高中物理教师资格证面试教案：反冲现象 火箭 学案
高中物理反冲火箭制作教案
高中物理反冲火箭制作教案目的：通过制作反冲火箭，让学生了解反作用力的概念，并锻炼他们动手能力和团队合作能力。
适用对象：高中物理课程时间：2-3学时材料：1. 塑料瓶2. 矿泉水3. 纸张4. 胶带5. 印有反冲火箭制作步骤的教案步骤：第一步：介绍反冲火箭的原理和作用1. 讲解反冲火箭的原理：根据牛顿第三定律，每个作用力都有一个等大而相反方向的反作用力。
当火箭喷射出燃料时，产生的反作用力推动火箭向上移动。
2. 引导学生思考反冲火箭的应用，并激发学生制作反冲火箭的兴趣。
第二步：制作反冲火箭1. 将塑料瓶装满矿泉水，盖上瓶盖。
2. 在一张纸上印有反冲火箭制作步骤，让学生依次按照步骤制作反冲火箭。
3. 按照教师指导，将纸张剪成适当形状，用胶带粘在塑料瓶上，形成火箭外形。
4. 让学生在室外开阔场地进行测试，观察反冲火箭的实际效果。
第三步：讨论和总结1. 引导学生回顾制作反冲火箭的过程，分享制作体会和结果。
2. 讨论火箭喷射过程中发生的现象，并引导学生总结反作用力的作用。
3. 结合实验结果，让学生思考如何改进反冲火箭的设计，提升火箭飞行效果。
拓展活动：1. 让学生参加反冲火箭设计比赛，评选出最佳设计和最远飞行的火箭。
2. 组织学生分组设计制作不同类型的火箭，比如水箭、气压火箭等，展示比较不同类型火箭的效果和原理。
评估标准：1. 制作过程是否按照步骤进行，是否有创造性和团队合作。
2. 反冲火箭的实际效果和反作用力的作用是否清晰。
3. 学生能否理解并总结反冲火箭的制作原理和优化设计思路。
反冲火箭教案
反冲火箭教案反冲火箭教案反冲火箭教案1教学目标一、知识目标1、知道什么是反冲运动，能举出几个反冲运动的实例；2、知道火箭的飞行原理和主要用途。
二、能力目标1、结合实际例子，理解什么是反冲运动；2、能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；3、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三、德育目标1、通过实验，分析得到什么是反冲运动，培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。
2、通过介绍我国成功地研制和发射长征系列火箭的事实，结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进先烈，激发学生热爱社会主义的情感。
教学重点1、知道什么是反冲。
2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。
教学难点如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。
教学方法1、通过观察演示实验，总结归纳得到什么是反冲运动。
2、结合实例运用动量守恒定律解释反冲运动。
教学用具反冲小车、玻璃棒、气球、酒精、反冲塑料瓶等课时安排1课时教学步骤导入新课[演示]拿一个气球，给它充足气，然后松手，观察现象。
[学生描述现象]释放气球后，气球内的气体向后喷出，气球向相反的方向飞出。
[教师]在日常生活中，类似于气球这样的运动很多，本节课我们就来研究这种。
新课教学（一）反冲运动火箭1、教师分析气球所做的运动给气球内吹足气，捏紧出气孔，此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。
松开出气孔时，气球中的气体向后喷出，气体具有能量，此时气体和气球之间产生相互作用，气球就向前冲出。
2、学生举例：你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动？学生：节日燃放的礼花。
喷气式飞机。
反击式水轮机。
火箭等做的运动。
3、同学们概括一下上述运动的特点，教师结合学生的叙述总结得到：某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体，气体或弹射出一个小物体，从而使物体本身获得一反向速度的现象，叫反冲运动4、分析气球。
火箭等所做的反冲运动，得到：在反冲现象中，系统所受的合外力一般不为零；但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒。
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》教案
三、教学媒介
、板书设计：本课的板书设计力求精简，大致如下：
反冲运动
火箭
一、
反冲运动
二、火箭
原理分析（利用动量守恒定律进行推导）
火箭原理
反冲定义
火箭的发展过程
2、
教具、煤体使用设计
本课使用了几个令学生感兴趣的试验
（1）反击式水轮机
（2）箭反冲原理模拟
（3）水火箭
这几个试验实验现象明显，实验原理简单，学生容易通过实验的观察得到正确的结论，有助于对教学中重点难点的突破，并且实验具有一定的趣味性，能够激发学生的学习兴趣。利用计算机，在教学过程中，大量使用了计算机，展示了一些有趣的图片和几段录像。通过录像和图片，促进学生对知识的理解。
物理《反冲运动-火箭》教案
物理《反冲运动-火箭》教案
【教学内容】
反冲运动-火箭
【教学目标】
1. 理解和掌握火箭的工作原理;
2. 了解火箭的历史发展以及现在的应用情况;
3. 认识火箭在现代航空、航天、军事等领域中的重要作用。
【教学重点】
火箭的工作原理和应用领域。
【教学难点】
火箭的工作原理。
【教学方法】
讲授、互动、讨论。
【教学过程】
一、导入（2分钟）
1. 引导学生回顾“运动的三大定律”、动量定理的知识。
2. 运动的三大定律和动量定理在我们的日常生活和理解现象中的作用。
二、讲授（30分钟）
1. 火箭的基本组成部分和工作原理；
