高中物理人教版（2019）选择性必修第一册1.6反冲现象 火箭（共33张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版（2019）选择性必修第一册1.6反冲现象 火箭（共33张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 9.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-06-09 22:48:24 | ||
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文档简介
(共33张PPT)
第六节
反冲现象 火箭
第一章 动量守恒定律
情境导入
1、小游戏：吹气球
如图所示，把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？
情境导入
2.水上飞人运动
问题一：放开吹鼓的气球、水上飞人运动有何特点？体现了什么物理原理？
你还能举出类似的例子吗？
学生活动一：回答下列问题
情境导入
知识探究一、反冲现象
反冲现象
1、定义：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。
2. 特 点：
（1）内力作用下
（2）一个物体分为两个部分
（3）两部分运动方向相反
（4）系统所受合外力为零或在某一方向上所受合外力为零。则在全过程中动量守恒（或单方向动量守恒）；内力远大于合外力。
知识探究一、反冲现象
3、原理：动量守恒
(1)反冲现象中一般内力远大于外力，系统动量守恒且系统总动量为零．
作用前：P = 0
作用后: P' = m v +M v'
m v +M v' = 0
故有：v' = -( m / M ) v负号就表示作用后的两部分运动方向相反
(2)反冲运动中，有其他形式的能转变为机械能，系统的总动能增加．
知识探究一、反冲现象
4、反冲的应用及防止
喷灌装置的自动旋转
吹足气的气球由静止释放气体后带动小车运动
（1）应用
知识探究一、反冲现象
（2）防止
用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响
当堂练习
例1．(多选)下列属于反冲运动的是( )
A．喷气式飞机的运动
B．直升机的运动
C．火箭的运动
D．反击式水轮机的运动
答案：ACD
当堂练习
例2.一门大炮，炮身质量M，炮弹质量m，炮弹水平射出时相对于地面的速度为v0，不计炮身与地面的摩擦，求炮身向后反冲的速度v的大小？
答案:
当堂练习
例3： 机关枪重8Kg，射出的子弹质量为20g，若子弹的出口速度1000m/s，则机枪的后退速度是多少？
分析：在水平方向火药的爆炸力远大于此瞬间机枪受的外力（枪手的托力），故可认为在水平方向系统动量守恒：即子弹向前的动量等于机枪向后的动量，总动量保持“零”值不变。
当堂练习
解：机枪和子弹这一系统动量守恒，令子弹的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
0=m v +M v'
v' = -( m / M ) v
=-2.5m/s
答案：-2.5m/s
知识探究一、反冲现象
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△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
（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？
学生活动二：思考与讨论，完成下面问题
知识探究二、火箭
1、我国古代的火箭
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。
现代火箭应用其尾部喷射出高速气流的反冲作用进行飞行的。
2、现代火箭：
知识探究二、火箭
节日烟花
火箭
喷气式飞机
它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
知识探究二、火箭
与火箭类似
50年前
我国成功发射的第一颗人造卫星，只有“微小”的0.178吨
50年后，一代代中国运载火箭载着
北斗、风云、高分、鹊桥、尖兵
实践、长空、烽火、海洋、神通
探测、前哨、资源、鑫诺、天链
中星、天拓、天绘、珞珈、云海
载着神舟、天舟、嫦娥、天宫一次次摆脱地心引力奔向星辰大海
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究二、火箭
3、中国航天50年
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究二、火箭
1.喷气的极短时间内，重力和阻力的作用能否忽略？为什么？火箭和气体系统动量守恒吗？2.发射火箭时气体是连续喷出的，如何将气体转化为质点类型问题？知识探究二、火箭学生活动三：思考与讨论，回答以下问题 例4：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为V0，燃料燃尽后火箭的速度V为多少？
M-m
V0
正方向
V=？
m
解：在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。
设火箭的速度方向为正方向，
发射前的总动量为0；
发射后的总动量为 mV +（M-m) (-V0)
由动量守恒得：0= mV -（M-m)V0
当堂练习
结论：决定火箭最大飞行速度的因素：
喷气速度
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。
知识探究二、火箭
当堂练习
5、(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度( )
A．使喷出的气体速度更大
B．使喷出的气体温度更高
C．使喷出的气体质量更大
D．使喷出的气体密度更小
答案：AC
情境导入：生活中的碰撞现象
例6.一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1000 m/s，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次．
(1)当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？
(2)运动第1 s末，火箭的速度多大？
两位同学在公园里划船,当小船离码头大约1.5 m左右时,有一位同学心想:自己在体育课上立定跳远的成绩从未低过2 m,跳到岸上绝对没有问题,于是她纵身一跃,结果却掉在水里,她为什么不能如她想的那样跳上岸呢 (不计水的阻力)
