1.6 反冲现象 火箭（导学案） 人教版选择性必修第一册（有解析）
文档属性
| 名称 | 1.6 反冲现象 火箭（导学案） 人教版选择性必修第一册（有解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-06 10:54:59 | ||
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文档简介
1.6反冲现象 火箭
1、结合实际例子，理解什么是反冲运动；
2、能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；
3、进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力
【重点】如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。
【难点】动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
【课前自主学习】
知识前置
1．反冲运动
(1)定义：如果一个静止的物体在____的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向______方向运动。这个现象叫做反冲。
(2)原理：反冲运动的原理是____________。
(3)反冲现象的应用及防止。
①应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边____。
②防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的______，所以用步枪射击时要把枪身抵在____，以减少反冲的影响。
2．火箭
(1)工作原理：利用____运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得巨大的____。
(2)影响火箭获得速度大小的因素。
①喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 000～4 000 m/s。
②质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体____之比。
喷气速度越____，质量比越____，火箭获得的速度越大。
新知学习
思考：
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？
说一说下列哪些是反冲运动，并且符合动量守恒定律
孔明灯 火箭弹
沙漏
反冲现象
做一做：
1.把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口（图甲），然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。
2.如图乙，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。
反冲现象：
定义：____________________________________ ，这个现象叫做反冲。
反冲运动的特点：①.____________________________________
②____________（或在某一方向上内力远大于外力），________________________。
③____________
反冲运动的理论依据
反冲运动和碰撞、爆炸相似，相互作用力一般很大，一般满足____________，所以反冲运动可用________________________。
火箭
现代火箭的知识
作用：____________、____________、____________.
原理：____________.
结构：____________，____________.
思考与讨论：
质量为 m 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的
飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为 m 的小物体。现在他以相对于飞船为 u 的速度把小物体抛出（图 ）。
1. 小物体的动量改变量是多少？
2. 人的动量改变量是多少？
3. 人的速度改变量是多少？
1．(多选)国产科幻大片《流浪地球》中有这样的情节:为了自救,人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划,即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机,推动地球离开太阳系,用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。这个科幻情节中就有反冲运动的原理。下列现实中的运动,属于反冲运动的有( )
A.汽车的运动
B.直升机的运动
C.火箭的运动
D.反击式水轮机的运动
2.(单选）一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动,探测器通过喷气而获得推动力,以下关于喷气方向的描述中正确的是( )
A.探测器加速运动时,沿直线向后喷气
B.探测器加速运动时,竖直向下喷气
C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气
D.探测器匀速运动时,不需要喷气
3.（单选）如图所示,质量m=60 kg的人,站在质量M=300 kg的车的一端,车长 L=3 m,相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时,人从车的一端走到另一端的过程中,车将 ( )
A.后退0.5 m B.后退0.6 m
C.后退0.75 m D.一直匀速后退
4.（单选）如图所示,船静止在平静的水面上,船前舱有一抽水机,抽水机把前舱的水均匀地抽往后舱,不计水的阻力,下列说法中正确的是( )
A.若前后舱是分开的,则前舱将向后加速运动
B.若前后舱是分开的,则前舱将向前加速运动
C.若前后舱不分开,则船将向后加速运动
D.若前后舱不分开,则船将向前加速运动
5．.如图所示,一对杂技演员(都可视为质点)乘秋千从A点由静止出发,绕O点向下摆,演员处于A点时秋千绳处于水平位置,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向向右推出,然后自己刚好能回到A点。求男演员落地点C与O点的水平距离x。(已知男演员的质量m1和女演员的质量m2的关系为=2,秋千的质量不计,秋千的绳长为R,C点比O点低5R,不计空气阻力)
参考答案
1.【答案】CD
【解析】汽车的运动是利用摩擦力而使汽车前进的,不属于反冲运动,A错误;直升机是利用空气的反作用力上升的,不属于反冲运动,B错误;火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力,利用了反冲运动,C正确;反击式水轮机是利用了水的反冲作用而获得动力,属于反冲运动,D正确。
2.【答案】C
【解析】探测器加速运动时,通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力沿运动方向,选项A、B错误;探测器匀速运动时,通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力为零,根据反冲运动的特点可知选项C正确,选项D错误。
3.【答案】A
【解析】人车组成的系统动量守恒,则mv1=Mv2,因为运动的时间相同,所以mx1=Mx2,又有x1+x2=L,解得x2=0.5 m,故A正确。
【答案】B
【解析】前后舱分开时,前舱和抽出的水相互作用,靠反冲作用前舱向前加速运动,故A错误,B正确;若前后舱不分开,前后舱和水是一个整体,则船不动,故C、D错误。
5.【答案】8R
【解析】设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为v0,由动能定理有(m1+m2)-0=(m1+m2)gR
设刚分离时男演员速度的大小为v1,方向与v0相同,女演员速度的大小为v2,方向与v0相反,由动量守恒定律有(m1+m2)v0=m1v1-m2v2分离后,男演员做平抛运动,设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t,根据题中所给条件,由运动学规律得4R= gt2,x=v1t女演员刚好回到A点,由动能定理
得0- m2=-m2gR 已知m1=2m2 联立以上各式,解得x=8R。
1、结合实际例子，理解什么是反冲运动；
2、能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；
3、进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力
【重点】如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。
【难点】动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
【课前自主学习】
知识前置
1．反冲运动
(1)定义：如果一个静止的物体在____的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向______方向运动。这个现象叫做反冲。
(2)原理：反冲运动的原理是____________。
(3)反冲现象的应用及防止。
①应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边____。
②防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的______，所以用步枪射击时要把枪身抵在____，以减少反冲的影响。
2．火箭
(1)工作原理：利用____运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得巨大的____。
(2)影响火箭获得速度大小的因素。
①喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 000～4 000 m/s。
②质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体____之比。
喷气速度越____，质量比越____，火箭获得的速度越大。
新知学习
思考：
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？
说一说下列哪些是反冲运动，并且符合动量守恒定律
孔明灯 火箭弹
沙漏
反冲现象
做一做：
1.把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口（图甲），然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。
2.如图乙，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。
反冲现象：
定义：____________________________________ ，这个现象叫做反冲。
反冲运动的特点：①.____________________________________
②____________（或在某一方向上内力远大于外力），________________________。
③____________
反冲运动的理论依据
反冲运动和碰撞、爆炸相似，相互作用力一般很大，一般满足____________，所以反冲运动可用________________________。
火箭
现代火箭的知识
作用：____________、____________、____________.