2. 火箭的历史发展和应用情况；
3. 火箭在现代航空、航天、军事等领域中的重要作用。
三、讨论（8分钟）
1. 请学生谈谈他们对火箭的认识和了解；
2. 有哪些地方可以使用火箭？
四、总结（5分钟）
1. 对火箭的工作原理和应用领域进行简单总结。
五、作业（5分钟）
1. 搜索有关火箭的知识，并写一份200字的小作文。
【教学评价】
1. 学生们是否理解火箭的工作原理；
2. 学生们是否掌握火箭的应用领域；
3. 学生们是否有良好的讨论和思考能力。
学案5：1.6 反冲现象 火箭
1.6反冲现象火箭学习目标：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．(重点)3.掌握应用动量守恒定律解决反冲运动问题．(重点、难点)4.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素．(难点)学习过程：知识点一反冲运动【知识梳理】1．定义根据动量守恒定律，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，这个现象叫作反冲．2．反冲原理反冲运动的基本原理是动量守恒定律，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得同样大小的动量．3．公式若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的形式变为0＝m1v1＋m2v2，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率与质量成反比．【合作探究】探究一如图所示，为一条约为180 kg的小船漂浮在静水中，当人从船尾走向船头时，小船也发生了移动，不计水的阻力．1.小船发生移动的动力是什么力？小船向哪个方向运动？2.当人走到船头相对船静止时，小船还运动吗？为什么？3.当人从船尾走到船头时，有没有可能出现如图甲或如图乙的情形？为什么？甲乙1．反冲运动的特点及遵循的规律(1)特点：是物体之间的作用力与反作用力产生的效果．(2)条件：①系统不受外力或所受外力的矢量和为零．②内力远大于外力；③系统在某一方向上不受外力或该方向上所受外力之和为零． (3)反冲运动遵循动量守恒定律． 2．讨论反冲运动应注意的两个问题 (1)速度的反向性对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛出部分必然相反． (2)速度的相对性 一般都指对地速度． 3.“人船模型”问题 (1)定义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)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：即公式中v 1、v 2和x 1、x 2一般都是相对地面而言的． 【典例精析】例1．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？1．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(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是打开阀门________．2．如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m 的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块的运动()A．一定沿v0的方向飞去B．一定沿v0的反方向飞去C．可能做自由落体运动D．以上说法都不对【点拨提升】解决“人船模型”应注意两点(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．知识点二火箭【知识梳理】1．原理火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用来获得巨大速度．2．影响火箭获得速度大小的因素一是喷气速度，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比．喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大．【合作探究】探究二如图所示，是多级运载火箭的示意图，发射时，先点燃第一级火箭，燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作．1.火箭点火后能加速上升的动力是什么力？2.要提升运载物的最大速度可采用什么措施？【要点深入】 1.火箭的速度设火箭在Δt 时间内喷射燃气的质量为Δm ，速度为u ，喷气后火箭的质量为m ，获得的速度为v ，由动量守恒定律：0＝m v ＋Δmu ，得v ＝－Δmm u .2.决定因素火箭获得速度取决于燃气喷出速度u 及燃气质量与火箭本身质量之比Δmm 两个因素．3.多级火箭由于受重力的影响，单级火箭达不到发射人造地球卫星所需要的7.9 km/s ，实际火箭为多级． 多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度．目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求． 【典例精析】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(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，火箭的速度多大？【跟踪练习】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 4．(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度( ) A ．使喷出的气体速度更大 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5．2021年6月17日9时22分，我国在酒泉卫星发射中心成功将神舟十二号送入太空。
