人教版高中物理选修3-5十六章第五节反冲运动火箭课件反冲运动 火箭
人教版高中物理选修3-5同步课件-反冲运动火箭

一个静止的物体在________的作用下分裂为两部分,一部分向某一方向运动,另一部分必然向
________方向运动的现象。 内力
2.特点
相反
(1)物体的不同部分在________作用下向相反方向运动。
(2)反向运动中, 相互作用力一般较大,通常可以用________________来处理。
内力
(1)当第三次气体喷出后,火箭的速度多大? (2)运动第1 s末,火箭的速度多大? 解题指导:(1)恰当选取研究对象,应用动量守恒定律求解。 (2)列方程时注意火箭质量的变化。
解析:方法一:喷出气体运动方向与火箭运动方向相反,系统动量守恒。 (M-m)v1-mv=0 所以 v1=Mm-vm。 第二次气体喷出后,火箭速度为 v2,有(M-2m)v2-mv=(M-m)v1 所以 v2=M2-m2vm 第三次气体喷出后,火箭速度为 v3,有(M-3m)v3-mv=(M-2m)v2
『想一想』
两位同学在公园里划船。租船时间将到,她们把小船划向码头。 当小船离码头大约2 m左右时,有一位同学心想:自己在体育 课上立定跳远的成绩从未低于2 m,跳到岸上绝对没有问题。 于是她纵身一跳,结果却掉到了水里(如图)。她为什么不能如 她所想的那样跳到岸上呢?(假设起跳时船已静止)
解析:若立定跳远时,人离地时速度为 v,如果从船上起跳时,人离船时速 度为 v′,船的反冲速度为 v′船,由能量关系 E=12mv2,E=12mv′2+12Mv′2船
典例剖析
态,他典准备例对一1太个空连中同的装哈备勃总望质远量镜为进M=行1维0修0 k,g宇的航宇员航背员着,装在有距质离量飞为船ms=0=450m.5处kg与的飞氧船气处贮于气相筒对,静筒止内状
有一个可以使氧气以v=50 m/s的速度喷出的喷嘴。宇航员在维修完毕哈勃望远镜后,必须向着返回飞 船方向的反方向释放氧气,才能回到飞船,同时又必须保留一部分氧气供途中宇航员呼吸之用,宇航 员的耗氧率为Q=2.5×10-4 kg/s,如果不考虑喷出氧气对设备与宇航员总质量的影响,则: (1)喷出多少氧气,宇航员才能安全返回飞船? (2)为了使总耗氧量最低,应该一次喷出多少氧气?返回时间是多少?
人教版高中物理选修3-5课件 16.5反冲运动---火箭 (共18张PPT)

A. M
m
m
B.
M m
C. M m
M
D. M m
M
即例动:,m质一ʋ量+炮为M弹ʋ静m' =止的0在这光一滑块的弹水片平的地速面度上大,小点为火ʋ,爆求炸另后一恰块好弹分片裂的成速质度量分ʋ'。别为 m 和 M 的两块弹片,假设分开后两块弹片沿同一条直线运
课 堂 测 试 1特k点g,:橡内皮力塞远喷远出大时于速外度力v,=反2.冲运动中系统动量守恒。
)
火C、箭喷在气燃式料飞燃机尽喷时气所飞能行获得的最终速度与什么有关呢?
定A、义乒:乓一球个碰物到体墙在壁内后力弹的回作用下分裂为两个部分,一部分向某一方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。
一解静析止 :的作质用量前为的动M量的p原=子核0 ,以作相用对后地的的动速量度
pʋ '
放射出一质量为 = mʋ + Mʋ'
反 冲 运
运动
2. 原理:动量守恒定律 3. 常见反冲运动:烟花、喷气式飞机
动
火
1. 发展:从宋代开始
箭
2. 原理:动量守恒定律
火箭
①喷气速度 ʋ
3. 速度
②质量比
M m
课堂测试
1. 一静止的质量为 M 的原子核,以相对地的速度 ʋ 放射 出一质量为 m 的粒子后,原子核剩余部分作反冲运动的
速度大小为( B )
§ 5 反冲运动 火箭 一静止的质量为 M 的原子核,以相对地的速度 ʋ 放射出一质量为 m 的粒子后,原子核剩余部分作反冲运动的速度大小为(
)
解析:作用前的动量 p = 0 作用后的动量 p' = mʋ + Mʋ'
高二下学期物理人教版选修3-5:16.5反冲运动 火箭 课件

认 3、物理原理 :
识
反 冲
遵循动量守恒定律
运
动
二 反冲运动的应用与防止
反
对于灌溉喷水器
冲 运
对于灌溉喷水
动
器,当水从弯
的
管的喷嘴喷出
应 用
时,弯管因反 冲而旋转,可
以自动地改变
喷水的方向。
二 反冲运动的应用与防止
反
反击式水轮机
冲
运
当水从转轮ຫໍສະໝຸດ 动 的的叶片中流应
出时,转轴
用
由于反冲而
旋转带动发
电机发电。
发 冲现象,随着推进剂的
展
消耗,火箭的质量逐渐 减小,加速度不断增大,
当推进剂燃尽时,火箭
即以获得的速度沿着预
定的空间轨道飞行.
