反沖現(xiàn)象 火箭 高二上物理人教版（2019）選擇性必修1

第一章

動(dòng)量守恒定律第6節(jié)

反沖現(xiàn)象火箭章魚靠把吸入體腔的水用力壓出，從而使身體快速向前運(yùn)動(dòng)。1.認(rèn)識(shí)反沖現(xiàn)象，并能舉出幾個(gè)反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例；2.能結(jié)合動(dòng)量守恒定律對(duì)反沖運(yùn)動(dòng)做出解釋；3.了解火箭的飛行原理，知道火箭飛行速度的決定因素。知識(shí)點(diǎn)一：反沖現(xiàn)象1.定義：系統(tǒng)在內(nèi)力作用下，當(dāng)一部分向某一方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)，剩余部分沿相反方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。發(fā)射炮彈時(shí)，炮彈從炮筒中飛出，炮身則向后退。炮身的這種后退運(yùn)動(dòng)叫作反沖。1.把一個(gè)氣球吹起來，用手捏住氣球的通氣口，然后突然放開，讓氣體噴出，觀察氣球的運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)象：我通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氣球口朝下，氣球往上飛，氣球口朝上，氣球往下飛。做一做：氣球向一個(gè)方向噴氣時(shí)，就會(huì)受到一個(gè)相反方向的力，而向相反方向運(yùn)動(dòng)，這是反沖現(xiàn)象。思考：你能把氣球的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果用一句比較簡(jiǎn)單的語言歸納起來嗎？這屬于什么現(xiàn)象？思考：氣球噴氣會(huì)受到一個(gè)相反方向力的作用向相反方向運(yùn)動(dòng)，如果噴出的不是氣，而是液體像水，會(huì)怎樣呢？2.如圖所示，把彎管裝在可旋轉(zhuǎn)的盛水容器的下部。當(dāng)水從彎管流出時(shí)，容器怎樣旋轉(zhuǎn)？我們發(fā)現(xiàn)，盛水容器轉(zhuǎn)動(dòng)的方向剛好和水噴出的方向相反。并且盛水容器的水越多，轉(zhuǎn)動(dòng)就越快，水減少，水杯的轉(zhuǎn)動(dòng)就慢，最后就停下來。歸納：反沖的力的方向和物體噴出氣體和液體的方向相反。做一做：

2.特點(diǎn)反沖運(yùn)動(dòng)是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果。在發(fā)生反沖運(yùn)動(dòng)的過程中，系統(tǒng)所受到的外力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)力，遵循動(dòng)量守恒定律。作用前：P=0作用后:P'=m1

v

1+m2

v2則根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：P'=P即m1v1+m2v2=0故有：v2=?(m1/m2)v1負(fù)號(hào)就表示作用后的兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反3.反沖運(yùn)動(dòng)的原理4.反沖現(xiàn)象的應(yīng)用及防止（1）反沖現(xiàn)象的應(yīng)用灌溉噴水器禮花燃放海上沖水（2）反沖現(xiàn)象的防止大炮止退犁步槍射擊槍身的反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性，用步槍射擊時(shí)要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響。炮車的履帶表面有較深的突起抓地鉤型設(shè)計(jì)和是為了增大摩擦力，止退犁和兩個(gè)液壓緩沖器，都是為了在火炮連射時(shí)起到“止退”的作用，提高命中精度而精心設(shè)計(jì)的。5.反沖現(xiàn)象的典型應(yīng)用——人船模型例題：靜止在水面上的小船長為L，質(zhì)量為M，在船的最右端站有一質(zhì)量為m的人，不計(jì)水的阻力，當(dāng)人從最右端走到最左端的過程中，小船移動(dòng)的距離是多大？條件:系統(tǒng)動(dòng)量守衡且系統(tǒng)初動(dòng)量為零結(jié)論:人船對(duì)地位移為將二者相對(duì)位移按質(zhì)量反比分配關(guān)系處理方法:利用系統(tǒng)動(dòng)量守衡的瞬時(shí)性和物體間作用的等時(shí)性,

求解每個(gè)物體的對(duì)地位移

mv1=Mv2mv1t

=Mv2t

ms1=Ms2----------①s1+s2=L----------②

兩個(gè)原來靜止的物體發(fā)生相互作用時(shí)，若所受外力的矢量和為零，則動(dòng)量守恒。在相互作用的過程中，任一時(shí)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。（1）定義①兩物體滿足動(dòng)量守恒定律：（2）特點(diǎn)②運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：人動(dòng)船動(dòng)，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它們質(zhì)量的反比；人船平均速度(瞬時(shí)速度)比等于它們質(zhì)量的反比，即：③應(yīng)用此關(guān)系時(shí)要注意一個(gè)問題：即公式中

和x1、x2一般都是相對(duì)地面而言的。（3）解決“人船模型”問題①解前畫出人、船位移草圖②運(yùn)動(dòng)情況：人走、船行；人停船停；人加速船加速；人減速船減速。③原理：動(dòng)量守恒定律④人船速度關(guān)系：0=mv1-Mv2.

則v1/v2=M/m，任意時(shí)刻速度與質(zhì)量成反比。⑤人船位移關(guān)系：

mx1-Mx2=0,則x1/x2=M/m。

x1+x2=LL----船的長度則：x1=mL/(m+M),x2=ML/(M+m)v1v2x1x2LMMm我國早在宋代就發(fā)明了火箭，在箭桿上捆一個(gè)前端封閉的火藥筒，火藥點(diǎn)燃后生成的燃?xì)庖院艽蟮乃俣认蚝髧姵?，火箭由于反沖而向前運(yùn)動(dòng)。1.古代火箭知識(shí)點(diǎn)二：火箭現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵觯鸺拖蚯帮w去。2.現(xiàn)代火箭思考：火箭最終獲得速度由什么決定呢？M-mv0正方向v=？m例題：火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M，燃料全部燃燒完后的質(zhì)量為m，火箭燃?xì)獾膶?duì)地噴射速度為v0，燃料燃盡后火箭的速度v為多大？解：

在火箭發(fā)射過程中，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以動(dòng)量守恒。設(shè)火箭的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒得：

1.關(guān)于反沖運(yùn)動(dòng)的說法中，正確的是（

）A．拋出物m1的質(zhì)量要小于剩下質(zhì)量m2才能獲得反沖B．若拋出質(zhì)量m1大于剩下的質(zhì)量m2，則m2的反沖力大于m1所受的力C．反沖運(yùn)動(dòng)中，牛頓第三定律適用，但牛頓第二定律不適用D．對(duì)拋出部分和剩余部分都適用于牛頓第二定律D2.運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后,火箭做加速運(yùn)動(dòng)的原因是(

)A.燃料燃燒推動(dòng)空氣,空氣反作用力推動(dòng)火箭B.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出,氣體的反作用力推動(dòng)火箭C.火箭吸入空氣,然后向后推出,空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭D.火箭燃料燃燒發(fā)熱,加熱周圍空氣,空氣膨脹推動(dòng)火箭B3．一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率

v0

進(jìn)入太空預(yù)定位置，由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離。已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后部分的箭體質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率v1為（

）A．

B． C．

D．D4.（多選）一只質(zhì)量為0.9kg的烏賊吸入0.1kg的水后，靜止在水中。遇到危險(xiǎn)時(shí)，它在