反冲运动火箭教案
反冲运动火箭教案教案：反冲运动与火箭一、教学目标1.了解反冲运动的基本原理。
2.了解火箭的基本原理。
3.能够理解反冲运动和火箭在实际应用中的作用。
4.能够掌握通过实验观察与分析反冲运动和火箭的基本运行原理。
二、教学过程1.导入（10分钟）教师通过问题导入学生思考：当你坐在橡皮艇上，用桨从后向前划水的时候，橡皮艇是不是会往后退？为什么？2.理论阐述（30分钟）教师向学生介绍反冲运动的基本原理：反冲运动是指物体的运动状态发生改变时，与物体相互作用的两个物体会产生相互作用力，且大小相等、方向相反。
根据牛顿第三定律可知，物体对另一物体施加的力，另一物体同样对其施加力，但是两个物体的运动方向是相反的。
教师向学生显疑解惑：利用橡皮艇划桨的例子，我们可以看到当人划桨向后的时候，人与橡皮艇会产生相互作用力，人受到的作用力是向后的，而橡皮艇受到的作用力是向前的，因而橡皮艇会往后退。
教师向学生介绍火箭的基本原理：火箭是一种利用反冲运动推进的装置，它将带有燃料的燃料筒一端点燃，燃烧产生的废气通过喷嘴向后排放。
由于牛顿第三定律的作用，废气向后排放会产生向前的推力，使火箭向前移动。
3.实验演示（30分钟）教师为学生准备火箭发射实验装置，并进行实验演示。
教师向学生展示火箭发射实验装置的组装和操作过程，并解释实验原理。
4.实验设计（20分钟）在教师的引导下，学生分组设计自己的火箭发射实验，并向教师提交实验方案。
实验方案应包括：实验目的、材料与器材、步骤与要点。
5.实验操作（40分钟）学生按照实验方案进行实验操作，记录实验数据。
6.实验结果分析（20分钟）学生对实验数据进行分析和总结，并将结果进行展示。
7.实验总结（10分钟）学生根据实验结果和分析，总结火箭发射实验的运行原理，并结合反冲运动的基本原理进行归纳。
三、教学反思通过设计实验和实际操作，学生在实践中学会了通过观察和分析来认识实际物理现象，并加深了对反冲运动和火箭原理的理解。
高中物理_反冲现象 火箭教学设计学情分析教材分析课后反思
《反冲现象火箭》教学设计【教学目标】基于核心素养分析《反冲现象火箭》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，具体的目标落实分析如下：1. 物理观念：①通过观察现象，明确研究对象，了解和认识反冲现象和反冲；②能举出反冲实例，并用动量守恒定律解释常见反冲现象；③知道火箭发射原理，并进行相关定量计算。
2. 科学思维：①能通过发射炮弹的反冲实例，分析和概括出反冲运动的特点，培养学生观察能力与分析能力；②掌握利用已学的物理规律来推理新的物理规律的研究方法。
3. 科学探究：能用气球车进行定性实验，自己动手制作旋转水瓶模拟喷灌装置，感受反冲运动4. 科学态度与责任：①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，体会科技发展对物理学习的影响；②从中国古代火箭到现代火箭的原理分析，感受中国航天技术的先进，激励学生勤奋学习，报效祖国，为我国的航空航天事业做出贡献，培养爱国主义精神，增强民族自豪感。
【重点】1.知道什么是反冲现象，归纳出反冲特点；2.知道火箭发射原理并进行定量计算。
【难点】反冲模型的建立及动量分析【教学方法】启发式教学、问题探究、直观演示（实验）、视频动画【教学工具】气球、气球车、旋转水瓶（含长杆、水盆）、多媒体课件、影像资料【教学过程】【引题：创设情境】1. 两名同学比赛吹气球，看谁吹得快又大2. 松手后气球怎么运动？师：现在请两位同学参加一项比赛：吹气球，哪两位同学自告奋勇？（两位同学吹气球）师：两位同学都做的比较好，松手之后，气球会怎么运动？生：气球飞出去师：气球飞了出去，这其中包含怎样的原理呢？学完本节课，就能清楚它的原理，解释此类现象观看视频：水上飞行器的精彩表演师：演员通过向下排水，得以腾空飞行部分海洋生物也有此类现象，思考章鱼是怎样游动的？一．反冲现象你知道章鱼、乌贼是怎样游动的吗？1.章鱼通过喷出体腔的水，使身体向前游动，像这样的运动现象称为反冲现象，这种运动叫作反冲。
第6节 反冲现象 火箭 教学设计
第6节反冲现象火箭[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．(重点)3．掌握应用动量守恒定律解决反冲运动问题．(重点、难点)4．了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素．(难点)知识点1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，另一部分必然向相反的方向运动的现象．2．规律：反冲运动中，相互作用力一般较大，满足动量守恒定律．3．反冲现象的应用及防止(1)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响．(2)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转．[判一判]1．(1)一切反冲现象都是有益的．()(2)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．