这位同学与船组成的系统在不考虑水阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳出前后遵循动量守恒定律．她在跳出瞬间，船要向后运动，使该同学对地速度减小，跳出的距离变小．
知识探究三、人船模型
学生活动四、回答下列情景中的问题
如图所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人由静止开始从船的一端走到船的另一端，不计水的阻力．
x1
x2
解析：人和船系统动量守恒, Mv1=mv2 二者位移关系：x1+x2=L
任一时刻人和船的动量大小相等，所以二者平均动量相等。
即Mx2=mx1。
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究三、人船模型
上述问题忽略次要因素，可将模型简化为如下问题：
2.系统满足动量守恒，人、船的位移与质量成反比
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究三、人船模型
探究结论人船模型：
1.人走船走，人停船停；人快船快，人慢船慢
例7.有一只小船停在静水中，船上一人从船头走到船尾．如果人的质量m＝60 kg，船的质量M＝120 kg，船长为L＝3 m，则船在水中移动的距离是多少？水的阻力不计．
x1
x2
解：人船模型有Mx2=mx1
Mx2=m（L－x）
x2=1m
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
例题分析
例题分析
例8：载人的气球原来静止在离地面高为h的空中，气球质量为M，质量为m的人要沿气球上的绳梯安全着地，如图所示，则绳梯长度至少为多长？
解：以人和气球为系统，在人沿绳梯着地的过程中动量守恒，即：
（s为气球上升位移）
解得：
所以绳的总长为：
变式：如图所示，载人气球原来静止在空中，与地面距离为h，已知人的质量为m，气球的质量(不含人的质量)为M.若人要沿轻绳梯返回地面，则绳梯的长度至少为多长？
h
x1
x2
解析：画出二者的位移示意图→利用平均动量守恒定律求解
解：人船模型有Mx2=mx1 （人的位移x1=h；气球的位移x2）M（L－h）=mh
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究三、人船模型
知识探究三、人船模型
变式：(多选)某人站在静止于水面的船上，从某时刻开始，人从船头走向船尾，水的阻力不计，则( )
A．人匀速运动，船则匀速后退，两者的速度大小与它们的质量成反比
B．人走到船尾不再走动，船也停止不动
C．不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比
D．船的运动情况与人行走的情况无关
答案：ABC
知识探究三、人船模型
变式：(多选)下列说法中正确的是( )
A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
B.体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力
C.用步枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响
D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固越好
答案：ABC
反冲现象 火箭
反冲现象
火箭
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．特点：遵循动量守恒定律
3. 应用：水上飞人、园林灌溉 、火箭等
4. 防止：射击时，用肩顶住枪身
1．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
知识探究三、人船模型
第一节
致谢
谢谢聆听
第六节
反冲现象 火箭
第一章 动量守恒定律
情境导入
1、小游戏：吹气球
如图所示，把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？
情境导入
2.水上飞人运动
问题一：放开吹鼓的气球、水上飞人运动有何特点？体现了什么物理原理？
你还能举出类似的例子吗？
学生活动一：回答下列问题
情境导入
知识探究一、反冲现象
反冲现象
1、定义：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。
2. 特 点：
（1）内力作用下
（2）一个物体分为两个部分
（3）两部分运动方向相反
（4）系统所受合外力为零或在某一方向上所受合外力为零。则在全过程中动量守恒（或单方向动量守恒）；内力远大于合外力。
知识探究一、反冲现象
3、原理：动量守恒
(1)反冲现象中一般内力远大于外力，系统动量守恒且系统总动量为零．
作用前：P = 0
作用后: P' = m v +M v'
m v +M v' = 0
故有：v' = -( m / M ) v负号就表示作用后的两部分运动方向相反
(2)反冲运动中，有其他形式的能转变为机械能，系统的总动能增加．
知识探究一、反冲现象
4、反冲的应用及防止
喷灌装置的自动旋转
吹足气的气球由静止释放气体后带动小车运动
（1）应用
知识探究一、反冲现象
（2）防止
用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响
当堂练习
例1．(多选)下列属于反冲运动的是( )
A．喷气式飞机的运动
B．直升机的运动
C．火箭的运动
D．反击式水轮机的运动
答案：ACD
当堂练习
例2.一门大炮，炮身质量M，炮弹质量m，炮弹水平射出时相对于地面的速度为v0，不计炮身与地面的摩擦，求炮身向后反冲的速度v的大小？
答案:
当堂练习
例3： 机关枪重8Kg，射出的子弹质量为20g，若子弹的出口速度1000m/s，则机枪的后退速度是多少？
分析：在水平方向火药的爆炸力远大于此瞬间机枪受的外力（枪手的托力），故可认为在水平方向系统动量守恒：即子弹向前的动量等于机枪向后的动量，总动量保持“零”值不变。
当堂练习
解：机枪和子弹这一系统动量守恒，令子弹的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
0=m v +M v'
v' = -( m / M ) v
=-2.5m/s
答案：-2.5m/s
知识探究一、反冲现象
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△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
（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？
学生活动二：思考与讨论，完成下面问题
知识探究二、火箭
1、我国古代的火箭
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。
