(共38张PPT)
第四节 反冲运动
课前自主学案
核心要点突破
课标定位
课堂互动讲练
第四节
知能优化训练
课标定位
学习目标：1.知道反冲运动的含义和反冲运动在技术上的应用．
2．知道火箭的飞行原理；了解我国在火箭技术上的巨大成就和伟大贡献．
3．能应用动量守恒定律解释反冲现象并能计算有关问题．
重点难点：1.反冲运动．
2．应用反冲原理处理火箭问题．
课前自主学案
一、反冲运动
1．反冲：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____方向运动的现象．
相反
2．原理：反冲运动的原理是_____________．当系统所受的外力的矢量和为零或外力远小于内力时，系统的总动量守恒．这时，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量．
表达公式：__________________.
动量守恒定律
0＝m1v1′＋m2v2′
思考感悟
划船时，船桨向后划水，水对桨有向前的推力，是不是也应用了反冲？
提示：反冲是物体在内力作用分裂为两部分，它们的运动方向相反．划船时，水不是船的一部分，运动方向也不一定相反，不是反冲.
二、火箭
1．火箭是_____________最重要的应用之一．中国是火箭的故乡．
2．火箭的工作原理
当火箭推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动量，根据动量守恒定律，火箭获得大小相等、方向相反的动量，因而发生连续的反冲现象．
动量守恒定律
3．火箭的最终速度
火箭燃料燃尽时火箭获得的________由喷气速度和火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量____两个因素决定．
最终速度
之比
核心要点突破
一、反冲运动的理解
1．反冲是静止或运动的物体通过分离出部分物质，而使自身在反方向获得速度的现象，实际上是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果．
2．反冲运动的过程中，如果没有外力作用或外力远小于物体间的相互作用力，可利用动量守恒定律来处理．
3．反冲运动中由于有其他形式的能转化为动能，于是系统的总动能增加，反冲运动是作用力与反作用力都做正功的典型事例．
4．研究反冲运动的目的是找到反冲速度的规律，求反冲速度的关键是确定相互作用的对象和各物体对地的运动状态．
特别提醒：(1)剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说，两者运动方向必然相反，做数值计算时，注意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的另一部分的速度应取负值，列表达式时，也可以把负号包含在相关字母中．
(2)反冲运动中存在相互作用的物体间发生相对运动，已知条件中告知的常常是物体的相对速度，在应用动量守恒定律时，应将相对速度转换为绝对速度(一般为对地速度)．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1.(单选)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，空气反作用推动火箭
B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后喷出，气体的反作用力推动火箭
C．火箭吸入空气，然后向后排出，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
解析：选B.火箭工作的原理是反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾部喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度．故B项正确．
二、爆炸问题
1．物体发生爆炸时，物体间的相互作用突然发生，相互作用力为变力，作用时间很短，作用力很大，且远大于系统受的外力，故可用动量守恒定律来处理．
2．在爆炸过程中，因有其他形式的能转化为动能，所以系统的动能会增加．
3．由于爆炸类问题作用时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，可以把作用过程作为一个理想化的过程(简化)处理，即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动．
特别提醒：对于爆炸类问题，由于相互作用力是变力，用牛顿运动定律求解非常复杂，甚至根本就无法求解，但用动量守恒定律求解时，只需要考虑过程的始末状态，而不需要考虑过程的具体细节，这正是用动量守恒定律求解问题的优点．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
2.(单选)设斜上抛物体在通过轨迹的最高位置时，突然炸裂成质量不等的两块，已知其中一块沿原水平方向做平抛运动，则另一块的运动不可能是( )
A．反方向平抛运动
B．斜上抛运动
C．自由落体运动
D．原方向平抛运动
解析：选B.斜上抛物体在最高点时的动量方向水平，爆炸后，合动量的方向也应是水平方向，故选B.
课堂互动讲练
反冲运动
平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货厢边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A点，距货厢水平距离为l＝4 m，如图1－4－1所示．人的质量为m，车连同货厢的质量为M＝4m，货厢高度为h＝1.25 m，求：
例1
图1－4－1
(1)车在人跳出后到落到地板期间的反冲速度？
(2)人落在平板车地板上并站定以后，车还运动吗？车在地面上移动的位移是多少？
【思路点拨】 人从货厢上跳出的过程中，人与货厢及车组成的系统水平方向动量守恒．人落到车上的过程中，系统水平方向动量仍守恒．人在空中运动过程中做平抛运动，而车做匀速直线运动．
人落到车上A点的过程，系统水平方向的动量守恒(水平方向系统没有受外力，而竖直方向支持力大于重力，合力不为零)，人落到车上前的水平速度仍为v1，车的速度为v2，落到车上后设它们的共同速度为v，根据水平方向动量守恒得：mv1－Mv2＝(M＋m)v，可得v＝0.
故人落到车上A点站定后车的速度为零．
【答案】 (1)1.6 m/s (2)不运动 0.8 m
图1－4－3
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(相对地面)，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？
反冲运动中变质量问题的处理方法
例2
【答案】 (1)2 m/s (2)13.5 m/s
【方法总结】 由于每次喷出气体的速度是相对地面的且恒定，因此，多次喷出与一次喷出(其质量为多次的总和)是等效的，这样处理使解题过程得到了简化，方法二就是这样处理的，另外，火箭喷第几次气体过程中，不要写成Mvn＝nmv，因为喷气过程中火箭的质量要减少．
如图1－4－4所示，长为l、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人站立在船头．若不计水的阻力，在人从船头走到船尾的过程中，船和人的对地位移各是多少？
人船模型
例3
图1－4－4
图1－4－5
【方法总结】 “人船模型”中开始系统静止，任一时刻系统的水平总动量始终为零，人停下，船也静止．解题时应画出各物体的始末位置关系草图，找出水平位移的关系．也可将这一模型推广到其他类似问题．
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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