()提示：(1)×(2)√[想一想]两位同学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m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(如图所示)，她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？提示：这位同学与船组成的系统在不考虑水的阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳起前后遵循动量守恒定律．在她向前跳起瞬间，船要向后运动．知识点2火箭1．工作原理：利用反冲的原理，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气向后喷出，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2 000～5 000 m/s.(2)质量比：火箭初始时的质量与燃料用完时箭体质量之比．喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大．[判一判]2．(1)火箭点火后离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果．()(2)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．()(3)火箭发射时，火箭获得的机械能来自燃料燃烧释放的化学能．()提示：(1)×(2)√(3)√1．(反冲现象)(2022·甘肃天水一中期末)如图，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员相对小船以速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船相对水面的速率为()A．v0＋mMv B．v0－mMvC ．v 0＋m M ＋m vD ．v 0＋m M (v 0－v )解析：选C.设救生员跃出后小船相对水面的速率为v ′，以向右为正方向，根据动量守恒定律，有()M ＋m v 0＝－m ()v －v ′＋M v ′，解得v ′＝v 0＋m M ＋m v . 2．(火箭原理)(多选)下列措施中有利于增加火箭的飞行速度的是( )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解析：选AC.设火箭的初动量为p ，原来的总质量为M ，喷出的气体质量为m ，速度大小是v ，剩余的质量(M －m )的速度大小是v ′，由动量守恒定律得：p ＝(M －m )v ′－m v ，得：v ′＝p ＋m vM －m ，由上式可知：m 、v 越大，v ′越大．3．(火箭原理)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，空气的反作用力推动火箭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 ．火箭燃料燃烧放热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭解析：选 B.本题考查了火箭的工作原理，要注意与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃气，而不是外界的空气．火箭的工作原理是利用反冲，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时使火箭获得反冲速度．4．(反冲现象)(多选)手持篮球的跳远运动员起跳后，当他运动到最高点时欲提高跳远成绩，运动员应将手中的篮球( )A ．竖直向上抛出B ．向前方抛出C ．向后方抛出D ．竖直向下抛出解析：选CD.要提高跳远成绩，要么使运动员获得更大的水平速度，C选项可实现；要么使运动员延长运动时间，D选项可实现．探究一对反冲现象的理解【问题导引】反冲是一种常见的运动现象，如火箭、喷气式飞机、节日礼花、射击等，反冲现象的实质是什么？提示：反冲现象的实质是相互作用的物体或同一物体的两部分之间的作用力和反作用力产生的运动效果．反冲现象的三个特点1．物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．2．反冲现象中，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．反冲现象中，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．【例1】(2022·广东肇庆期末)2021年6月17日9时22分，我国神舟十二号载人飞船发射圆满成功．神舟十二号载人飞船发射瞬间的画面如图，在火箭点火发射瞬间，质量为m的燃气以大小为v的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．已知发射前火箭的质量为M，则在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为(燃气喷出过程不计重力和空气阻力的影响)()A．v B．2vC.Mmv D.mM－mv[解析]以向上为正方向，由动量守恒定律可得()M－m v′－m v＝0，解得v′＝mM－mv，D正确．[答案] D[针对训练1]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S1B．打开阀门S2C．打开阀门S3D．打开阀门S4解析：选B.根据反冲特点，当阀门S2打开时，小车将受到向前的推力，从而向前运动，故B正确，A、C、D错误．探究二“人船模型”问题【问题导引】如图所示，一质量为m的人站在一质量为M的船头上，开始时人、船均静止，现在人从船头走向船尾．(水对船的阻力很小)(1)该过程中，人和船组成的系统动量守恒吗？两者速度是什么关系？