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,第一章 碰撞与动量守恒,1.3 动量守恒定律的应用 第四课时 反冲现象与火箭的发射,1.认识反冲运动，能举出几个反冲运动的实例. 2.结合动量守恒定律对反冲现象作出解释；进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力. 3.知道火箭的飞行原理和主要用途，了解我国航空、航天事业的巨大成就，激发学生热爱祖国的情感.,学习目标定位,学习探究区,一、反冲运动的特点及应用,二、火箭的工作原理,一、反冲运动的特点及应用,问题设计,用手拿着球挤压一弹簧，当两手同时松开时，我们会看到球被弹出，同时弹簧也被弹出，试分析弹簧被弹出的原因？ 答案 由于力的作用是相互的，球对弹簧有一反作用力，使弹簧做反冲运动.,要点提炼,1.反冲运动：根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动.这个现象叫做反冲. 2.反冲运动的特点及遵循的规律： (1)反冲运动的特点：反冲运动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)反冲运动过程中一般满足： 系统不受外力或所受外力 ； 系统虽然受到外力作用，但内力 外力； 系统虽然所受外力之和不为零，但系统在某一方向上不受外力或 ；所以反冲运动遵循 定律.,之和为零,远远大于,外力在该方向上的分力之和为零,动量守恒,3.讨论反冲运动应注意两个问题： (1)速度的反向性 对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然 . (2)速度的相对性 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 速度.,相反,对地,例1 反冲小车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动.如果小车的总质量是M3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量是m0.1 kg. (1)若橡皮塞喷出时获得水平速度v2.9 m/s，求小车的反冲速度.,解析 小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零. 根据动量守恒定律，mv(Mm)v0,v v 2.9 m/s0.1 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是0.1 m/s. 答案 0.1 m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反,(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60角，小车的反冲速度又是如何？,解析 小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒. mvcos 60(Mm)v0 v m/s0.05 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是0.05 m/s. 答案 0.05 m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反,例2 如图1所示，带有半径为R的1/4光滑圆弧 的小车其质量为M，置于光滑水平面上，一质 量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放，则 小球离开小车时，小球和小车的速度分别为多 少？(重力加速度为g),图1,解析 由题目知：水平面光滑，系统在水平方向不受外力；圆弧轨道光滑，小球滚下时系统的机械能无损失.所以可由水平方向动量守恒结合机械能守恒求解. 小球和小车组成的系统在水平方向动量守恒，且全过程满足机械能守恒.设小球、小车分离时，小球的速度为v1，方向向左，小车的速度为v2，方向向右，则： mv1Mv20 ,mgR mv Mv 由解得v1 ，v2 答案,返回,二、火箭的工作原理,例3 一火箭喷气发动机每次喷出m200 g的气体，喷出的气体相对地面的速度v1 000 m/s.设此火箭初始质量M300 kg，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引力及空气阻力作用的情况下，火箭发动机1 s末的速度是多大？,解析 在不考虑地球引力及空气阻力作用的情况下，火箭和气体组成的系统动量守恒.,以火箭和它在1 s内喷出的气体为研究对象.设火箭1 s末的速度为v，1 s内共喷出质量为20m的气体，以火箭前进的方向为正方向. 由动量守恒定律得 (M20m)v20mv0 解得v m/s13.5 m/s 即火箭发动机1 s末的速度大小是13.5 m/s. 答案 13.5 m/s,要点提炼,1.火箭燃料燃尽时火箭获得的最终速度由 和质量比 (火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比)两个因素决定. 2.火箭喷气属于 类问题，是 的重要应用.在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本,喷气速度v,反冲,动量守恒定律,身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题.,返回,课堂要点小结,返回,动量守恒定律的应用 反冲和火箭,反冲运动,原理：动量守恒定律 反冲运动模型及拓展,火箭的工作原理,自我检测区,1,2,3,4,1,2,3,4,1.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，空气反作用力推动火箭 B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，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,1,2,3,4,解析 火箭的工作原理是利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压气体从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故正确答案为B. 答案 B,1,2,3,4,2.假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是( ) A.向后踢腿 B.手臂向后甩 C.在冰面上滚动 D.脱下外衣水平抛出,解析 向后踢腿和手臂向后甩，都是人体间的内力，不会使人前进.在光滑冰面上由于不存在摩擦力，故无法完成滚动动作.而水平抛出衣服能获得反方向的速度，故可滑离冰面.,D,1,2,3,4,3.设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v，求燃料燃尽后火箭的飞行速度为v.,解析 在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒.取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，发射后火箭的总动量为mv(Mm)v,1,2,3,4,则由动量守恒定律得 mv(Mm)v0 所以v v v 答案 ( 1)v,1,2,3,4,4.如图2所示，载人气球原来静止在空中，与地面 距离为h，已知人的质量为m，气球的质量(不含人 的质量)为M.若人要沿轻绳梯返回地面，则轻绳梯 的长度至少为多长？,图2,解析 人与气球组成的系统，动量守恒. 设人到地面时， 气球上升高度为H，如图所示.,1,2,3,4,由动量守恒定律得： MHmh解得：H h. 所以轻绳梯的长度至少为 LHh h. 答案 h,
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