原理：____________.
结构：____________，____________.
思考与讨论：
质量为 m 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的
飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为 m 的小物体。现在他以相对于飞船为 u 的速度把小物体抛出（图 ）。
1. 小物体的动量改变量是多少？
2. 人的动量改变量是多少？
3. 人的速度改变量是多少？
1．(多选)国产科幻大片《流浪地球》中有这样的情节:为了自救,人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划,即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机和转向发动机,推动地球离开太阳系,用2500年的时间奔往另外一个栖息之地。这个科幻情节中就有反冲运动的原理。下列现实中的运动,属于反冲运动的有( )
A.汽车的运动
B.直升机的运动
C.火箭的运动
D.反击式水轮机的运动
2.(单选）一航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动,探测器通过喷气而获得推动力,以下关于喷气方向的描述中正确的是( )
A.探测器加速运动时,沿直线向后喷气
B.探测器加速运动时,竖直向下喷气
C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气
D.探测器匀速运动时,不需要喷气
3.（单选）如图所示,质量m=60 kg的人,站在质量M=300 kg的车的一端,车长 L=3 m,相对于地面静止。当车与地面间的摩擦可以忽略不计时,人从车的一端走到另一端的过程中,车将 ( )
A.后退0.5 m B.后退0.6 m
C.后退0.75 m D.一直匀速后退
4.（单选）如图所示,船静止在平静的水面上,船前舱有一抽水机,抽水机把前舱的水均匀地抽往后舱,不计水的阻力,下列说法中正确的是( )
A.若前后舱是分开的,则前舱将向后加速运动
B.若前后舱是分开的,则前舱将向前加速运动
C.若前后舱不分开,则船将向后加速运动
D.若前后舱不分开,则船将向前加速运动
5．.如图所示,一对杂技演员(都可视为质点)乘秋千从A点由静止出发,绕O点向下摆,演员处于A点时秋千绳处于水平位置,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向向右推出,然后自己刚好能回到A点。求男演员落地点C与O点的水平距离x。(已知男演员的质量m1和女演员的质量m2的关系为=2,秋千的质量不计,秋千的绳长为R,C点比O点低5R,不计空气阻力)
参考答案
1.【答案】CD
【解析】汽车的运动是利用摩擦力而使汽车前进的,不属于反冲运动,A错误;直升机是利用空气的反作用力上升的,不属于反冲运动,B错误;火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力,利用了反冲运动,C正确;反击式水轮机是利用了水的反冲作用而获得动力,属于反冲运动,D正确。
2.【答案】C
【解析】探测器加速运动时,通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力沿运动方向,选项A、B错误;探测器匀速运动时,通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力为零,根据反冲运动的特点可知选项C正确,选项D错误。
3.【答案】A
【解析】人车组成的系统动量守恒,则mv1=Mv2,因为运动的时间相同,所以mx1=Mx2,又有x1+x2=L,解得x2=0.5 m,故A正确。
【答案】B
【解析】前后舱分开时,前舱和抽出的水相互作用,靠反冲作用前舱向前加速运动,故A错误,B正确;若前后舱不分开,前后舱和水是一个整体,则船不动,故C、D错误。
5.【答案】8R
【解析】设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为v0,由动能定理有(m1+m2)-0=(m1+m2)gR
设刚分离时男演员速度的大小为v1,方向与v0相同,女演员速度的大小为v2,方向与v0相反,由动量守恒定律有(m1+m2)v0=m1v1-m2v2分离后,男演员做平抛运动,设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t,根据题中所给条件,由运动学规律得4R= gt2,x=v1t女演员刚好回到A点,由动能定理
得0- m2=-m2gR 已知m1=2m2 联立以上各式,解得x=8R。