(2)该过程中两者对地位移有何关系？提示：(1)该过程中，水的阻力忽略不计，人和船的动量守恒，两者速度大小满足m v1＝M v2，方向相反．(2)由于m v1＝M v2又m v1t＝M v2t则mx1＝Mx2，即x1x2＝M m.1．“人船模型”问题的特征：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．运动特点：两个物体的运动特点是“人”走“船”行，“人”停“船”停．3．处理“人船模型”问题的两个关键(1)利用动量守恒，先确定两物体的速度关系，再确定两物体通过的位移的关系．初始时刻，系统静止，如果两物体相互作用的时间为t ，在这段时间内两物体的位移大小分别为x 1和x 2，则有m 1x 1t －m 2x 2t ＝0，即m 1x 1－m 2x 2＝0.(2)画出各物体的位移关系图，找出它们相对地面的位移的关系．4．推广：原来静止的系统在某一个方向上动量守恒，运动过程中，在该方向上速度方向相反，也可应用处理人船模型问题的思路来处理．例如，小球沿弧形槽滑下，求弧形槽移动距离的问题．【例2】 (2022·哈尔滨六中期末)长为L 的小船停在静水中，质量为m 的人由静止开始从船头走到船尾．不计水的阻力，船对地面位移的大小为d ，则小船的质量为( )A.m ()L ＋d dB.m ()L －d dC.mL dD.m ()L ＋d L[解析] 船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行进，船向后退，设船的质量为M ，人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得m v －M v 1＝0，人从船头到船尾，船对地面位移的大小为d ，则人相对于地面的位移为L－d ，则有m L －d t ＝M d t ，解得M ＝m ()L －d d. [答案] B[针对训练2] 如图所示，物体A 和B 质量分别为m 1和m 2，其图示直角边长分别为a 和b .设B 与水平地面无摩擦，当A 由顶端O 从静止开始滑到B 的底端时，B 的水平位移是( )A.m2m1＋m2b B.m1m1＋m2bC.m1m1＋m2(b－a) D.m2m1＋m2(b－a)解析：选C.由A、B组成的系统，在相互作用过程中水平方向动量守恒，则m2x－m1(b－a－x)＝0解得x＝m1（b－a）m1＋m2，故C正确，A、B、D错误．探究三火箭发射和爆炸类问题1．动量守恒：爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力．2．动能增加：在爆炸过程中，有其他形式的能量(如化学能)转化为动能．3．位移为零：爆炸时间极短，物体产生的位移很小，可忽略不计，可认为爆炸前后位置不变．【例3】(2022·长春外国语学校期末)在爆炸实验基地有一发射塔，发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪．爆炸物自发射塔竖直向上发射，上升到空中最高点时炸裂成质量之比为2∶1、初速度均沿水平方向的两个碎块．遥控器引爆瞬间开始计时，在5 s末和6 s末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声．已知声音在空气中的传播速度为340 m/s，忽略空气阻力．下列说法正确的是( )A ．两碎块的位移大小之比为1∶2B ．爆炸物的爆炸点离地面高度为80 mC ．爆炸后质量大的碎块的初速度为68 m/sD ．爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340 m[解析] 爆炸时，水平方向，根据动量守恒定律可知m 1v 1－m 2v 2＝0，因两块碎块落地时间相等，则 m 1x 1－m 2x 2＝0，则x 1x 2＝m 2m 1＝12，则两碎块的水平位移之比为1∶2，而从爆炸开始抛出到落地的位移之比不等于1∶2，A 错误；设两碎片落地时间均为t ，由题意可知（5－t ）v 声（6－t ）v 声＝12，解得t ＝4 s ，爆炸物的爆炸点离地面高度为h ＝12gt 2＝12×10×42 m ＝80 m ，B 正确；爆炸后质量大的碎块的水平位移x 1＝(5－4)×340 m ＝340 m ，质量小的碎块的水平位移x 2＝(6－4)×340 m ＝680 m ，爆炸后两碎块落地点之间的水平距离为340 m ＋680 m ＝1 020 m ，质量大的碎块的初速度为v 10＝x 1t ＝3404m/s ＝85 m/s ，C 、D 错误．[答案] B【例4】 一火箭喷气式发动机每次喷出m ＝ 200 g 的气体，气体离开发动机喷出时的速度v ＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭质量M ＝300 kg ，发动机每秒喷气20次．求当经过三次气体喷出后，火箭的速度．[解析] 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v 1，有(M －m )v 1－m v ＝0所以v 1＝m v M －m第二次气体喷出后，火箭速度为v 2，有(M－2m)v2－m v＝(M－m)v1所以v2＝2m vM－2m第三次气体喷出后，火箭速度为v3，有(M－3m)v3－m v＝(M－2m)v2所以v3＝3m vM－3m ＝3×0.2×1 000300－3×0.2m/s≈ 2 m/s.法二选取整体为研究对象，运用动量守恒定律求解．设喷出三次气体后火箭的速度为v3，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)v3－3m v＝0所以v3＝3m vM－3m≈2 m/s.[答案] 2 m/s(建议用时：35分钟)[基础巩固练]1．