2018-2019版高中物理第1章碰撞与动量守恒1.3课时2反冲运动课件沪科版选修3 .ppt

课时2反冲运动,第1章1.3动量守恒定律的案例分析,学习目标1.进一步理解动量守恒定律的含义，熟练掌握应用动量守恒定律解决问题的方法和步骤.2.理解反冲运动的原理，会用动量守恒定律分析解决反冲运动问题.3.了解火箭的工作原理.,内容索引,知识探究新知探究点点落实,题型探究重点难点各个击破,达标检测当堂检测巩固反馈,知识探究,一、反冲运动,导学探究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；点燃药捻的“钻天猴”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？,答案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.,答案,(2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？,答案反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，可认为动量守恒；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.,答案,知识梳理反冲运动1.定义：物体系统的一部分向某方向运动，而其余部分向运动的现象叫做反冲.2.反冲运动的特点：是物体间作用力与力产生的效果.3.反冲运动的条件(1)系统或.(2)内力远大于.(3)某一方向上不受外力或所受合外力为零.,相反方向,反作用,不受外力,所受合外力为零,外力,4.反冲运动遵循的规律：.5.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.,动量守恒定律,旋转,反冲,即学即用判断下列说法的正误.(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)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.()(5)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.(),答案,导学探究1.火箭飞行的工作原理是什么？,二、火箭,答案,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(Mm)v则由动量守恒定律得0mv(Mm)v,知识梳理火箭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_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20004000m/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.,反冲,尾部,越大,越大,运载,即学即用判断下列说法的正误.(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.(),答案,导学探究如图1甲所示，人在漂浮于水面上的小船上行走，小船同时向相反的方向运动，其简化运动如图乙所示.(不考虑船受到水的阻力),三、“人船模型”探究,图1,(1)人的速度和船的速度有什么关系？,答案,答案原来静止的“人”和“船”发生相互作用时，所受外力的矢量和为零，则动量守恒.在相互作用的过程中，由mv1Mv20知任一时刻“人”和“船”的速度大小之比等于质量的反比.整个过程中“人”走“船”行，“人”停“船”停.,答案,(2)人和船的位移有什么关系？,答案因为任意时刻mv1Mv2，所以ms1Ms2，即人和船的位移与质量成反比.,知识梳理“人船模型”的特点和遵循的规律1.满足动量守恒定律：m1v1m2v20，也有m1s1m2s20.2.运动特点：人动船，人静船，人快船，人慢船，人左船；人、船的速度(平均速度或瞬时速度)与它们的质量成；人、船位移与它们的质量成，即.3.应用上述关系时要注意一个问题：公式中v和s一般都是相对而言的.,动,静,快,慢,右,反比,反比,地面,即学即用分析下面的情景，判断下列说法的正误.一人从停泊在码头边的船上往岸上跳，若该船的缆绳并没拴在码头上，则：(1)船质量越小，人越难跳上岸.()(2)船质量越大，人越难跳上岸.()(3)人跳跃相对船的速度等于相对地的速度.(),答案,题型探究,一、反冲运动的应用,1.反冲运动问题一般应用系统动量守恒定律列式计算.列方程时要注意初、末状态动量的方向，反冲物体速度的方向与原物体的运动方向是相反的.2.动量守恒定律表达式中的速度均为相对地面的速度，对“相对”速度，则要根据矢量关系转化为相对地面的速度.,例1反冲小车静止放在水平光滑的玻璃上，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为M3kg，水平喷出的橡皮塞的质量为m0.1kg.(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v2.9m/s，求小车的反冲速度；,答案0.1m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反,答案,解析,解析小车和橡皮塞组成的系统所受合外力为零，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得，mv(Mm)v0,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0.1m/s.,(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60夹角，小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?,答案0.05m/s，方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反,答案,解析,解析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mvcos60(Mm)v0,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0.05m/s.,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，3mv02mvmv，可得另一块的速度为v3v02v，故C正确.,针对训练1“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v0、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.3v0vB.2v03vC.3v02vD.2v0v,答案,解析,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.,二、火箭的工作原理分析,例2一火箭喷气发动机每次喷出m200g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v1000m/s.设火箭质量M300kg，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？,答案,解析,答案2m/s,解析规定与v相反的方向为正方向设三次喷出气体后，火箭的速度为v3，以火箭和三次喷出的气体为研究对象，据动量守恒定律得：(M3m)v33mv0，,(2)运动第1s末，火箭的速度多大？,答案,解析,答案13.5m/s,解析发动机每秒钟喷气20次，以火箭和20次喷出的气体为研究对象，根据动量守恒定律得：(M20m)v2020mv0，,针对训练2将质量为1.00kg的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为600m/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.30kgm/sB.5.7102kgm/sC.6.0102kgm/sD.6.3102kgm/s,答案,喷气式飞机和火箭的飞行都属于反冲现象.燃料和氧化剂在燃烧室内混合后点火燃烧，产生的高温高压燃气从尾喷管迅速向下喷出.由于反冲，火箭就向空中飞去.,“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：系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零；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.,三、反冲运动的应用“人船模型”,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m60kg，船的质量M120kg，船长为l3m，则船在水中移动的距离是多少？水的阻力不计.,答案,解析,答案1m,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lx，选船后退方向为正方向，,针对训练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？,答案,解析,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，Lx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：0Mv球mv人，,又有x人x球L，x人h，,达标检测,1.(反冲运动的认识)(多选)下列属于反冲运动的是A.向后划水，船向前运动B.用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退C.用力向后蹬地，人向前运动D.水流过水轮机时，水轮机旋转方向与水流出方向相反,1,2,3,4,答案,2.(反冲运动的计算)步枪的质量为4.1kg，子弹的质量为9.6g，子弹从枪口飞出时的速度为855m/s，步枪的反冲速度约为A.2m/sB.1m/sC.3m/sD.4m/s,1,2,3,4,答案,解析,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：Mv1mv20，,3.(火箭的工作原理)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