《反冲运动 火箭》导学案2
反冲运动火箭导学案
16．5《反冲运动火箭》导学案第一课时【学习目标】1．运用动量守恒定律认识反冲运动和火箭的工作原理2．了解反冲运动的应用3．了解航天技术的发展和应用【自主学习】看课本P22，知道以下基本知识：一、反冲运动1、反冲运动的定义一个静止的物体在_________的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另外一个部分必然向__________方向运动，这个现象叫反冲运动。
2.要点（1）物体在________力的作用下（2）一个物体分为_____ 部分（3）两部分运动方向______________3.物理原理：遵循__________________定律4．反冲现象的应用和防止（1）应用：反击式水轮机是使水从转轮的叶片中流出，使转轮由于反冲而旋转，从而带动发电机发电。
喷气式飞机和火箭的飞行是靠喷出的气流的反冲作用而获得巨大的速度，等等。
(2)避免有害的反冲运动射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性等。
所以用步枪射击时要把枪身抵在______,以减少反冲的影响。
二、火箭发射火箭的原理火箭是利用了反冲原理，发射火箭时，尾管中喷射出的高速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，从而向上飞去。
【讨论交流、展示】设火箭在Δt时间内喷射燃气的质量是Δm，喷出燃气的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m。
设法算火箭获得的速度Δv。
（忽略阻力和重力的影响）影响火箭获得速度大小的因素：（1）质量比（火箭______的质量与火箭____________质量之比）；（2）______越大，______越大，火箭最终获得的速度就越大。
解决办法：1.要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料，目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂；2.目前的技术条件下，要发射人造卫星，用一级火箭还不能达到所需的速度，必须用______火箭。
【拓展提升】1.现代火箭为什么采用多级结构？这样火箭的速度就能无限制增大吗？2.有一只小船停在静水中，船上一个人从船头走到船尾。
《反冲运动火箭》导学案2
反冲运动火箭》导学案学习目标1.了解什么反冲运动，和反冲运动在生活中的应用。
2.知道火箭的飞行原理和主要用途。
3.了解我国的航天技术的发展。
重点和难点：了解反冲的定义，会用反冲运动解决实际问题。
【基础新知预习】一、反冲现象1.________________________________________ 定义：物体的不同部分在内力作用下向运动。
2.特点：(1)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用 ____________ 定律来处理。
(2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的 ___________ 增加。
二、火箭1._________________ 工作原理：利用运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部迅速喷出时，使火箭获得巨大的_____ 。
2.影响火箭获得速度大小的因素：(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度为2000〜4 000 m/s。
(2)质量比：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的____________ 之比。
喷气速度______ ，质量比_____ ，火箭获得的速度越大3•速度大小：式中Am%A t时间内____________ 的质量，m为喷出燃气后______ 的质量，u为____ 相对喷气前火箭的速度。
【合作探究】探究一反冲运动1．为什么反冲运动过程中动量守恒？2．假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？3•试举例说明反冲运动有哪些应用。
4．试举例说明反冲运动的危害。
【探究提升】反神运动的特点及其遵循的规律（1）特点：① 物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。
② 反冲运动中，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。
（2）反冲运动中，以下三种情况均可应用动量守恒定律解决 ：① 系统不受外力或所受外力之和为零。
② 系统虽然受到外力作用，但内力远远大于外力，外力可以忽略。
③ 系统虽然所受外力之和不为零， 系统的动量并不守恒， 但系统在某一方向上不受外力或外 力在该方向上的分力之和为零， 则系统的动量在该方向上的分量保持不变， 可以在该方向上应用动量守恒定律。
《16.5反冲运动--火箭》导学案
16．5 反冲运动火箭导学案【目标引领】（一）知识与技能1．进一步巩固动量守恒定律2．知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用3．了解航天技术的发展和应用（二）过程与方法理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
