1.6 反冲现象 火箭 (共23张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 1.6 反冲现象 火箭 (共23张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 11.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-09-23 14:42:57 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第一章 动量守恒定律
第6节 反冲现象 火箭
章鱼靠把吸入体腔的水用力压出，从而使身体快速向前运动。
1.认识反冲现象，并能举出几个反冲运动的实例；
2.能结合动量守恒定律对反冲运动做出解释；
3.了解火箭的飞行原理，知道火箭飞行速度的决定因素。
知识点一：反冲现象
1. 定义：系统在内力作用下，当一部分向某一方向的运动时，剩余部分沿相反方向运动的现象。
发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。炮身的这种后退运动叫作反冲。
1. 把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。
现象：我通过实验发现，气球口朝下，气球往上飞，气球口朝上，气球往下飞。
做一做：
气球向一个方向喷气时，就会受到一个相反方向的力，而向相反方向运动，这是反冲现象。
思考：你能把气球的运动的实验的结果用一句比较简单的语言归纳起来吗？ 这属于什么现象？
思考：气球喷气会受到一个相反方向力的作用向相反方向运动，如果喷出的不是气，而是液体像水，会怎样呢？
2.如图所示，把弯管装在可旋转的盛水容器的下部。当水从弯管流出时，容器怎样旋转？
我们发现，盛水容器转动的方向刚好和水喷出的方向相反。
并且盛水容器的水越多，转动就越快，水减少，水杯的转动就慢，最后就停下来。
归纳：反冲的力的方向和物体喷出气体和液体的方向相反。
做一做：
（1）物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。
（2）反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为变力，且作用力大，一般都满足内力 外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理。
（3）反冲过程中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总动能增加。
2.特点
反冲运动是系统内力作用的结果。在发生反冲运动的过程中，系统所受到的外力远远小于内力，遵循动量守恒定律。
作用前：P = 0
作用后: P' = m1 v 1+ m2 v2
则根据动量守恒定律有： P' = P
即 m1v1 + m2v2 = 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
3. 反冲运动的原理
4. 反冲现象的应用及防止
（1）反冲现象的应用
灌溉喷水器
礼花燃放
海上冲水
（2）反冲现象的防止
大炮止退犁
步枪射击
枪身的反冲会影响射击的准确性，用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。
炮车的履带表面有较深的突起抓地钩型设计和是为了增大摩擦力，止退犁和两个液压缓冲器，都是为了在火炮连射时起到“止退”的作用，提高命中精度而精心设计的。
5. 反冲现象的典型应用——人船模型
例题：静止在水面上的小船长为L，质量为M，在船的最右端站有一质量为m的人，不计水的阻力，当人从最右端走到最左端的过程中，小船移动的距离是多大？
条件: 系统动量守衡且系统初动量为零
结论: 人船对地位移为将二者相对位移按质量反比分配关系
处理方法: 利用系统动量守衡的瞬时性和物体间作用的等时性,
求解每个物体的对地位移
mv1 = Mv2 mv1 t = Mv2 t
ms1 = Ms2 ---------- ①
s1 + s2 = L ---------- ②
两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒。在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。这样的问题归为“人船模型”问题。
（1）定义
① 两物体满足动量守恒定律：
（2）特点
② 运动特点：人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即：
③应用此关系时要注意一个问题：即公式中 和x1、x2一般都是相对地面而言的。
（3）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)
v1
v2
x1
x2
L
M
M
m
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。
1.古代火箭
知识点二：火箭
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。
2. 现代火箭
思考：火箭最终获得速度由什么决定呢？
M-m
v0
正方向
v=？
m
例题：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的对地喷射速度为v0，燃料燃尽后火箭的速度v为多大？
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，由动量守恒得：
（1）火箭的速度
设火箭在时间内喷射燃气的质量为，速度为，喷气后火箭的质量为m，获得的速度为v，由动量守恒定律：，得。
（2）火箭飞行速度的决定因素
火箭获得速度取决于燃气喷出速度及燃气质量与火箭本身质量之比两个因素．
1.关于反冲运动的说法中，正确的是（ ）
A．抛出物m1的质量要小于剩下质量m2才能获得反冲
B．若抛出质量m1大于剩下的质量m2，则m2的反冲力大于m1所受的力
C．反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用
D．对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律
D
2.运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是( )
A.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭
B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反作用力推动火箭
C.火箭吸入空气,然后向后推出,空气对火箭的反作用力推动火箭
D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭
B
3．一枚火箭搭载着卫星以速率 v0 进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（ ）
A． B．
C． D．
D
4.（多选）一只质量为0.9kg的乌贼吸入0.1kg的水后，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为2m/s的速度向前逃窜。下列说法正确的是（ ）
A．乌贼喷出的水的速度大小为18m/s
B．在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为0.9N·s
