1.6反冲现象 火箭（共22张ppt）人教版（2019）选择性必修第一册第一章 动量守恒定律
文档属性
| 名称 | 1.6反冲现象 火箭（共22张ppt）人教版（2019）选择性必修第一册第一章 动量守恒定律 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 35.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-06-05 08:34:54 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第
节
6
高中物理 选择性必修一
第一章
反冲现象
火箭
思考：你知道章鱼、乌贼怎样游水吗？
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。章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体向任意方向前进。
你认为火箭升空、章鱼游水时应用了什么物理原理吗？
力学角度：水往左喷出，章鱼给水往左的力，由于牛顿第三定律，水给章鱼往右的力
动量角度：章鱼静止在水里，动量守恒，水往左运动，章鱼往右运动
反冲
新课引入
反冲
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
P' = P 即 0=m1v1 + m2v2 故有：
负号就表示作用后的两部分运动方向相反
一、反冲现象
灌溉喷水器
自动灌溉喷水器：由于反冲，灌溉装置转动方向与水的喷射方向相反,水的前进导致管的后退，弯管就旋转起来。
一、反冲现象—应用
喷气式飞机
2017年5月5日，中国第一架国产大型喷气式客机C919顺利完成它的首次飞行。C919是商飞公司按照国际标准研发、制造的大型喷气式民用飞机，最多可以乘坐190人（C919得名的原因之一）。2023年5月28日，国产大飞机C919迎来商业首飞。
一、反冲现象—应用
炮弹发射 大炮止退犁
射击时，子弹向前飞去，由于动量守恒，枪身获得向后的动量，发生反冲现象，因此肩膀会感到痛。
一、反冲现象—防止
【例1】下列属于反冲现象的是（ ）
A．乒乓球碰到墙壁后弹回
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
C．用力向后蹬地，人向前运动
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动
BD
一、反冲现象
【例2】一桶水且静止在水平地面上,如图所示,桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门,分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)。要使小车向前运动,可采用的方法是( )。
A.打开阀门S1 B.打开阀门S2
C.打开阀门S3 D.打开阀门S4
B
一、反冲现象
神舟十三号载人飞船2021年10月16日0时23分发射
我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，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。
古代的火 箭
二、火箭
现代火箭较古代火箭结构复杂得多，现代火箭主要由壳体和燃料组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。
现代的火箭
二、火箭
飞船和火箭为什么能离开地球，升上天空？
假设火箭在地球表面由静止起飞时，在极短的时间内喷出燃气的质量为△m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度大小为u，喷出燃气后火箭的质量为m，计算火箭在喷气一次后增加的速度 △v？
模型分析
Δm
m
正方向
燃气速度u
发射前的总动量为：
发射后的总动量为：
系统由动量守恒得：
0
mΔv -Δmu
0= mΔv -Δmu
二、火箭
思考：影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢？
1.燃气喷射的速度
2.火箭的质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。
【问题】卫星发射最小速度为7.9km/s，如何能提升火箭的发射速度，解决卫星发射问题？
现代的火箭喷气速度通常在2000-5000m/s
质量比：
Δm/m一般小于10，火箭强度有限
二、火箭
要提高喷气速度，需要使用高质量的燃料：
液氢——燃料
液氧——氧化剂
1. 如何提高喷气速度？
2. 如何提高质量比？
主要结构：
飞船
第二级火箭
第一级火箭
火箭发射过程：
第一级火箭点燃
燃尽，空壳脱落
下一级火箭点燃
二、火箭
观看神十三发射
全过程
二、火箭
例2（2022·全国·高二课时练习）某学习小组在探究反冲运动时，将质量为的一个小液化气瓶固定在质量为的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为，如果在的时间内向后喷射的气体的质量为，忽略水的阻力，则喷射出质量为的气体后，小船的速度是多少？
【答案】
【详解】由动量守恒定律得： ，得：
二、火箭
2 （2022·全国·高二期末）2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。按照计划部署，神舟十三号航天员乘组将在轨驻留六个月。假设将发射火箭看成如下模型：静止的实验火箭，发射前总质量（含燃料）为M=2200g，取竖直向下为正方向，火箭所受重力和空气阻力可忽略不计。当它以v0=880m/s的对地速度竖直向下喷出质量为Δm=200g的高温气体后，火箭的对地速度为（ ）
A．-80m/s B．80m/s C．-88m/s D．88m/s
变 式
【答案】C
【详解】喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计，系统内力远大于外力，系统动量守恒，以竖直向下为正方向，由动量守恒定律得 ，代入数据解得火箭的速度 ，负号表示方向竖直向上，故C正确，ABD错误。故选C。
二、火箭
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
练习1
如图所示，质量为m、半径为R的小球，放在半径为2R、质量为2m的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上。当小球从如图所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离是 ( )
A.R/2 B.R/3 C.R/4 D.R/6
B
解：水平方向动量守恒：mx小球－2mx大球＝0
x小球＋x大球＝R
→ x大球＝R/3
练习2
质量为Ｍ，底边长为b的斜面静止于光滑水平面上，有一个质量为m的小球（可视为质点)由斜面顶部无初速度滑到底部时，斜劈移动的距离是多少？
解：小球和斜劈系统水平方向动量守恒，则
Mx = m(b-x)
M
m
M
m
x
b-x
变式
