高中人教物理選擇性必修一1.6 反沖現(xiàn)象 火箭（課件）新教材同步備課 - 副本

1、人教版2019版選擇性必修第一冊第二章 機(jī)械振動1.6 反沖現(xiàn)象 火箭課堂引入問題：你知道章魚、烏賊是怎樣游動的嗎？它們先把水吸入體腔，然后用力壓水，通過身體前面的孔將水噴出，使身體很快地運(yùn)動。章魚能夠調(diào)整噴水的方向，這樣可以使得身體向任意方向前進(jìn)。章魚游動時體現(xiàn)了什么物理原理？課堂引入下列哪些是反沖運(yùn)動，并且符合動量守恒定律孔明燈火箭彈沙漏生活中的沖現(xiàn)象一、反沖現(xiàn)象 掌握簡諧運(yùn)動振幅的物理意義。生活中的反沖現(xiàn)象一、反沖現(xiàn)象 掌握簡諧運(yùn)動振幅的物理意義。做一做：1.把一個氣球吹起來，用手捏住氣球的通氣口（圖甲），然后突然放開，讓氣體噴出，觀察氣球的運(yùn)動。2.如圖乙，把彎管裝在可旋轉(zhuǎn)的盛水容器的

2、下部。當(dāng)水從彎管流出時，容器就旋轉(zhuǎn)起來。一、反沖現(xiàn)象 反沖現(xiàn)象.物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力（或在某一方向上內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力），系統(tǒng)動量守恒或在某一方向動量守恒。機(jī)械能增加一、反沖現(xiàn)象 反沖現(xiàn)象的特點(diǎn) 發(fā)射炮彈時，炮彈從炮筒中飛出，炮身則向后退。這種情況由于系統(tǒng)內(nèi)力很大，外力可忽略，可用動量守恒定律來解釋。射擊前，炮彈靜止在炮筒中，它們的總動量為0。炮彈射出后以很大的速度向前運(yùn)動，根據(jù)動量守恒定律，炮身必將向后運(yùn)動。只是由于炮身的質(zhì)量遠(yuǎn)大于炮彈的質(zhì)量，所以炮身向后的速度很小。炮身的這種后退運(yùn)動叫作反沖（recoil）一、反沖現(xiàn)象 反沖的定義反沖運(yùn)動和碰撞、爆炸相似，相互

3、作用力一般很大，一般滿足內(nèi)力外力，所以反沖運(yùn)動可用動量守恒定律來處理。反沖運(yùn)動的理論依據(jù)一、反沖現(xiàn)象 反沖運(yùn)動演示視頻1一、反沖現(xiàn)象 一、反沖現(xiàn)象 反沖運(yùn)動演示視頻2一、反沖現(xiàn)象 反沖運(yùn)動演示視頻3二、火箭 現(xiàn)代火箭古代火箭火箭結(jié)構(gòu)圖二、火箭 二、火箭 現(xiàn)代火箭的知識作用：發(fā)射洲際導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船.原理：利用反沖運(yùn)動.結(jié)構(gòu)：為了提高速度，實(shí)行多級（不超過四級）火箭發(fā)射.思考與討論質(zhì)量為 m 的人在遠(yuǎn)離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對靜止。由于沒有力的作用，他與飛船總保持相對靜止的狀態(tài)。這個人手中拿著一個質(zhì)量為 m 的小物體?，F(xiàn)在他以相對于飛船為 u 的速度把小物體拋出（圖 ）。1.

4、 小物體的動量改變量是多少？2. 人的動量改變量是多少？3. 人的速度改變量是多少？二、火箭 思考與討論中所描述的情境與火箭發(fā)射的原理大致相同。設(shè)火箭飛行時在極短的時間t內(nèi)噴射燃?xì)獾馁|(zhì)量是m，噴出的燃?xì)庀鄬姎馇盎鸺乃俣仁?u，噴出燃?xì)夂蠡鸺馁|(zhì)量是 m。我們就可以計算火箭在這樣一次噴氣后增加的速度v。以噴氣前的火箭為參考系。噴氣前火箭的動量是 0，噴氣后火箭的動量是 m v，燃?xì)獾膭恿渴?mu。二、火箭 根據(jù)動量守恒定律，噴氣后火箭和燃?xì)獾目倓恿咳匀粸?0，所以：m v mu 0解出： v 上式表明，火箭噴出的燃?xì)獾乃俣?u 越大、火箭噴出物質(zhì)的質(zhì)量與火箭本身質(zhì)量之比越大，火箭獲得的速度