三 火箭
第一节火箭脱离过程
现 代 火 箭 发
展
三 火箭
现 1.火箭:现代火箭是指一种靠喷射
代
高温高压燃气获得反作用力向前推
火 箭
进的飞行器.
2.火箭的工作原理:动量守恒定律
思 质量为m的人在远离任何星体的
考 太空中,与他旁边的飞船相对静
与 讨
论
止。由于没有力的作用,他与飞 船总保持相对静止状态。这个人 手中拿着一个质量为Δm的小物
体。现在他以相对与飞船为u的
速度把小物体抛出
三 火箭
思 问题1: 小物体的动量改变量是
考 多少?
与
m • u
讨 问题 2:人的动量改变量是多少?
动
一 反冲运动
1、定 义:
认
识
某个物体向某一方向高速喷
反 射出大量的液体、气体或弹射出
冲 一个小物体,从而使物体本身获
高中物理选修3-5课件-第十六章反冲运动火箭(22张)-PPT优秀课件

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高中物理选修3-5课件:第十六章 第5节 反冲运动 火箭(共22张PPT)
课前自主梳理
课堂互动探究
课堂小结
高中物理选修3-5课件:第十六章 第5节 反冲运动 火箭(共22张PPT)
[精典示例] [例3] 质量为M的热气球吊筐中有一质量为m的人,共同静止在距地面为h的高空中。
现从气球上放下一根质量不计的软绳,为使此人沿软绳能安全滑到地面,则软绳 至少有多长? 审题指导 (1)人沿软绳下滑过程中人和热气球组成的系统动量守恒。 (2)人至地面时,气球到地面的距离为软绳的最短长度。
由动量守恒定律得0=Mv球-mv人,
即 0=Mxt球-mxt人,0=Mx 球-mx 人, 又有 x 人+x 球=L,x 人=h,解以上各式得 L=M+ M mh。
答案
M+m Mh
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课堂互动探究
课堂小结
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课前自主梳理
课堂互动探究
课堂小结
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反冲运动的应用——“人船模型” [要点归纳] 1.适用条件
(1)系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量为零。 (2)在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖 直方向)。 2.画草图:解题时要画出各物体的位移关系草图,找出各长度间的关系,注意两物 体的位移是相对同一参考系的位移。
图1
答案 这位同学与船组成的系统在不考虑水阻力的情况下,所受合外力为零,在
她跳前后遵循动量守恒定律。她在跳出瞬间,船也要向后运动。所以人跳出时相
人教版高中物理选修3-5十六章第五节反冲运动火箭课件反冲运动 火箭测试

反冲运动 火箭 课堂记录卡 班级:____________ 姓名:______________ 学号:______________
1
第5节 反冲运动 火箭 课堂记录卡
一、学习目标
1、了解反冲运动的概念及反冲运动的一些应用
2、知道反冲运动的原理
3、掌握应用动量守恒定律解决反冲运动问题
4、了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素。
二、课堂记录
1.反冲运动 (1)定义 (2)举例
(3)反冲运动的原理
(4)验证反冲运动遵从动量守恒定律
例题:机关枪(含子弹)重8kg ,射出的子弹质量为20克,若子弹的出口速度1000m/s ,则机枪的后退速度是多少?
