1.6 反冲现象 火箭学案-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 1.6 反冲现象 火箭学案-2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 131.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-09 14:19:10 | ||
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文档简介
1.6反冲现象 火箭
【学习目标】
1．理解反冲运动概念及其特点，理解反冲运动的物理实质。
2．能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
3．知道火箭的飞行原理及其应用。
【学习重点】
反冲运动的特点及应用动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
【学习难点】
如何运用动量守恒定律分析、解决反冲运动问题。
【学习过程】
一、自主学习
1．反冲运动
一个静止的物体在_________的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另外一个部分必然向__________方向运动，这个现象叫反冲运动。
2．特点
（1）物体的不同部分在________作用下向相反方向运动。
（2）在反冲运动中，系统的合外力一般不为零；但内力__________外力，可认为反冲运动中系统______________________。
3．反冲现象的应用和防止
（1）应用：
①______________________________________。
②______________________________________。
③______________________________________。
（2）避免有害的反冲运动
射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性等。所以用步枪射击时要把枪身抵在______，以减少反冲的影响。
二、发射
1．发射火箭的原理
火箭是利用了反冲原理，发射火箭时，尾管中喷射出的高速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，从而向上飞去。
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状态。这个人手中拿着一个质量为Δm的小物体。现在他以相对与飞船为u的速度把小物体抛出。
（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）人的速度该变量是多少？
2．影响火箭获得速度大小的因素：
（1）____________；
（2）质量比（火箭______的质量与火箭____________质量之比）；
（3）______越大，______越大，火箭最终获得的速度就越大。
3．现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头、人造卫星或宇宙飞船，即利用火箭作为运载工具。
【典型例题】
一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员在距离飞船x=45m处相对飞船处于静止状态。他带有一个装有m0=0.5kg氧气的贮气筒，贮气筒上有一个可以使氧气以v=50m/s的速度喷出的喷嘴，宇航员必须向着飞船相反方向放出氧气，才能回到飞船。同时还要保留一部分氧气供途中呼吸用，宇航员的耗氧率为Q=2.5×10-4kg/s。不考虑喷出的氧气对设备及宇航员总质量的影响，如果在开始返回时瞬时喷出0.1kg氧气，宇航员能否安全返回飞船？
【课堂练习】
1．2021年6月17日9时22分，我国神舟十二号载人飞船发射圆满成功。如图是神舟十二号载人飞船发射瞬间的画面，在火箭点火发射瞬间，质量为m的燃气以大小为的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。已知发射前火箭的质量为M，则在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为（燃气喷出过程不计重力和空气阻力的影响）（ ）
A． B． C． D．
2．解放军发出4枚“东风快递”（中程弹道导弹），准确击中预定目标，发射导弹过程可以简化为：将静止的质量为M（含燃料）的东风导弹点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体，忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响，则喷气结束时东风导弹获得的速度大小是（ ）
A．v0 B．v0 C．v0 D．v0
3．如图所示，小车上固定一竖直杆，杆顶端钉有一钉子，钉子钉住一根不可伸长的细绳与小球A相连，小球可通过细绳左右摆动绳长为l，小球A的质量为m，小车B的质量为M，将小球向右端拉至水平后放手（水平面光滑），则（ ）
A．小球和小车组成的系统动量守恒
B．水平方向任意时刻小球与小车的动量都等大反向
C．小球不能向左摆到原高度
D．小车向右移动的最大距离为
4．如图所示，一沙袋用无弹性轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止状态，一弹丸以水平速度v0击中沙袋后未穿出，时间极短，之后二者共同摆动，若弹丸质量为m，沙袋质量为5m，弹丸和沙袋形状大小忽略不计，弹丸击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A．弹丸打入沙袋过程中，细绳所受拉力大小保持不变
B．弹丸打入沙袋过程中，弹丸对沙袋的冲量与沙袋对弹丸的冲量相同
C．弹丸打入沙袋过程中所产生的热量为
D．沙袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为