5、v就越大。二、火箭 科學(xué)漫步 現(xiàn)代火箭發(fā)動機(jī)的噴氣速度通常在 2 000 5 000 m/s，近期內(nèi)難以大幅度提高。因此，若要提高火箭的速度，需要在減輕火箭本身質(zhì)量上下功夫?；鸺痫w時的質(zhì)量與火箭除燃料外的箭體質(zhì)量之比叫作火箭的質(zhì)量比。這個參數(shù)一般小于 10，否則火箭結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度就有問題。但是，這樣的火箭還是達(dá)不到發(fā)射人造地球衛(wèi)星的 7.9 km/s 的速度。 為了解決這個問題，科學(xué)家提出了多級火箭的概念。把火箭一級一級地接在一起，第一級燃料用完之后就把箭體拋棄，減輕負(fù)擔(dān)，然后第二級開始工作，這樣一級一級地連起來，理論上火箭的速度可以提得很高（圖）。但是實(shí)際應(yīng)用中一般不會超過四級，因?yàn)榧墧?shù)太多時

6、，連接機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)的質(zhì)量會增加很多，工作的可靠性也會降低二、火箭 三級火箭科學(xué)漫步 我國自 1956 年建立了專門的航天研究機(jī)構(gòu)到現(xiàn)在，火箭技術(shù)有了長足的發(fā)展。截至 2017 年底，已經(jīng)完成近 300 次各種衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)，成功地實(shí)現(xiàn)了載人航天飛行，并在國際航天市場占有一席之地（圖）。我國的火箭技術(shù)已經(jīng)跨入了世界先進(jìn)行列。二、火箭 三級火箭課堂總結(jié)1. 知道什么是反沖運(yùn)動2.反沖運(yùn)動的特點(diǎn)：1).物體原先靜止2).內(nèi)力作用下一分為二3).兩部分運(yùn)動方向相反3.原理:動量守恒定律4.了解火箭構(gòu)造和原理，知道影響火箭的因素隨堂練習(xí)例1、(單選)如圖所示，相同的平板車A、B、C成一直線靜止在水平光

7、滑的地面上，C車上站立的小孩跳到B車上，接著又立刻從B車上跳到A車上。小孩跳離C車和B車的水平速度相同，他跳到A車上后和A車相對靜止，此時三車的速度分別為vA、vB、vC，則下列說法正確的是()。AvAvC BvBvCCvCvAvB DB車必向右運(yùn)動C隨堂練習(xí)【答案】：C【解析】人與C，mv0mCvC0，vC ；人與B，由動量守恒知，vB0；人與A，有mv0(mmA)vA，vA ，所以有vCvAvB，C項(xiàng)正確。隨堂練習(xí)例2、(單選）下列關(guān)于反沖運(yùn)動的說法中,正確的是()A.拋出物體的質(zhì)量要小于剩下物體的質(zhì)量才能獲得反沖B.若拋出物體A的質(zhì)量大于剩下物體B的質(zhì)量,則B受的反沖力大于A所受的力C.

8、反沖運(yùn)動中,牛頓第三定律適用,但牛頓第二定律不適用D.對拋出部分和剩余部分,牛頓第二定律都適用D隨堂練習(xí)【答案】：D【解析】：反沖運(yùn)動中并沒有確定兩部分物體之間的質(zhì)量關(guān)系,故選項(xiàng)A錯誤。在反沖運(yùn)動中,兩部分物體之間的作用力是一對作用力與反作用力,由牛頓第三定律可知,它們大小相等、方向相反,故選項(xiàng)B錯誤。在反沖運(yùn)動中,一部分物體受到的另一部分物體的作用力產(chǎn)生了該部分的加速度,使該部分的速度逐漸增大,在此過程中,對每一部分牛頓第二定律都適用,故選項(xiàng)C錯誤,選項(xiàng)D正確。隨堂練習(xí)例3、(多選)下列說法中正確的是( )A.火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度B.體操運(yùn)動員在著地時屈腿是為了減小地面對運(yùn)動員的作用力C.用步槍射擊時要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響D.為了減輕撞車時對司乘人員的傷害程度,發(fā)動機(jī)艙越堅(jiān)固越好ABC隨堂練習(xí)【答案】：ABC【解析】：火箭靠噴出氣流,通過反沖獲得前進(jìn)的動力,從而獲得巨大速度,A正確;