动量守恒，则在这段过程中任意时刻滑块的速度v3和小车的速度v4均满足
0 = mv3–Mv4（取水平向右为正）
设滑块的位移大小为x，则有
Ms = mx
根据位移关系有
s + x = L
由题意可知
则
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