(多选)向空中发射一物体，不计空气阻力，当此物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a、b两块，若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则()A．b的速度方向一定与原速度方向相反B．从炸裂到落地的这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大C．a、b一定同时到达水平地面D．在炸裂过程中，a、b受到的力的大小一定相等解析：选CD.爆炸后系统的总机械能增加，但水平方向动量守恒，m v0＝m a v a ＋m b v b，因m v0与m a v a同向，设v0方向为正方向，若m a v a<m v0，则v b与v a同向；若m a v a＝m v0，则v b＝0，即b做自由落体运动；若m a v a>m v0，则m b v b<0，即v b与v0反向．因题目只知m a>m b和v a与v0同向，不知v a与v0的大小关系，不能确定a、b两块的速度大小，所以A、B不能确定；因炸开后两者竖直方向都做自由落体运动，且高度相同，故C正确；由牛顿第三定律知D正确．2.一炮舰在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地面的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化是()A．动量不变，速度增大B．动量变小，速度不变C．动量增大，速度增大D．动量增大，速度减小解析：选 A.炮舰具有一向前的动量，在发射炮弹的过程中动量守恒，由于两发炮弹的总动量为零，因而船的动量不变，又因为船发射炮弹后质量变小，因此船的速度增大，A正确．3.一装有柴油的船静止于水平面上，若用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示．不计水的阻力，船的运动情况是()A．向前运动B．向后运动C．静止D．无法判断解析：选 A.虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程，故A正确．4.如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h.今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是()A.mhM＋mB.MhM＋mC.mh cot αM＋mD.Mh cot αM＋m解析：选C.此题属于“人船模型”问题，m与M组成的系统在水平方向上动量守恒，设m在水平方向上对地位移为x1，M在水平方向上对地位移为x2.因此0＝mx1－Mx2①且x1＋x2＝h cot α②由①②可得x2＝mh cot αM＋m.5.如图所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为θ，则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)()A.m2m1v0 B.m2v0m1－m2C.m2v0cos θm1－m2D.m2v0cos θm1解析：选 C.炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒，0＝m2v0cos θ－(m1－m2)v，得v＝m2v0cos θm1－m2，故C正确．6．有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重1吨左右)，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而且轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L.已知他身体的质量为m，则小船的质量为多少？解析：如图所示．设该同学在时间t内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间内的平均动量大小相等，即m x 人t ＝M d t又x 人＝L －d解得M ＝m （L －d ）d. 答案：m （L －d ）d[综合提升练]7．质量为M 的火箭，原来以速度v 0在太空中飞行，现在突然向后喷出一股质量为Δm 的气体，喷出气体相对火箭的速度为v ，则喷出气体后火箭的速率为( )A.M v 0＋Δm v MB.M v 0－Δm v MC.M v 0＋Δm v mD.M v 0－Δm v m解析：选A.依题意可知，火箭原来相对地的速度为v 0，初动量为p 0＝M v 0，质量为Δm 的气体喷出后，火箭的质量为(M －Δm )，设气体喷出后，火箭和气体相对地的速度分别为v 1和v 2，则气体相对火箭的速度v ＝v 1＋v 2，v 2＝v －v 1，选v 1的方向为正方向，则系统的末动量p ＝(M －Δm )v 1＋Δm [－(v －v 1)]＝M v 1－Δm v ，由动量守恒定律，有p ＝p 0，则M v 1－Δm v ＝M v 0，所以v 1＝M v 0＋Δm v M，故A 正确．8.(多选)(2022·重庆西南大学附中期中)如图所示，在光滑的水平面上有一静止的质量为M 的凹槽，凹槽内表面为光滑的半圆弧轨道，半径为R ，两端AB 与圆心等高，现让质量为m 的物块从A 点以竖直向下的初速度v 0开始下滑，则在运动过程中( )A ．物块与凹槽组成的系统在水平方向动量守恒B ．物块运动到B 点时速度大于v 0C ．物块运动到B 点后将从B 点飞出做竖直上抛运动D．物块运动到B点时，凹槽向左移动了2mRM＋m解析：选ACD.