如图所示，物体A和B质量分别为m1和m2，图示直角边长分别为a和b.设B与水平地面无摩擦，当A由顶端O从静止开始滑到B的底端时，B的水平位移是
√
解析：A、B组成的系统在相互作用过程中水平方向动量守恒，
两物体位移关系如图所示，则
m2x－m1(b－a－x)＝0，
“THANKS”
第
节
6
高中物理 选择性必修一
第一章
反冲现象
火箭
思考：你知道章鱼、乌贼怎样游水吗？
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。章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体向任意方向前进。
你认为火箭升空、章鱼游水时应用了什么物理原理吗？
力学角度：水往左喷出，章鱼给水往左的力，由于牛顿第三定律，水给章鱼往右的力
动量角度：章鱼静止在水里，动量守恒，水往左运动，章鱼往右运动
反冲
新课引入
反冲
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
P' = P 即 0=m1v1 + m2v2 故有：
负号就表示作用后的两部分运动方向相反
一、反冲现象
灌溉喷水器
自动灌溉喷水器：由于反冲，灌溉装置转动方向与水的喷射方向相反,水的前进导致管的后退，弯管就旋转起来。
一、反冲现象—应用
喷气式飞机
2017年5月5日，中国第一架国产大型喷气式客机C919顺利完成它的首次飞行。C919是商飞公司按照国际标准研发、制造的大型喷气式民用飞机，最多可以乘坐190人（C919得名的原因之一）。2023年5月28日，国产大飞机C919迎来商业首飞。
一、反冲现象—应用
炮弹发射 大炮止退犁
射击时，子弹向前飞去，由于动量守恒，枪身获得向后的动量，发生反冲现象，因此肩膀会感到痛。
一、反冲现象—防止
【例1】下列属于反冲现象的是（ ）
A．乒乓球碰到墙壁后弹回
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
C．用力向后蹬地，人向前运动
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动
BD
一、反冲现象
【例2】一桶水且静止在水平地面上,如图所示,桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门,分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)。要使小车向前运动,可采用的方法是( )。
A.打开阀门S1 B.打开阀门S2
C.打开阀门S3 D.打开阀门S4
B
一、反冲现象
神舟十三号载人飞船2021年10月16日0时23分发射
我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，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。
古代的火 箭
二、火箭
现代火箭较古代火箭结构复杂得多，现代火箭主要由壳体和燃料组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。
现代的火箭
二、火箭
飞船和火箭为什么能离开地球，升上天空？
假设火箭在地球表面由静止起飞时，在极短的时间内喷出燃气的质量为△m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度大小为u，喷出燃气后火箭的质量为m，计算火箭在喷气一次后增加的速度 △v？
模型分析
Δm
m
正方向
燃气速度u
发射前的总动量为：
发射后的总动量为：
系统由动量守恒得：
0
mΔv -Δmu
0= mΔv -Δmu
二、火箭
思考：影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢？
1.燃气喷射的速度
2.火箭的质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。
【问题】卫星发射最小速度为7.9km/s，如何能提升火箭的发射速度，解决卫星发射问题？
现代的火箭喷气速度通常在2000-5000m/s
质量比：
Δm/m一般小于10，火箭强度有限
二、火箭
要提高喷气速度，需要使用高质量的燃料：
液氢——燃料
液氧——氧化剂
1. 如何提高喷气速度？
2. 如何提高质量比？
主要结构：
飞船
第二级火箭
第一级火箭
火箭发射过程：
第一级火箭点燃
燃尽，空壳脱落
下一级火箭点燃
二、火箭
观看神十三发射
全过程
二、火箭
例2（2022·全国·高二课时练习）某学习小组在探究反冲运动时，将质量为的一个小液化气瓶固定在质量为的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为，如果在的时间内向后喷射的气体的质量为，忽略水的阻力，则喷射出质量为的气体后，小船的速度是多少？
【答案】
【详解】由动量守恒定律得： ，得：
二、火箭
2 （2022·全国·高二期末）2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心成功发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空。按照计划部署，神舟十三号航天员乘组将在轨驻留六个月。假设将发射火箭看成如下模型：静止的实验火箭，发射前总质量（含燃料）为M=2200g，取竖直向下为正方向，火箭所受重力和空气阻力可忽略不计。当它以v0=880m/s的对地速度竖直向下喷出质量为Δm=200g的高温气体后，火箭的对地速度为（ ）
A．-80m/s B．80m/s C．-88m/s D．88m/s
变 式
【答案】C
【详解】喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计，系统内力远大于外力，系统动量守恒，以竖直向下为正方向，由动量守恒定律得 ，代入数据解得火箭的速度 ，负号表示方向竖直向上，故C正确，ABD错误。故选C。
二、火箭
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
练习1
如图所示，质量为m、半径为R的小球，放在半径为2R、质量为2m的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上。当小球从如图所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离是 ( )
A.R/2 B.R/3 C.R/4 D.R/6
B
解：水平方向动量守恒：mx小球－2mx大球＝0
x小球＋x大球＝R
→ x大球＝R/3
练习2
质量为Ｍ，底边长为b的斜面静止于光滑水平面上，有一个质量为m的小球（可视为质点)由斜面顶部无初速度滑到底部时，斜劈移动的距离是多少？
解：小球和斜劈系统水平方向动量守恒，则
Mx = m(b-x)
M
m
M
m
x
b-x
变式
如图所示，物体A和B质量分别为m1和m2，图示直角边长分别为a和b.设B与水平地面无摩擦，当A由顶端O从静止开始滑到B的底端时，B的水平位移是
√
解析：A、B组成的系统在相互作用过程中水平方向动量守恒，
两物体位移关系如图所示，则
m2x－m1(b－a－x)＝0，
“THANKS”