2.火箭 (1)古代火箭
(2)现代火箭
(3)那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关呢? 假设火箭发射前的总质量为M ,燃料燃尽后的质量为m ,火箭燃气对地的喷射速度为v 1,燃料燃尽后火箭的飞行速度v 为多大?
三、课后练习
1、假定冰面是光滑的,一人静止于冰面中央,他想回到岸边应该怎么办( )
A 、步行
B 、挥动手臂
C 、在冰面上滚动
D 、脱下外衣向岸的反方向抛
2、 采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度( ) A. 使喷出的气体速度增大 B. 使喷出的气体温度更高
C. 使喷出的气体质量更大
D. 使喷出的气体密度更小。
高中物理 16.5 反冲运动 火箭课件 新人教版选修3-5

3.螺旋桨飞机能在月球上正常飞行吗?为什么? 提示:不能。螺旋桨飞机靠旋转的螺旋桨与空气的相互作用 力而飞行,不能在真空环境中飞行。
课堂合作探究
要点一 理解反冲运动
1. 反冲运动的三个特点 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动; (2)相互作用的内力一般情况下远大于外力,可以用动量守恒 定律来处理; (3)由于有其他形式的能转变为机械能,所以系统的总动能增 加。
(3)变质量问题:在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动, 如在火箭的运动过程中,随着燃料的消耗,火箭本身的质量不断 减小,此时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有 气体为研究对象,取相互作用的这个过程为研究过程来进行研 究。
1.反冲运动中,系统的内力是否会影响系统的总动量? 提示:系统的内力不会影响系统的总动量,系统的总动量守 恒。 2.反冲运动中,系统的内力是否会影响系统的总动能? 提示:系统的内力做功,系统的动能发生变化,即内力会影 响系统的总动能。
例 1 一火箭喷气发动机每次喷出 m=200 g 的气体,气体 离开发动机喷出时的速度 v=1000 m/s(相对地面),设火箭质量 M=300 kg,发动机每秒喷气 20 次。求当第三次气体喷出后, 火箭的速度为多大?
解析:解法一:喷出气体的运动方向与火箭的运动方向相反, 系统动量守恒。
第一次气体喷出后,火箭速度为 v1,有(M-m)v1-mv=0, 所以 v1=Mm-vm;
3.反冲现象的应用及防止
(1)应用:农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出 时,一边喷水一边 旋转。
(2)防止:用枪射击时,由于枪身的反冲会影响射击的 准确性, 所以用步枪射击时要把枪身抵在 肩部 ,以减少反冲的影响。
二、火箭 1.工作原理:应用了 反冲 的原理,火箭燃料燃烧产生的高 温、高压的燃气从尾部迅速喷出时,使火箭获得了巨大的速度 。
高二物理课件 16.5 反冲运动 火箭 (人教版选修3-5)

二、“人船模型”嘚处理方法
1.“人船模型”问题嘚特征:两个原来静止嘚物体发生相互 作用时,若所受外力嘚矢量和为零,则动量守恒.在相互作用嘚 过程中,任一时刻两物体嘚速度大小之比等于质量嘚反比.这 样嘚问题归为“人船模型”问题.
2.处理“人船模型”问题嘚关键: (1)利用动量守恒,确定两物体速度关系,再确定两物体通过嘚 位移嘚关系.用动量守恒定律求位移嘚题目,大都是系统原来 处于静止状态,然后系统内物体相互作用,此时动量守恒表达 式经常写成m1v1-m2v2=0嘚形式,式中v1、v2是m1、m2末状态时 嘚 瞬时速率.此种状态下动量守恒嘚过程中,任意时刻嘚系统总 动量为零,因此任意时刻嘚瞬时速率v1和v2都与各物体嘚质
(1)空车出发后,车上堆积了几个沙袋时车就反向滑行? (2)车上最终有大小沙袋共多少个?
【解题指导】本题未告知小车嘚初速度,事实上车上嘚沙袋 数与小车嘚初速度无关,这是因为小车车速越快,扔沙袋嘚 反向速度也越大.另外,本题若逐次运用动量守恒定律计算是 非常麻烦嘚.抓住动量为一状态量嘚特点,即可巧解此题.