物块与凹槽组成的系统在水平方向受力为零，所以水平方向动量守恒，故A正确；该系统水平方向动量守恒，所以当物块运动到B点时只有竖直方向的速度，之后将从B点飞出做竖直上抛运动，此时凹槽速度为零，根据能量关系，可知物块的速度等于v0，故B错误，C正确；设物块从A到B 的时间为t，物块发生的水平位移大小为x，则凹槽产生的位移为2R－x，取水平向右为正方向，则根据水平方向动量守恒有m xt －M2R－xt＝0，解得2R－x＝2mRM＋m，故D正确．9.质量为m、半径为R的小球，放在半径为2R、质量为2 m 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.R2 B.R3C.R4 D.R6解析：选B.由水平方向平均动量守恒有mx小球t＝2mx大球t，又x小球＋x大球＝R，所以x大球＝13R，B正确．10．(多选)小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示．已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹)，每颗子弹质量为m，共n发，打靶时，枪口到靶的距离为d.若每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发．则以下说法中正确的是()A．待打完n发子弹后，小车将以一定的速度向右匀速运动B．待打完n发子弹后，小车应停在射击之前位置的右方C．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移不相同D．在每一发子弹的射击过程中，小车所发生的位移相同，大小均为md nm＋M解析：选BD.子弹、枪、人、车系统水平方向不受外力，水平方向动量一直守恒，子弹射击前系统总动量为零，子弹射入靶后总动量也为零，故仍然是静止的；设子弹出口速度为v，车后退速度大小为v′，以向左为正，根据动量守恒定律，有0＝m v－[M＋(n－1)m]v′；子弹匀速前进的同时，车匀速后退，故v t＋v′t＝d，联立解得v′＝m vM＋（n－1）m ，t＝dv＋m vM＋（n－1）m；故车后退距离为Δs＝v′t＝m vM＋（n－1）m ×dv＋m vM＋（n－1）m＝mdM＋nm；每颗子弹从发射到击中靶过程，车均后退Δs，故n颗子弹发射完毕后，小车后退s＝nΔs＝nmdM＋nm；由于整个系统动量守恒，初动量为零，故打完n发后，车静止不动，小车应停在射击之前位置的右方，故A、C错误，B、D正确．11.(2022·广东深圳期末)为安全着陆火星，质量为240 kg的探测器先向下喷气，使其短时悬停在距火星表面高度100 m处．已知火星表面重力加速度g火＝3.7 m/s2，不计一切阻力，忽略探测器的质量变化．(1)若悬停时发动机相对火星表面喷气速度为3.7 km/s，求每秒喷出气体的质量；(2)为使探测器获得水平方向大小为0.1 m/s的速度，需将12 g气体以多大速度沿水平方向喷出？并计算此次喷气发动机至少做了多少功？解析：(1)设每秒喷出的气体质量为m，则t时间喷出的气体质量为mt，以t时间喷出的气体为研究对象，取竖直向下为正方向，根据动量定理得(F N＋mg)t＝mt·v又F N≫mg，mg忽略不计，则F N·t＝mt·v根据牛顿第三定律，得F N＝F N′对探测器，由平衡条件得F N′＝Mg，M是探测器的质量，可得m＝0.24 kg.(2)取探测器的速度方向为正方向，根据水平方向动量守恒得M v1－m v2＝0又v1＝0.1 m/s可得v2＝2×103 m/s根据功能关系W＝12M v 21＋12m v22可得W≈2.4×104 J.答案：(1)0.24 kg(2)2×103 m/s 2.4×104 J。
高中物理火箭反冲运动教案
高中物理火箭反冲运动教案
一、教学目标
1. 了解火箭反冲运动的基本原理；
2. 掌握火箭运动的相关知识及公式；
3. 能够应用相关知识解决问题。
二、教学重点
1. 火箭反冲运动的基本原理；
2. 火箭运动的相关知识及公式。
三、教学难点
1. 火箭反冲运动的实际应用；
2. 解决复杂问题的能力。
四、教学过程
1. 导入
通过展示火箭发射的视频，引入火箭反冲运动的主题，并让学生讨论火箭发射时的反冲现象。
2. 理论讲解
（1）火箭反冲运动的原理
火箭是一种以推进物质的喷射产生动力的航天器。
根据牛顿第三定律，火箭产生的推力是
由废气向相反方向喷出而产生的，所以火箭会产生反冲力，使火箭向前运动。
（2）火箭运动的公式
根据牛顿第二定律，火箭的运动可以用以下公式来描述：
F = m * a
其中，F为火箭的推力，m为火箭的质量，a为火箭的加速度。
3. 例题练习
请学生计算一个火箭在发射时产生的推力，已知火箭的质量为1000kg，加速度为10m/s²。
4. 拓展应用
让学生思考，如果火箭的质量和加速度发生变化，会对火箭的反冲运动产生什么影响。
并让学生在小组内讨论并总结。
五、课堂小结
通过本节课的学习，学生应该能够了解火箭反冲运动的原理，掌握火箭运动的公式，以及能够应用相关知识解决问题。
六、作业布置
布置作业：让学生以火箭为例，分析其他运动中可能出现的反冲现象，并给出解决方案。
以上是本节课的教学内容，希望同学们能够认真学习，加强理解，掌握相关知识。
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【自主学习】
思考：1、动量守恒定律：2、章鱼、乌贼是怎样游动的？
【合作学习·难点探究】
任务一、反冲运动的理解和应用
指导：
1.定义：发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。
炮身的这种后退运动叫作反冲。
2.规律：反冲现象中，系统内力很大，外力可忽略，满足动量守恒定律。
3.反冲现象的防止及应用
(1)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。