（三）情感、态度与价值观培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。
【自学探究】一、什么是反冲运动？在反冲运动中系统的动量和机械能有何特点？为什么？【例】一个静止的质量为M的不稳定原子核，放射出一个质量为m的粒子，(1)粒子离开原子核时速度为v0，则原子核剩余部分的速率等于。
(2)粒子离开原子核时相对原子核的速度为v0，则原子核剩余部分的速率等于。
二、火箭的工作原理？礼花为什么会上天？在学生回答的基础上进行小结——火箭就是根据这个原理制成的对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理。
1．发射火箭的原理火箭是利用了反冲原理，发射火箭时，尾管中喷射出的高速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，从而向上飞去。
即mΔv+Δmu=0，解得Δu= —Δmu/m。
2．决定火箭性能的参数根据Δv= —Δmu/m可知，火箭性能晌参数与喷气速度u和火箭质量比Δm/m有关，一般u在2000~4000m／s，质量之比小于10。
3．用多级火箭发射卫星获得所需速度目前多级火箭一般都是三组火箭。
因为三组火箭能达到目前发射人造卫星的需求，又因级数越多，结构越复杂，并难以控制，因此降低了性能的可靠性，难以达到预期的目的。
【精讲点拨】【例1】一个静止的质量为M的不稳定原子核，放射出一个质量为m的粒子，(1)粒子离开原子核时速度为v0，则原子核剩余部分的速率等于。
(2)粒子离开原子核时相对原子核的速度为v0，则原子核剩余部分的速率等于。
[解析] 由于放射过程极短，放射过程中其他外力的冲量均可不计，整个原子核系统动量守恒。
(1) 设剩余部分对地的反冲速度为v/,由于原子核原来静止，故后来粒子的动量大小等于剩余部分的动量大小，即有mvo=(M—m)v/ 解得;v/= mvo/(M—m)(2)设剩余部分对地的反冲速度为v/，则粒子的对地速率为v=v。
§16.4-5碰撞-反冲运动-火箭-导学案
班级：组别：姓名：组内评价：教师评价：§16．4-5碰撞反冲运动火箭课型新授课【学习目标】1、认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞2、通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。
3、了解散射和中子的发现过程，体会理论对实践的指导作用，进一步了解动量守恒定律的普适性。
4、知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用。
【学习重点】1、>2、用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题3、运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质【学习难点】1、对各种碰撞问题的理解．2、动量守恒定律的应用【自主学习】一、弹性碰撞和非弹性碰撞（阅读教材P17-19相关内容）1、两个(或两个以上)物体相遇，物体之间的相互作用仅持续一个极为短暂的时间，而运动状态发生显著变化，这种现象称为碰撞。
碰撞是一个基本，十分重要的物理模型，其特点是：#①．由于物体在发生碰撞时，所用时间极短，因此在计算物体运动时间时，通常把碰撞时间忽略不计；在碰撞这一极短的时间内，物体的位置是来不及改变的，因此我们可以认为物体在碰撞中位移为零。
②．因碰撞时间极短，相互作用的内力大于外力，所以系统在碰撞过程中动量守恒。
③．在碰撞过程中，系统总动能只有减少或者不变，而绝不会增加，即不能违背能量守恒原则。
如弹性碰撞同时满足、守恒；非弹性碰撞只满足守恒，而不满足守恒（系统的动能减少）。
2、碰撞分类（两物体相互作用，且均设系统合外力为零）①按碰撞前后系统的动能损失分类，碰撞可分为、和．②如果碰撞过程中，这样的碰撞叫做弹性碰撞。
弹性碰撞前后系统．其基本方程为ⅰ、ⅱ、．③非弹性碰撞：如果碰撞过程中，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。
]完全非弹性碰撞：是非弹性磁撞的特例，特点是碰后粘在—起(或碰后具有共同的速度)。
完全非弹性碰撞有两个主要特征. ⅰ、碰撞过程中系统的动能损失．ⅱ、碰后两物体速度．3、形变与恢复①在弹性形变增大的过程中，系统中两物体的总动能，弹性势能，在形变减小（恢复）的过程中，系统的弹性势能，总动能．在系统形变量最大时，两物体速度．②若形变不能完全恢复，则相互作用过程中产生的内能增量等于．二、对心碰撞和非对心碰撞（阅读教材P19相关内容）4、对心碰撞：两球碰撞时，碰撞之前球的运动速度与两球心的连线，碰撞之后两球的速度，这种碰撞称为对心碰撞，也叫。
反冲与火箭 学案 -高二下学期物理人教版选修3-5
《反冲运动与火箭》学案一，教学目标：1.进一步巩固动量守恒定律；2.知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用；3.了解航天技术的发展和应用。
4.能够运用动量守恒定律，解决有关反冲运动的问题二，教学重点及难点1.重点：（1）巩固深化动量守恒定律的内容（2）能够用动量守恒（3）理解掌握反冲运动典型模型-火箭2.难点：（1）将动量守恒与反冲运动联系在一起（2）反冲运动的特性与火箭联系起来四，反冲运动动量守恒的条件表达式1.反冲运动：一种静止的物体在作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，此外一部分必然向方向运动，这个现象叫反冲。
2.特点：物体的不同部分在作用下向相反方向运动。
