6　反沖現(xiàn)象　火箭

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1.了解反沖運動的概念及反沖運動的一些應(yīng)用

2.掌握應(yīng)用動量守恒定律解決反沖運動問題的方法

3.了解反沖運動在航空航天中的應(yīng)用

1.能應(yīng)用動量守恒定律解決反沖運動問題

2.會應(yīng)用動量定理、動量守恒定律計算火箭發(fā)射類問題

[教材鏈接]閱讀教材第24頁,填寫反沖的相關(guān)知識(1)定義:一個靜止的物體在

的作用下分裂為兩部分,一部分向某一方向運動,另一部分必然向

方向運動的現(xiàn)象.

(2)特點:①物體的不同部分在

作用下向相反方向運動.

②反沖運動中,相互作用力一般較大,通?？梢杂?/p>

來處理.

學(xué)習(xí)任務(wù)一學(xué)習(xí)任務(wù)一

反沖內(nèi)力相反內(nèi)力動量守恒定律學(xué)習(xí)任務(wù)一(1)若橡皮塞噴出時獲得的水平速度大小為v=2.9m/s,求小車的反沖速度;例1如圖所示,小車靜止放在水平光滑玻璃上,點燃酒精燈,水蒸氣將橡皮塞水平噴出,小車沿相反方向運動.已知小車的總質(zhì)量M=3kg,水平噴出的橡皮塞的質(zhì)量m=0.1kg.[答案]

0.1m/s,方向與橡皮塞運動的方向相反[解析]小車和橡皮塞組成的系統(tǒng)所受外力之和為零,系統(tǒng)總動量為零.以橡皮塞運動的方向為正方向,根據(jù)動量守恒定律得mv+(M-m)v'=0解得v'=-0.1m/s負號表示小車運動方向與橡皮塞運動的方向相反.學(xué)習(xí)任務(wù)一(2)若橡皮塞噴出時速度大小仍為v=2.9m/s,方向與水平方向成60°角,小車的反沖速度又如何?(小車一直在水平方向運動)[答案]

0.05m/s,方向與橡皮塞水平分速度的方向相反[解析]小車和橡皮塞組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒.以橡皮塞水平分速度的方向為正方向,有mvcos60°+(M-m)v″=0解得v″=-0.05m/s負號表示小車運動方向與橡皮塞水平分速度的方向相反.學(xué)習(xí)任務(wù)一

B

學(xué)習(xí)任務(wù)一反沖的特點運動方向相反

物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運動機械能增加

反沖中,由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能,所以系統(tǒng)的機械能增加動量守恒

反沖運動中,相互作用的內(nèi)力一般情況下遠大于外力或在某一方向上內(nèi)力遠大于外力,所以可以用動量守恒定律(或在某一方向上應(yīng)用動量守恒定律)來處理

[教材鏈接]閱讀教材第25頁,填寫火箭的相關(guān)知識(1)工作原理:利用

的原理,則火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃氣從尾噴管迅速噴出時,使火箭獲得巨大的

.

(2)影響火箭獲得速度大小的因素①噴氣速度:現(xiàn)代火箭的噴氣速度為2000~5000m/s.②質(zhì)量比:指火箭噴出物質(zhì)的質(zhì)量與噴出燃氣后火箭的質(zhì)量之比.噴氣速度

,質(zhì)量比

,則火箭獲得的速度越大.

學(xué)習(xí)任務(wù)二

火箭原理學(xué)習(xí)任務(wù)二反沖速度越大越大例2

[2021·揚州中學(xué)月考]在太空中,一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m=200g的氣體,氣體離開發(fā)動機時的速度v=1000m/s(相對地面),已知火箭質(zhì)量M=300kg,發(fā)動機每秒噴氣20次.當?shù)谌螝怏w噴出后,火箭的速度為多大?學(xué)習(xí)任務(wù)二

學(xué)習(xí)任務(wù)二

變式某課外科技小組制作了一只“水火箭”,通過壓縮空氣壓出水流使火箭運動.假如噴出的水流流量保持為2×10-4m3/s,噴出速度保持為對地10m/s,啟動前火箭總質(zhì)量為1.4kg,則啟動2s末火箭增加的速度可以達到多少?(已知火箭沿水平軌道運動,阻力不計,水的密度是1×103kg/m3)學(xué)習(xí)任務(wù)二

學(xué)習(xí)任務(wù)二

素養(yǎng)提升

素養(yǎng)提升

C素養(yǎng)提升

C

素養(yǎng)提升

C

備用習(xí)題BC備用習(xí)題

[解析]因為兩球組成的系統(tǒng)在豎直方向上所受的合外力不為0,所以兩球組成的系統(tǒng)動量不守恒,故B正確,A錯誤;2.如圖所示,在沙堆表面放置一長方形木塊A,其上面再放一個質(zhì)量為0.10kg的爆竹B,木塊質(zhì)量為5kg.當爆竹爆炸時,因反沖作用使木塊陷入沙中5cm,而木塊所受的平均阻力為58N.若爆竹的火藥質(zhì)量和空氣阻力可忽略不計,g取10m/s2,求爆竹能上升的最大高度.備用習(xí)題備用習(xí)題[答案]20m

3.在光滑的水平面上停放一輛平板車,一小孩站在平板車的最左端,小孩和平板車的總質(zhì)量為M,某時刻小孩將一質(zhì)量為m的物體沿水平向右的方向拋出,經(jīng)過一段時間,物體落在平板車上,此時物體和平板車立即相對靜止.已知物體的落點距離小孩的水平間距為x=4m,物體的拋出點距離平板車上表面的高度為h=1.25m,M=19m.若整個過程中小孩與平板車始終保持相對靜止,重力加速度g取10m/s2,則小孩拋出物體的瞬間,平板車的速度應(yīng)為多大?備用習(xí)題備用習(xí)題

1.

(反沖)運送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后,火箭做加速運動的原因是(

)

A.燃料推動空氣,空氣的反作用力推動火箭B.火箭發(fā)動機用力將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出,氣體的反作用力推動火箭C.火箭吸入空氣,然后向后排出,空氣對火箭的反作用力推動火箭D.火箭燃料燃燒放熱,加熱周圍空氣,空氣膨脹推動火箭B[解析]火箭是利用反沖現(xiàn)象,火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出使火箭獲得反沖速度,故選項B正確.隨堂鞏固2.(火箭原理)(多選)下列措施中有利于增加火箭的飛行速度的是(

)A.使噴出的氣體速度更大B.使噴出的氣體溫度更高C.使噴出的氣體質(zhì)量更大D.使噴出的氣體密度更小AC

隨堂鞏固3.(火箭問題)將質(zhì)量為1.00kg的模型火箭點火升空,50g燃燒的燃氣以大小為600m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出(噴出過程中重力和空氣阻力可忽略).在燃氣噴出后的瞬間,火箭的動量大小為 (

)A.30kg·m/s B.5.7×102kg·m/sC.6.0×102kg·m/s D.6.3×102kg·m/sA[解析]燃氣從火箭噴口噴出的過程中,