【解析】以火箭(包括在5 s内要喷出嘚气体)为系统,系统嘚 总动量守恒,以火箭嘚运动方向为正,则5 s后火箭嘚动量为: (M-m×20×5)v′ 所喷出嘚气体动量为:-(m×20×5)v 动量守恒0=(M-m×20×5)v′-(m×20×5)v 代入数据可知速度为71.4 m/s.
9.大明湖素有“泉城明珠”嘚美称,堪称济南三大名胜之首, 湖水面积占济南老城嘚四分之一,来济南旅游嘚游客必定要游 览大明湖.质量为m嘚游客站在质量为M、长度为L嘚静止在大 明湖湖面上嘚小船嘚左端,小船嘚右端靠在岸边,当他向右走 到船嘚右端时,船右端离岸多远?(忽略水对船嘚阻力)
7.如图所示,装有炮弹嘚火炮总质量为
高二物理选修3-5 16.5 反冲运动 火箭(共35张PPT)

喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃 气,可以得到超过音速的飞行速度。
法国幻 影”200 0
美国:F16
美国:隐形“117”
那么火箭在燃料燃尽时所能获得 的最终速度与什么有关呢? 假设火箭发射前的总质量为M,燃 料燃尽后的质量为m,火箭燃气对地的 喷射速度为v1,燃料燃尽后火箭的飞行 速度v为多大?
火箭模型
在箭支前端缚上火药筒,利 用火药向后喷发产生的反冲作用 力把箭发射出去。
演示
西昌卫星发射中心
简介
西昌卫星发射中心(XSLC)隶属于中 国卫星发射测控中心(CLTC),主要用于 发射地球同步转移轨道(GTO)卫星。 XSLC位于中国西南部的四川省西昌地区, 其总部设在距发射场65公里的西昌市内。 还可发射太阳同步轨道卫星和低轨道卫 星,目前可以发射长征二号E、长征三号、 长征三号甲、长征三号乙等四种我国自行 研制的运载火箭。
目前拥有运载火箭的国家有俄罗斯、美国、法国、英国、中 国、日本、印度和以色列。当今世界上最大的运载火箭是俄 罗斯的“能源”号,它长60米,底部最大直径20米,重3000 多吨,能将120吨的有效载荷送入近地轨道。迄今为止运载 火箭均为一次使用的,成本高。一次发射,少的几千万美元, 多的上亿美元。不能重复使用,资源浪费大。
2.如图所示,一玩具小车携带若干质量为m的弹丸,车和弹 丸的总质量为M(M/m=20),在半径为R的水平光滑轨道上以速 度v0做匀速圆周运动,若小车每转一周便沿运动方向相对地面 以恒定速度v(v0/v=1/5)发射一颗弹丸,则小车发射第几颗弹丸 时静止( ) A.4 B.5 C.8 D.10 解析:设发射第n颗子弹时车静止
MV0=MV+m(v0-u) , v=
2.如图所示,装甲车和其中炮弹的总质量为M,正沿轨道向右匀 速行驶,其速度为v0,发射一枚质量为m的炮弹后,装甲车的速度 变为v,仍向右行驶.若不计轨道的摩擦,求炮弹射出炮口时相对 于炮口的速度是多少?(炮管是水平的) 解析:设相对炮口速度为u则对地速度为u+v.