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。
（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，以减少的影响。
【随堂小测】1. 反冲运动可以用动量守恒定律来处理.（）2.一切反冲现象都是有益的（）3.章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理（）4.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.脱下外衣水平抛出五，火箭1.发射和火箭的原理：火箭是运用了原理，发射火箭时，火箭底部喷射出高速气体，根据定律，火箭就获得向上的动量。
【思考与讨论】设法计算：火箭在极短时间Δt内这样一次喷气后增加的速度Δv例：如果火箭极短时间内喷射燃气质量为Δm，喷出时相对喷气前火箭的速度是u，喷出燃气后火箭的质量为m。
以喷气前火箭为参考系，设喷气后火箭速度增量为Δv。
2.影响火箭获得速度大小的因素质量比：指火箭起飞时的质量与火箭质量之比。
喷气速度：喷气速度，质量比，火箭获得的速度越大。
【判断正误】1.火箭发射时，不受重力作用。
（）2.只要火箭喷出的气体速度越大，火箭获得速度就越大.（）3.目前多级火箭一般都是三极.（）【典例1】如图所示，自行火炮连同炮弹的总质量为M，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m的炮弹后，自行火炮的速度变为 V2，仍向右行驶.则炮弹相对炮筒的发射速度vo为（ )【典例2】总质量为M的火箭被飞机释放时的速度为Vo，方向水平.释放后火箭立即向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气，则火箭相对于地面的速度变为多少？。
人教版高二物理选修3-5第十六章第五节《反冲运动 火箭》学案含答案
§16.5反冲运动火箭导学案【学习目标】（1）经历实验探究，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做出解释；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，了解我国的航空、航天事业的世巨大成就。
【自主学习】一、反冲1、一个静止的物体在____________的作用下分裂为两个部分，由动量守恒定律可知：一部分向某个方向运动，而另一部_______________运动，我们称为反冲。
此时动量守恒定律的表达式可表示为：_______________。
2、反冲现象在生活中有着广泛的应用，比如灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等，但我们也要____反冲现象存在着弊端，用枪射击时，子弹向前飞去，由于反冲现象枪身会________，从而影响射击的________。
二、火箭1、工作原理：火箭的飞行应用了_____的原理，火箭的燃料点燃后燃烧生成的高温燃气以很大的速度______喷出，火箭由于反冲而向前运动。
2、影响火箭获得速度大小的因素：（1）____________；（2）质量比（火箭______的质量与火箭____________质量之比）；（3）______越大，______越大，火箭最终获得的速度就越大。
3、现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头、人造卫星或宇宙飞船，即利用火箭作为运载工具。
【典型例题】一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员在距离飞船x=45m处相对飞船处于静止状态。
他带有一个装有m0=0.5kg氧气的贮气筒，贮气筒上有一个可以使氧气以v=50m/s的速度喷出的喷嘴，宇航员必须向着飞船相反方向放出氧气，才能回到飞船。
同时还要保留一部分氧气供途中呼吸用，宇航员的耗氧率为Q=2.5×10-4kg/s。
不考虑喷出的氧气对设备及宇航员总质量的影响，如果在开始返回时瞬时喷出0.1kg氧气，宇航员能否安全返回飞船？【问题思考】1、总结反冲运动的特点有哪些？2、反冲运动中如果给的速度是相对速度应如何处理？【针对训练】1、一质量为M同学在几乎光滑的冰面上向外推出一个质量为m箱子（v为箱子的速度），由动量守恒定律可知，该同学后退的速度为：v'=_____v，显然_____越大， _____越大，该同学所获得的速度也就_____。
高中物理《反冲运动 火箭(2)》优质课教案、教学设计
《反冲运动火箭》教学设计学习目标壱、知识与技能1、知道什么是反冲运动。
2、能够用动量守恒定律解释反冲运动并进行简单计算3、了解一些火箭的工作原理。
弐、过程与方法通过观察反冲现象，寻找他们共同规律的过程培养学生的观察能力和发现问题的能力。
参、情感态度与价值观体会物理知识来源于生活而又应用于生活的特点，培养学生主动探究、乐于探究的品质。
学习重点1.能够认清某一运动是否为反冲运动。
2.用动量守恒定律对反冲运动进行解释。
学习难点动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
教学方法教师启发引导，学生讨论、交流、实验等。
教学用具实验器材：气球、小车、弹簧、夹子、圆珠笔、图片、视频等。
教学过程复习回顾：动量守恒的条件有哪些？（复习提问）新课引入：物体间的相互作用除碰撞以外还有另外一种方式也较常见，那就是反冲运动。
接下来同学们思考这样一个问题：（展示多媒体图片）师：火箭是怎样把飞船送上太空的呢？（停顿）师：回答这个问题之前，我们先来观察几个小实验，注意观察演示实验一：找学生演示释放充了气的气球，气球喷气的同时向前“窜”。
