高中物理 第一章 碰撞與動量守恒 6 動量守恒定律的應(yīng)用（二）火箭的發(fā)射與反沖現(xiàn)象 教科版選修3-5

1、6 動量守恒定律的應(yīng)用(二) 火箭的發(fā)射與反沖現(xiàn)象,目標(biāo)定位1.認(rèn)識反沖運(yùn)動，能舉出幾個反沖運(yùn)動的實(shí)例.2.結(jié)合動量守恒定律對反沖現(xiàn)象做出解釋；進(jìn)一步提高運(yùn)用動量守恒定律分析和解決實(shí)際問題的能力.3.了解火箭的飛行原理及決定火箭最終速度大小的因素,一、反沖運(yùn)動 1反沖：原來靜止的物體，在內(nèi)力作用下，其中一部分向某一方向運(yùn)動，另一部分向_方向運(yùn)動的現(xiàn)象叫反沖 2反沖現(xiàn)象遵循_定律 想一想為什么反沖運(yùn)動系統(tǒng)動量守恒？ 答案反沖運(yùn)動是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果，雖然有時系統(tǒng)所受的合外力不為零，但由于系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，所以系統(tǒng)的總動量是守恒的,相反,動量守恒,二、火箭 1工作原理：火箭的工作原理是_運(yùn)動，

2、其反沖過程_守恒它靠向后噴出的氣流的反沖作用而獲得_的速度 2火箭的最大速度取決于兩個條件：一是向后的_ _ ，二是_，即火箭開始飛行時的質(zhì)量與_時的質(zhì)量之比現(xiàn)代火箭能達(dá)到的質(zhì)量比不超過_,反沖,動量,向前,噴氣速度,質(zhì)量比,燃料燃盡,10,一、對反沖運(yùn)動的理解 1反沖運(yùn)動的特點(diǎn)及遵循的規(guī)律 (1)特點(diǎn)：是物體之間的作用力與反作用力產(chǎn)生的效果 (2)條件： 系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零； 內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力； 系統(tǒng)在某一方向上不受外力或外力分力之和為零； (3)反沖運(yùn)動遵循動量守恒定律,2討論反沖運(yùn)動應(yīng)注意的兩個問題 (1)速度的反向性 對于原來靜止的整體，拋出部分具有速度時，剩余部分的反沖與拋

3、出部分必然相反 (2)速度的相對性 一般都指對地速度,例1】質(zhì)量相等的A、B兩球之間壓縮一根輕質(zhì)彈簧，靜置于光滑水平桌面上，當(dāng)用板擋住小球A而只釋放B球時，B球被彈出落到距桌邊水平距離為s的地面上，如圖161所,圖161,示若再次以相同力壓縮該彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同時釋放，則B球的落地點(diǎn)距桌邊() 答案D,針對訓(xùn)練如圖162所示是一門舊式大炮，炮車和炮彈的質(zhì)量分別是M和m，炮筒與地面的夾角為，炮彈出口時相對于地,圖162,面的速度為v0.不計(jì)炮車與地面的摩擦，求炮身向后反沖的速度v為_,二、火箭的原理 2火箭噴氣屬于反沖類問題，是動量守恒定律的重要應(yīng)用在火箭運(yùn)動的過程中，隨著燃料的

4、消耗，火箭本身的質(zhì)量不斷減小，對于這一類的問題，可選取火箭本身和在相互作用的時間內(nèi)噴出的全部氣體為研究對象，取相互作用的整個過程為研究過程，運(yùn)用動量守恒的觀點(diǎn)解決問題,例2】一火箭噴氣發(fā)動機(jī)每次噴出m200 g的氣體，氣體離開發(fā)動機(jī)噴出時的速度v1 000 m/s.設(shè)火箭質(zhì)量M300 kg，發(fā)動機(jī)每秒鐘噴氣20次 (1)當(dāng)?shù)谌螄姵鰵怏w后，火箭的速度多大？ (2)運(yùn)動第1 s末，火箭的速度多大？ 答案(1)2 m/s(2)13.5 m/s 解析火箭噴氣屬反沖現(xiàn)象，火箭和氣體組成的系統(tǒng)動量守恒，運(yùn)用動量守恒定律求解 (1)選取整體為研究對象，運(yùn)用動量守恒定律求解 設(shè)噴出三次氣體后火箭的速度為v3

5、,借題發(fā)揮分析火箭類問題應(yīng)注意的三個問題 (1)火箭在運(yùn)動過程中，隨著燃料的燃燒，火箭本身的質(zhì)量不斷減小，故在應(yīng)用動量守恒定律時，必須取在同一相互作用時間內(nèi)的火箭和噴出的氣體為研究對象注意反沖前、后各物體質(zhì)量的變化 (2)明確兩部分物體初、末狀態(tài)的速度的參考系是否為同一參考系，如果不是同一參考系要設(shè)法予以調(diào)整，一般情況要轉(zhuǎn)換成對地的速度 (3)列方程時要注意初、末狀態(tài)動量的方向反沖物體速度的方向與原物體的運(yùn)動方向是相反的,三、反沖運(yùn)動的應(yīng)用“人船模型” 1“人船模型”問題 兩個原來靜止的物體發(fā)生相互作用時，若所受外力的矢量和為零，則動量守恒在相互作用的過程中，任一時刻兩物體的速度大小之比等于質(zhì)量的反比這樣的問題歸為“人船模型”問題 2人船模型的特點(diǎn) (1)兩物體滿足動量守恒定律：m11m220,3)應(yīng)用此關(guān)系時要注意一個問題：即公式中v1、v2和x1、x2一般都是相對地面而言的,例3】 如圖163所示，長為L、質(zhì)量為M的小船停在靜水中，質(zhì)量為m的人從靜止開始從船頭走到船尾，不計(jì)水的阻力，求船和人相對地面的位移各為多少,圖163,借題發(fā)揮“人船模型”是利用平均動量守恒求解的一類問題，解決這類問題應(yīng)明確： (1)適用條件： 系統(tǒng)由兩個物體組成且相互作用前靜止，系統(tǒng)總動量為零； 在系統(tǒng)