现代火箭应用其尾部喷射出高速气流的反冲作用进行飞行的。
2、现代火箭：
知识探究二、火箭
节日烟花
火箭
喷气式飞机
它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
知识探究二、火箭
与火箭类似
50年前
我国成功发射的第一颗人造卫星，只有“微小”的0.178吨
50年后，一代代中国运载火箭载着
北斗、风云、高分、鹊桥、尖兵
实践、长空、烽火、海洋、神通
探测、前哨、资源、鑫诺、天链
中星、天拓、天绘、珞珈、云海
载着神舟、天舟、嫦娥、天宫一次次摆脱地心引力奔向星辰大海
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究二、火箭
3、中国航天50年
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究二、火箭
1.喷气的极短时间内，重力和阻力的作用能否忽略？为什么？火箭和气体系统动量守恒吗？2.发射火箭时气体是连续喷出的，如何将气体转化为质点类型问题？知识探究二、火箭学生活动三：思考与讨论，回答以下问题 例4：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为V0，燃料燃尽后火箭的速度V为多少？
M-m
V0
正方向
V=？
m
解：在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。
设火箭的速度方向为正方向，
发射前的总动量为0；
发射后的总动量为 mV +（M-m) (-V0)
由动量守恒得：0= mV -（M-m)V0
当堂练习
结论：决定火箭最大飞行速度的因素：
喷气速度
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。
知识探究二、火箭
当堂练习
5、(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度( )
A．使喷出的气体速度更大
B．使喷出的气体温度更高
C．使喷出的气体质量更大
D．使喷出的气体密度更小
答案：AC
情境导入：生活中的碰撞现象
例6.一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1000 m/s，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次．
(1)当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？
(2)运动第1 s末，火箭的速度多大？
两位同学在公园里划船,当小船离码头大约1.5 m左右时,有一位同学心想:自己在体育课上立定跳远的成绩从未低过2 m,跳到岸上绝对没有问题,于是她纵身一跃,结果却掉在水里,她为什么不能如她想的那样跳上岸呢 (不计水的阻力)
这位同学与船组成的系统在不考虑水阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳出前后遵循动量守恒定律．她在跳出瞬间，船要向后运动，使该同学对地速度减小，跳出的距离变小．
知识探究三、人船模型
学生活动四、回答下列情景中的问题
如图所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人由静止开始从船的一端走到船的另一端，不计水的阻力．
x1
x2
解析：人和船系统动量守恒, Mv1=mv2 二者位移关系：x1+x2=L
任一时刻人和船的动量大小相等，所以二者平均动量相等。
即Mx2=mx1。
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究三、人船模型
上述问题忽略次要因素，可将模型简化为如下问题：
2.系统满足动量守恒，人、船的位移与质量成反比
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究三、人船模型
探究结论人船模型：
1.人走船走，人停船停；人快船快，人慢船慢
例7.有一只小船停在静水中，船上一人从船头走到船尾．如果人的质量m＝60 kg，船的质量M＝120 kg，船长为L＝3 m，则船在水中移动的距离是多少？水的阻力不计．
x1
x2
解：人船模型有Mx2=mx1
Mx2=m（L－x）
x2=1m
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
例题分析
例题分析
例8：载人的气球原来静止在离地面高为h的空中，气球质量为M，质量为m的人要沿气球上的绳梯安全着地，如图所示，则绳梯长度至少为多长？
解：以人和气球为系统，在人沿绳梯着地的过程中动量守恒，即：
（s为气球上升位移）
解得：
所以绳的总长为：
变式：如图所示，载人气球原来静止在空中，与地面距离为h，已知人的质量为m，气球的质量(不含人的质量)为M.若人要沿轻绳梯返回地面，则绳梯的长度至少为多长？
h
x1
x2
解析：画出二者的位移示意图→利用平均动量守恒定律求解
解：人船模型有Mx2=mx1 （人的位移x1=h；气球的位移x2）M（L－h）=mh
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件
知识探究三、人船模型
知识探究三、人船模型
变式：(多选)某人站在静止于水面的船上，从某时刻开始，人从船头走向船尾，水的阻力不计，则( )
A．人匀速运动，船则匀速后退，两者的速度大小与它们的质量成反比
B．人走到船尾不再走动，船也停止不动
C．不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比
D．船的运动情况与人行走的情况无关
答案：ABC
知识探究三、人船模型
变式：(多选)下列说法中正确的是( )
A.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
B.体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力
C.用步枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响
D.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固越好
答案：ABC
反冲现象 火箭
反冲现象
火箭
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．特点：遵循动量守恒定律
3. 应用：水上飞人、园林灌溉 、火箭等
4. 防止：射击时，用肩顶住枪身
1．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
知识探究三、人船模型
第一节
致谢
谢谢聆听