演示实验二：找两个同学用力互推一下然后分开。
演示实验三：释放压缩弹簧的两个小车。
师：刚才这三个实验有什么共同点呢？学生讨论、交流后（提问）学生回答后老师总结：相互作用后分成了两部分，一部分朝着一个方向运动，另一部分向相反的方向运动。
具有这种特点的运动叫反冲运动。
（板书）壱、反冲运动1、定义：一个静止的物体在内力的作用下分成两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。
师：结合定义和刚才观察到的实验现象总结反冲运动有哪些特点？2、特点：（提问多个学生）然后总结：（1））物体在内力作用下（2））一个物体分成了两部分（3））两部分向相反的方向运动师：同学们思考这些现象的背后遵循着什么规律呢？（提问）3、遵循原理反冲中一般相互作用力较大，通常遵循动量守恒。
（学生板演）0=m1v1+m2v2得：v1=--m2v2/m1这个结果表明两部分运动方向相反。
反冲运动 火箭(导学案)含答案
反冲运动火箭导学案【学习目标】1.了解反冲运动及反冲运动的典型事例.2.能够应用动量守恒定律分析反冲运动问题.3.了解火箭的飞行原理及决定火箭最终速度大小的因素．【自主预习】一、反冲现象1．定义一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向______的方向运动的现象．2．规律：反冲运动中，相互作用力一般较大，满足_______．3．反冲现象的应用及防止：(1)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边_____．(2)防止：用枪射击时，由于枪身的_______会影响射击的准确性，所以用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：利用______运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出，使火箭获得巨大的向前的速度．2．影响火箭获得速度大小的两个因素：(1)喷气速度：现代火箭的喷气速度为2 000～4 000 m/s.(2)质量比：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比．喷气速度______，质量比_____，火箭获得的速度越大．3．现代火箭的主要用途：利用火箭作为______工具，如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船等．【自主预习答案】一、1．相反．2．动量守恒定律．3．(1)旋转．(2)反冲．二、1．反冲、尾部．2．(2)越大，越大．3．运载．问题探究】一、反冲运动的理解和应用【自学指导一】在生活中常见到这样的情形：吹饱的气球松手后喷出气体，同时向相反方向飞去；点燃“钻天猴”的药捻，便会向后喷出亮丽的火焰，同时“嗖”的一声飞向天空；乌贼向后喷出水后，它的身体却能向前运动，结合这些事例，体会反冲运动的概念，并思考以下问题：(1)反冲运动的物体受力有什么特点？(2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？【答案】(1)物体的不同部分受相反的作用力，在内力作用下向相反方向运动．(2)反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，所以系统的动量守恒；反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的机械能增加．【知识深化】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)反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力，所以可以用动量守恒定律或在某一方向上应用动量守恒定律来处理．(3)反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总动能增加．2．讨论反冲运动应注意的两个问题(1)速度的方向性：对于原来静止的整体，当被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，两者运动方向必然相反．在列动量守恒方程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的另一部分的速度就要取负值．(2)速度的相对性：反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度．但是动量守恒定律中速度是对同一惯性参考系的速度(通常为对地的速度)．因此应先将相对速度转换成对地的速度，再列动量守恒定律方程．【例1】反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动．如果小车运动前的总质量M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg.(水蒸气质量忽略不计)(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度；(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?【答案】 (1)0.1 m/s ，方向与橡皮塞运动的方向相反(2)0.05 m/s ，方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反【解析】 (1)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．