C．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大
D．在乌贼喷水的过程中，有18J的生物能转化成机械能
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第一章 动量守恒定律
第6节 反冲现象 火箭
章鱼靠把吸入体腔的水用力压出，从而使身体快速向前运动。
1.认识反冲现象，并能举出几个反冲运动的实例；
2.能结合动量守恒定律对反冲运动做出解释；
3.了解火箭的飞行原理，知道火箭飞行速度的决定因素。
知识点一：反冲现象
1. 定义：系统在内力作用下，当一部分向某一方向的运动时，剩余部分沿相反方向运动的现象。
发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。炮身的这种后退运动叫作反冲。
1. 把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。
现象：我通过实验发现，气球口朝下，气球往上飞，气球口朝上，气球往下飞。
做一做：
气球向一个方向喷气时，就会受到一个相反方向的力，而向相反方向运动，这是反冲现象。
思考：你能把气球的运动的实验的结果用一句比较简单的语言归纳起来吗？ 这属于什么现象？
思考：气球喷气会受到一个相反方向力的作用向相反方向运动，如果喷出的不是气，而是液体像水，会怎样呢？
2.如图所示，把弯管装在可旋转的盛水容器的下部。当水从弯管流出时，容器怎样旋转？
我们发现，盛水容器转动的方向刚好和水喷出的方向相反。
并且盛水容器的水越多，转动就越快，水减少，水杯的转动就慢，最后就停下来。
归纳：反冲的力的方向和物体喷出气体和液体的方向相反。
做一做：
（1）物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。
（2）反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为变力，且作用力大，一般都满足内力 外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理。
（3）反冲过程中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总动能增加。
2.特点
反冲运动是系统内力作用的结果。在发生反冲运动的过程中，系统所受到的外力远远小于内力，遵循动量守恒定律。
作用前：P = 0
作用后: P' = m1 v 1+ m2 v2
则根据动量守恒定律有： P' = P
即 m1v1 + m2v2 = 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
3. 反冲运动的原理
4. 反冲现象的应用及防止
（1）反冲现象的应用
灌溉喷水器
礼花燃放
海上冲水
（2）反冲现象的防止
大炮止退犁
步枪射击
枪身的反冲会影响射击的准确性，用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。
炮车的履带表面有较深的突起抓地钩型设计和是为了增大摩擦力，止退犁和两个液压缓冲器，都是为了在火炮连射时起到“止退”的作用，提高命中精度而精心设计的。
5. 反冲现象的典型应用——人船模型
例题：静止在水面上的小船长为L，质量为M，在船的最右端站有一质量为m的人，不计水的阻力，当人从最右端走到最左端的过程中，小船移动的距离是多大？
条件: 系统动量守衡且系统初动量为零
结论: 人船对地位移为将二者相对位移按质量反比分配关系
处理方法: 利用系统动量守衡的瞬时性和物体间作用的等时性,
求解每个物体的对地位移
mv1 = Mv2 mv1 t = Mv2 t
ms1 = Ms2 ---------- ①
s1 + s2 = L ---------- ②
两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒。在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。这样的问题归为“人船模型”问题。
（1）定义
① 两物体满足动量守恒定律：
（2）特点
② 运动特点：人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即：
③应用此关系时要注意一个问题：即公式中 和x1、x2一般都是相对地面而言的。
（3）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)
v1
v2
x1
x2
L
M
M
m
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。
1.古代火箭
知识点二：火箭
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。
2. 现代火箭
思考：火箭最终获得速度由什么决定呢？
M-m
v0
正方向
v=？
m
例题：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的对地喷射速度为v0，燃料燃尽后火箭的速度v为多大？
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，由动量守恒得：
（1）火箭的速度
设火箭在时间内喷射燃气的质量为，速度为，喷气后火箭的质量为m，获得的速度为v，由动量守恒定律：，得。
（2）火箭飞行速度的决定因素
火箭获得速度取决于燃气喷出速度及燃气质量与火箭本身质量之比两个因素．
1.关于反冲运动的说法中，正确的是（ ）
A．抛出物m1的质量要小于剩下质量m2才能获得反冲
B．若抛出质量m1大于剩下的质量m2，则m2的反冲力大于m1所受的力
C．反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用
D．对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律
D
2.运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是( )
A.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭
B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反作用力推动火箭
C.火箭吸入空气,然后向后推出,空气对火箭的反作用力推动火箭
D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭
B
3．一枚火箭搭载着卫星以速率 v0 进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（ ）
A． B．
C． D．
D
4.（多选）一只质量为0.9kg的乌贼吸入0.1kg的水后，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为2m/s的速度向前逃窜。下列说法正确的是（ ）
A．乌贼喷出的水的速度大小为18m/s
B．在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为0.9N·s
C．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大
D．在乌贼喷水的过程中，有18J的生物能转化成机械能
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