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《反冲运动火箭》教学设计
【教材分析】
《反冲运动火箭》是人教版高中物理选修3-5十六章第五节的内容。
从教材编排上看,它是动量定理及动量守恒定律之后。
因此本节内容是对动量守恒定律等知识的巩固运用,同时也了解了火箭发射的原理。
从教材内容上看,《反冲运动火箭》是动量守恒定律的在实际生产和生活中的应用。
它侧重于让学生认识生活中的反冲运动,尤其是多级火箭的发射问题。
所以动量守恒知识与人们的日常生活,生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着重要意义。
根据课程标准的要求,能用动量守恒定律解释生产生活中的有关现象,活动中体验制作水火箭。
基于提升学生核心素养的要求,物理教学要转变观念,由物理教学转向物理教育;在教学设计和实施过程中,应关注核心素养四维目标的有效落实。
本节课通过创设典型的物理情景,让学生形成对动量守恒认知的运动观和相互作用观;在定性、定量实验探究过程中,关注提升学生建模、推理、论证、质疑等科学思维的素养,提升学生提问、证据、解释、合作交流等素养;在应用规律解决实际问题的过程中,关注培养学生的科学态度、探索精神和创新精神,培养学生关注环境,具有社会责任感。
【教学目标】
基于核心素养分析《反冲运动火箭》的教学目标、教学内容和教学过程的主要环节,可以为高中物理规律教学提供可借鉴的理念、思路和方法。
在本节课中,具体的目标落实分析如下:物理观念目标。
能用反冲小车进行定性实验,会利用身边已有的实验物品进行定量实验,研究反冲运动中动量守恒的规律。
知道实验中的气球、反冲小车、弯管反冲水瓶、光电门、轨道、水火箭、分析软件等,能够明确研究的对象。
眼中有物,心中有研究目标这是学生具备物质观念的基本要求。
会观察、描述反冲小车、水火箭等物体的运动,知道什么是动量,理解动量变化的特点;知道动量的变化与力的作用时间的联系;知道反冲小车、火箭等物体的能量变化,会用能量观念分析上述现象。
科学思维目标。
能通过生活中常见反冲运动的实例分析,概括出反冲运动的特点,培养学生观察能力与分析能力;掌握运用已学牛顿运动定律的知识推理反冲运动满足动量守恒的方法,利用已学的物理规律来推理新的物理规律的研究方法;学会经历“观察质疑——定性分析——定量分析——实验验证”的科学思维过程;通过反冲运动中动量守恒的探究过程以及火箭最终速度决定因素的推导过程,引导学生独立利用已有概念探索新知识,培养创造思维和独立学习的思维方
法;会基于定性分析的推断和质疑指导完成定量实验。
科学探究目标。
反冲运动规律探究过程的分以学生分组实验定性分析、理论严格推导的定量分析和师生配合实验验证的三个过程。
学生能够通过运用已学牛顿运动定律知识进行逻辑推导和利用光电门、传感器等物品进行定量实验,提出反冲运动中满足动量守恒的特点,强化探究意识。
会设计利用DISlab软件进行定性分析实现实验探究,能熟练运用动量守恒推导火箭的最终速度。
科学态度与责任目标。
能通过生活中常见反冲运动的实例分析,让学生体会物理学科与生活的联系;通过手机、平板电脑、仿真实验软件等在物理实验中作用的发挥,让学生充分体会科技发展对物理学习的影响。
理解科学、技术、社会、环境的关系,有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。
在分组实验和师生配合实验活动中能主动与他人合作,尊重他人,分工合作,敢于发表自己的见解。
能正确认识反冲运动的本质,分析实验误差,实事求是。
【教学过程】
【教学反思】
本节课的设计以提升学生核心素养,促进学生有效学习为理念,把教材和课程标准按照核心素养的要求进行科学准确的分解落实。
在反冲运动规律的形成过程中,强调以讨论和探究规律为核心任务,密切联系生活实际,充分发挥创设问题情境的作用。
教师向学生提供相关图文信息和实验器材,营造让学生主动参与的课堂教学环境,激发学习兴趣。
以任务驱动的方式,通过方案设计、实验操作、数据(现象)分析、结论展示、归纳提升等教学环节促进师生、生生之间的互动、交流。
在互动交流中将信息建构形成知识,知识内化形成见识,见识体验形成意识,全方位调动学生主动获取知识,使教学活动、学习活动真正得以发生。
整个教学设计中,教师将物理学科核心素养的基本要素渗透于“情境素材、驱动任务、学习活动和教师行为”的设计之中,通过四者之间的相互作用达成学科素养的落实。
从知识与技能的习得,到问题解决,习惯的培养,能力的提升,再到学科思想和方法的内化,形成了一个完整和连贯的过程。
这对于目前基于学科核
心素养的物理课堂教学具有良好的推动作用。
物理学科核心素养是学生科学素养的重要组成部分,也是新时期教、学、研、评活动的依据,对其进行研究、解读,是物理教师今后一段时期的重点任务。
提升学生核心素养的教学具有目标性、系统性、综合性特征,学生的核心素养提升是有梯度交叉进行的,因此,学生要有经历和体悟,没有任何人能够替代他们。
新一轮课改背景下,基于核心素养的物理教学要求我们转变教学观念,由物理教学转向物理教育。
在物理规律教学实施过程中,提升学生核心素养,促进学生有效学习才能真正实现四维目标的有效落实。