以橡皮塞运动的方向为正方向 根据动量守恒定律，mv ＋(M －m )v ′＝0v ′＝－m M －m v ＝－0.13－0.1×2.9 m/s ＝－0.1 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.(2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒．以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向，有mv cos 60°＋(M －m )v ″＝0v ″＝－mv cos 60°M －m ＝－0.1×2.9×0.53－0.1m/s ＝－0.05 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反，反冲速度大小是0.05 m/s.【举一反三】 “爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露．有一个质量为3m 的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v 0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m ，速度大小为v ，方向水平向东，则另一块的速度是( )A ．3v 0－vB ．2v 0－3vC ．3v 0－2vD ．2v 0＋v 【答案】 C【解析】 在最高点水平方向动量守恒，以水平向东为正方向，由动量守恒定律可知，3mv 0＝2mv ＋mv ′，可得另一块的速度为v ′＝3v 0－2v ，故C 正确．二、火箭的工作原理分析【自学指导二】1．火箭飞行的工作原理是什么？【答案】 火箭靠向后连续喷射高速气体飞行，利用了反冲原理．2．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 ，试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v ′.【答案】 在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以可认为动量守恒．取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，发射后的总动量为mv ′－(M －m )v则由动量守恒定律得0＝mv ′－(M －m )v所以v ′＝M －m mv 【知识深化】1．火箭喷气属于反冲类问题，是动量守恒定律的重要应用．2．分析火箭类问题应注意的三个问题(1)火箭在运动过程中，随着燃料的燃烧，火箭本身的质量不断减小，故在应用动量守恒定律时，必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象．注意反冲前、后各物体质量的变化．(2)明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是否为同一参考系，如果不是同一参考系要设法予以调整，一般情况要转换成对地的速度．(3)列方程时要注意初、末状态动量的方向．【例2】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 ＝1 000 m/s.设火箭质量M ＝300 kg ，发动机每秒钟喷气20次．(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？(2)运动第1 s 末，火箭的速度多大？【答案】 (1)2 m/s (2)13.5 m/s【解析】 规定与v 相反的方向为正方向(1)设喷出三次气体后，火箭的速度为v 3，以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律得：(M －3m )v 3－3mv ＝0，故v 3＝3mv M －3m≈2 m/s (2)发动机每秒钟喷气20次，以火箭和喷出的20次气体为研究对象，根据动量守恒定律得：(M －20m )v 20－20mv ＝0，故v 20＝20mv M －20m≈13.5 m/s. 【举一反三】 将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空，50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )A ．30 kg·m/sB ．5.7×102 kg·m/sC ．6.0×102 kg·m/sD ．6.3×102 kg·m/s【答案】 A三、反冲运动的应用——“人船模型”1．“人船模型”问题两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒．在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比．这样的问题归为“人船模型”问题．2．人船模型的特点(1)两物体满足动量守恒定律：m 1v 1－m 2v 2＝0.(2)运动特点：人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即x 1x 2＝v 1v 2＝m 2m 1. (3)应用此关系时要注意一个问题：公式v 1、v 2和x 一般都是相对地面而言的．【例3】有一只小船停在静水中，船上一人从船头走到船尾．如果人的质量m ＝60 kg ，船的质量M ＝120 kg ，船长为l ＝3 m ，则船在水中移动的距离是多少？水的阻力不计．