5．质量为0.5kg的章鱼在水中静止，突然将体内的0.1kg的水以2m/s的速度向前喷出，不计章鱼受到的阻力，则章鱼后退的速度大小为（ ）
A．4 m/s B．2 m/s C．0.5m/s D．0.4m/s
6．假设将发射火箭看成如下模型：静止的实验火箭，总质量M＝2100g，当它以对地速度v0＝840m/s喷出质量Δm＝100g的高温气体后，火箭的速度为（喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略，取v0的方向为正方向）（ ）
A．42m/s B．－42m/s
C．40m/s D．－40m/s
7．有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）。一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船。用卷尺测出船后退的距离，然后用卷尺测出船长。已知他的自身质量为，水的阻力不计，船的质量为（ ）
A． B． C． D．
8．小车静止在光滑水平地面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示，已知车、人、枪和靶的总质量为M（不含子弹），每颗子弹质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d，若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发，则以下说法正确的是（ ）
A．待打完n发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动
B．待打完n发子弹后，小车应停在射击之前位置的左方
C．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同
D．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移应越来越大
9．质量为M的热气球下吊一架轻的绳梯，梯上站着质量为m的人，气球以v0速度匀速上升。如果人加速向上爬，当他相对于绳梯的速度达到v时（ ）
A．人相对于地面的速度为 B．人相对于地面的速度为
C．气球相对于地面的速度为 D．气球相对于地面的速度为
10．火箭工作原理：喷气式飞机和火箭的飞行应用了______的原理，它们靠______的反冲作用而获得巨大的速度。
11．在静水中一条长4m的小船，质量为100kg，船上一个质量为60kg的人从船头匀加速走到船的正中间时人的速度为0.8m/s，若不计水对船的阻力，设人行走的方向为正方向，则此时船的速度为_______，此过程船移动的位移大小为________.
12．平静的水面上，有一条质量M=100kg长度为3m的小船浮于水面，船上一个质量m=50kg的人匀速从船头走到船尾，不计水的阻力，人相对水面走了_____m，船相对水位移为_____m．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D2．D3．B4．D5．C6．B7．A8．C9．C10． 反冲 喷出气流11． -0.48m/s 0.75 m12． 2 1
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【学习目标】
1．理解反冲运动概念及其特点，理解反冲运动的物理实质。
2．能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
3．知道火箭的飞行原理及其应用。
【学习重点】
反冲运动的特点及应用动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
【学习难点】
如何运用动量守恒定律分析、解决反冲运动问题。
【学习过程】
一、自主学习
1．反冲运动
一个静止的物体在_________的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另外一个部分必然向__________方向运动，这个现象叫反冲运动。
2．特点
（1）物体的不同部分在________作用下向相反方向运动。
（2）在反冲运动中，系统的合外力一般不为零；但内力__________外力，可认为反冲运动中系统______________________。
3．反冲现象的应用和防止
（1）应用：
①______________________________________。
②______________________________________。
③______________________________________。
（2）避免有害的反冲运动
射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性等。所以用步枪射击时要把枪身抵在______，以减少反冲的影响。
二、发射
1．发射火箭的原理
火箭是利用了反冲原理，发射火箭时，尾管中喷射出的高速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，从而向上飞去。
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状态。这个人手中拿着一个质量为Δm的小物体。现在他以相对与飞船为u的速度把小物体抛出。
（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）人的速度该变量是多少？
2．影响火箭获得速度大小的因素：
（1）____________；
（2）质量比（火箭______的质量与火箭____________质量之比）；
（3）______越大，______越大，火箭最终获得的速度就越大。
3．现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头、人造卫星或宇宙飞船，即利用火箭作为运载工具。
【典型例题】