(2)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转。
4、注意：（1）反冲中，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）反冲中，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，则可以在该方向上应用动量守恒定律。
（3）列式时速度应针对同一参考系
【例1】如图所示，水平地面上放置一门大炮，炮身质量为M，炮筒与水平方向成θ角，今相对地面以速度v发射一炮弹，若炮弹质量为m，求炮身的后退速度．
【针对训练】1、如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80 kg 和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2 m/s，
求此时B的速度大小和方向.
任务二、火箭的工作原理分析
指导：
1.工作原理：喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度.
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.
3、决定火箭增加的速度Δv的因素
(1)火箭喷出的燃气相对喷气前火箭的速度.
(2)火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比.
【例2】火箭相对地面匀速飞行的速度为v0，某时刻的总质量为M，现火箭发动机向后喷出气体，若每次喷出的气体质量恒为m，相对于火箭的速度大小恒为u，不计空气阻力和地球引力，求第二次气体喷出后火箭的速度为多大
【针对性训练】2、“世界航天第一人”是明朝的万户，如图所示，他把47个
自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。
假设万户及其所携设备(火箭、椅子、风筝等)的总质量为M ，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m 的燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )
A.火箭的推力来源于空气对它的反作用力
B.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
mv 0
M －m
C.喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为m 2v 20
g （M －m ）2
D.在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒 任务三、“人船模型”的应用
指导：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；即x 1x 2＝m 2
m 1
.
【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)
【针对性训练】3、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？
【达标训练·限时检测】
1、两名质量相等的滑冰人甲和乙都静止在光滑的水平冰面上．现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回．如此反复进行几次之后，甲和乙最后的速率关系是()
A．若甲最先抛球，则一定是v甲＞v乙
B．若乙最后接球，则一定是v甲＞v乙
C．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲＞v乙
D．无论怎样抛球和接球，都是v甲＞v乙
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？
3、如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为M，杆顶系一长为l的轻绳，绳另一端系一质量为m的小球，绳被水平拉直处于静止状态，小球处于最右端.将小球由静止释放，重力加速度为g，求：
(1)小球摆到最低点时的速度大小；
(2)小球摆到最低点时小车向右移动的距离；
4、如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M 的小车，其左侧有半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道AB ，轨道最低点B 与水平轨道BC 相切，整个轨道处于同一竖直平面内.将质量为m 的物块(可视为质点)从A 点无初速度释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C 处恰好没有滑出.已知重力加速度为g ，小物块与BC 部分的动摩擦因数为μ，空气阻力可忽略不计.关于物块从A 位置运动至C 位置的过程，下列说法中正确的是（ ） A.小车和物块构成的系统动量守恒
B.摩擦力对物块和轨道BC 所做功的代数和为零
C.物块的最大速度为2gR
D.小车发生的位移为
m
m ＋M
(R ＋R
μ
)
【反思总结】
答案
【例1】
mv 0cos α
M
【针对训练】1、0.02 m/s 方向为远离空间站方向 【例2】对第一次喷气过程有： Mv0＝(M －m)v1＋m(v1－u) 对第二次喷气过程有：
(M －m)v1＝(M －2m)v2＋m(v2－u)
二式联立解得火箭喷出第二次气体后的速度为
v 2＝v 0＋mu M ＋mu
M －m
【针对训练】2、B 【例3】1米 【针对训练】3、
M ＋m
M
h 【达标训练·限时检测】。