【答案】 1 m【解析】 人在船上走时，由于人、船组成的系统所受合力为零，总动量守恒，因此系统的平均动量也守恒，如图所示．设人从船头到船尾的时间为t ，在这段时间里船后退的距离为x ，人相对地面运动的距离为l －x ，选船后退方向为正方向，由动量守恒有：M x t －m l －x t＝0 所以x ＝m M ＋m l ＝60120＋60×3 m ＝1 m. 【举一反三】 质量为M 的热气球吊筐中有一质量为m 的人，它们共同静止在距地面为h 的高空中．现从热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？【答案】 M ＋m Mh 【解析】 如图所示，设绳长为L ，人沿软绳滑至地面的时间为t ，由图可知，L ＝x 人＋x 球．设人下滑的平均速度大小为v 人，气球上升的平均速度大小为v 球，以向上为正方向，由动量守恒定律得：0＝Mv 球－mv 人，即0＝M x 球t －m x 人t，0＝Mx 球－mx 人，又有x 人＋x 球＝L ，x 人＝h ，联立以上各式得：L ＝M ＋m M h .因此软绳的长度至少为M ＋m Mh .归纳总结】“人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题，解决这类问题应明确：(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．【课堂检测】1．下列不属于反冲运动的是( )A ．喷气式飞机的运动B ．直升机的运动C ．火箭的运动D ．章鱼的运动 【答案】 B2．步枪的质量为4.1 kg ，子弹的质量为9.6 g ，子弹从枪口飞出时的速度为855 m/s ，步枪的反冲速度为( )A ．2 m/sB ．1 m/sC ．3 m/sD ．4 m/s【答案】A【解析】以子弹从枪口飞出时速度的反方向为正方向，由动量守恒定律：Mv 1－mv 2＝0，得v 1＝9.6×10－3×8554.1m/s≈2 m/s.3．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 ．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭B ．火箭发动机用力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【答案】 B4．质量为m 、半径为R 的小球，放在半径为2R 、质量为2m 的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上．当小球从如图所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离是( )A.R 2B.R 3C.R 4D.R 6【答案】 B【解析】 由水平方向平均动量守恒有：mx 小球＝2mx 大球，又x 小球＋x 大球＝R ，所以x 大球＝13R ，B 正确． 10、某学习小组在探究反冲运动时，将质量为m 1的一个小液化气瓶固定在质量为m 2的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为v 1，如果在Δt 的时间内向后喷射的气体的质量为Δm ，忽略水的阻力，则喷射出质量为Δm 的气体后，小船的速度是多少？【答案】Δmv1m1＋m2－Δm解析：由动量守恒定律得：(m1＋m2－Δm)v船－Δmv1＝011、课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4m3/s，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是1.0×103 kg/m3.【答案】4 m/s解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动．设火箭原来总质量为M，喷出水流的流量为Q，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v，火箭的反冲速度为v′，由动量守恒定律得0＝(M－ρQt)v′＝ρQtv代入数据解得火箭启动后2 s末的速度为v′＝ρQtvM－ρQt＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2m/s＝4 m/s.。
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《反冲运动火箭》导学案
学习目标
1. 了解什么反冲运动，和反冲运动在生活中的应用。
2. 知道火箭的飞行原理和主要用途。
3. 了解我国的航天技术的发展。
重点和难点：了解反冲的定义，会用反冲运动解决实际问题。
【基础新知预习】
一、反冲现象
1.定义：物体的不同部分在内力作用下向_________运动。
2.特点：
(1)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用_________定律来处理。
(2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的_______增加。
二、火箭
1.工作原理：利用_____运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部迅速喷出时，使
火箭获得巨大的_____。
2.影响火箭获得速度大小的因素：
(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度为2000～4 000 m/s。
(2)质量比：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的_________之比。