一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员在距离飞船x=45m处相对飞船处于静止状态。他带有一个装有m0=0.5kg氧气的贮气筒，贮气筒上有一个可以使氧气以v=50m/s的速度喷出的喷嘴，宇航员必须向着飞船相反方向放出氧气，才能回到飞船。同时还要保留一部分氧气供途中呼吸用，宇航员的耗氧率为Q=2.5×10-4kg/s。不考虑喷出的氧气对设备及宇航员总质量的影响，如果在开始返回时瞬时喷出0.1kg氧气，宇航员能否安全返回飞船？
【课堂练习】
1．2021年6月17日9时22分，我国神舟十二号载人飞船发射圆满成功。如图是神舟十二号载人飞船发射瞬间的画面，在火箭点火发射瞬间，质量为m的燃气以大小为的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。已知发射前火箭的质量为M，则在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为（燃气喷出过程不计重力和空气阻力的影响）（ ）
A． B． C． D．
2．解放军发出4枚“东风快递”（中程弹道导弹），准确击中预定目标，发射导弹过程可以简化为：将静止的质量为M（含燃料）的东风导弹点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体，忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响，则喷气结束时东风导弹获得的速度大小是（ ）
A．v0 B．v0 C．v0 D．v0
3．如图所示，小车上固定一竖直杆，杆顶端钉有一钉子，钉子钉住一根不可伸长的细绳与小球A相连，小球可通过细绳左右摆动绳长为l，小球A的质量为m，小车B的质量为M，将小球向右端拉至水平后放手（水平面光滑），则（ ）
A．小球和小车组成的系统动量守恒
B．水平方向任意时刻小球与小车的动量都等大反向
C．小球不能向左摆到原高度
D．小车向右移动的最大距离为
4．如图所示，一沙袋用无弹性轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止状态，一弹丸以水平速度v0击中沙袋后未穿出，时间极短，之后二者共同摆动，若弹丸质量为m，沙袋质量为5m，弹丸和沙袋形状大小忽略不计，弹丸击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A．弹丸打入沙袋过程中，细绳所受拉力大小保持不变
B．弹丸打入沙袋过程中，弹丸对沙袋的冲量与沙袋对弹丸的冲量相同
C．弹丸打入沙袋过程中所产生的热量为
D．沙袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为
5．质量为0.5kg的章鱼在水中静止，突然将体内的0.1kg的水以2m/s的速度向前喷出，不计章鱼受到的阻力，则章鱼后退的速度大小为（ ）
A．4 m/s B．2 m/s C．0.5m/s D．0.4m/s
6．假设将发射火箭看成如下模型：静止的实验火箭，总质量M＝2100g，当它以对地速度v0＝840m/s喷出质量Δm＝100g的高温气体后，火箭的速度为（喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略，取v0的方向为正方向）（ ）
A．42m/s B．－42m/s
C．40m/s D．－40m/s
7．有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）。一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船。用卷尺测出船后退的距离，然后用卷尺测出船长。已知他的自身质量为，水的阻力不计，船的质量为（ ）
A． B． C． D．
8．小车静止在光滑水平地面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示，已知车、人、枪和靶的总质量为M（不含子弹），每颗子弹质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d，若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发，则以下说法正确的是（ ）
A．待打完n发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动
B．待打完n发子弹后，小车应停在射击之前位置的左方
C．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同
D．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移应越来越大
9．质量为M的热气球下吊一架轻的绳梯，梯上站着质量为m的人，气球以v0速度匀速上升。如果人加速向上爬，当他相对于绳梯的速度达到v时（ ）
A．人相对于地面的速度为 B．人相对于地面的速度为
C．气球相对于地面的速度为 D．气球相对于地面的速度为
10．火箭工作原理：喷气式飞机和火箭的飞行应用了______的原理，它们靠______的反冲作用而获得巨大的速度。
11．在静水中一条长4m的小船，质量为100kg，船上一个质量为60kg的人从船头匀加速走到船的正中间时人的速度为0.8m/s，若不计水对船的阻力，设人行走的方向为正方向，则此时船的速度为_______，此过程船移动的位移大小为________.
12．平静的水面上，有一条质量M=100kg长度为3m的小船浮于水面，船上一个质量m=50kg的人匀速从船头走到船尾，不计水的阻力，人相对水面走了_____m，船相对水位移为_____m．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D2．D3．B4．D5．C6．B7．A8．C9．C10． 反冲 喷出气流11． -0.48m/s 0.75 m12． 2 1
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