喷气速度_____，质量比_
____，火箭获得的速度越大
3.速度大小：式中Δm为Δt时间内_________的质量，m为喷出燃气后_____的质
量，u为_____相对喷气前火箭的速度。
【合作探究】
探究一反冲运动
1．为什么反冲运动过程中动量守恒？
2．假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？
3.试举例说明反冲运动有哪些应用。
4．试举例说明反冲运动的危害。
【探究提升】
反神运动的特点及其遵循的规律
(1）特点：
①物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。
②反冲运动中，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。
（2）反冲运动中，以下三种情况均可应用动量守恒定律解决:
①系统不受外力或所受外力之和为零。
②系统虽然受到外力作用，但内力远远大于外力，外力可以忽略。
③系统虽然所受外力之和不为零，系统的动量并不守恒，但系统在某一方向上不受外力或外力在该方向上的分力之和为零，则系统的动量在该方向上的分量保持不变，可以在该方向上应用动量守恒定律。
【针对性练习】
1一个质量为m的物体从高处自由下落，当物体下落h距离时突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块恰好能沿竖直方向回到开始下落的位置，求刚炸裂时另一块的速度v2
2. (2013·江苏高考)如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100 kg，他
们携手远离空间站，相对空间站的速
度为0.1m/s。
A将B向空间站方向轻推
后，A的速度变为0.2m/s，求此时B
的速度大小和方向。
探究二火箭的飞行原理：
1.火箭飞行利用了怎样的工作原理？在分析火箭运动问题时可否应用动量守恒定律？
2.根据“火箭喷气后增加的速度Δv的计算结果”，分析提高火箭飞行速度的可行办法。
【针对性练习】
3质量为M的小车，以速度υ0在光滑水平地面上前进，上面站有一质量为m的人，问：当人以相对于车的速度υ1向后水平跳出后，车速变为多大？
4.判一判：
(1)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)只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析。
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(3)反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子。
()
(4)火箭应用了反冲的原理。
()
【基础达标检测】
1.(基础理论辨析题)假定冰面是光滑的，某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，则可行的办法是( )
A.步行
B.爬行
C.挥动双臂
D.在冰面上滚动
E.脱去外衣抛向岸的反方向
2.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，然后向后推出，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
3.一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是( )
A.探测器加速运动时，沿直线向后喷气
B.探测器加速运动时，竖直向下喷气
C.探测器匀速运动时，竖直向下喷气
D.探测器匀速运动时，不需要喷气
4.(2013·福建高考)将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。
忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是
( ) A.v 0 B.v0 C.v0 D.v0
5.假设一个小型宇宙飞船沿人造地球卫星的轨道在高空中绕地球做匀速圆周运动，如果飞船沿其速度相反的方向发射一个质量不可忽略的物体Q，则下列说法正确的是( )
A.Q与飞船都可能沿原轨道运动
B.Q与飞船都不可能沿原轨道运动
C.Q运动的轨道半径可能减小，而飞船的运行半径一定增加
D.Q可能沿地球半径方向竖直下落，而飞船运行的轨道半径将增大
6.小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示。
桶的前、
后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)。
要使小车向前运动，可采用的方法是( )
A.打开阀门S1
B.打开阀门S2
C.打开阀门S3
D.打开阀门S4
7.总质量为M的火箭以速度V0飞行，质量为m的燃料相对于火箭以速度v’向后喷出，求火箭的速度大小。
8一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态，放出一个质量为m的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E.，求原子核反冲的动能。
9.载人气球原静止于高度为h的空中，气球质量为M，人的质量为m、若人要沿绳梯着地，则绳梯长至少是( )
10.在平静的水面上，有一条载人的小船，船的质量为M，人的质量为m，人相对船静止，船长为L，且开始时系统静止，当人从船的一头走到另一头停止时，船后退的距离是什么？（水的阻力不计)。