2019-2020学年高中物理 第16章 动量守恒定律 5 反冲运动 火箭课件 新人教版选修3-5

5反冲运动火箭,前一节我们学习了碰撞这种物理模型“碰撞”模型在现实生活中比较普通，例如冰壶比赛中两冰壶间的撞击就是一种碰撞碰撞若按机械能变化可分为弹性碰撞和非弹性碰撞，请解答一道有关冰壶运动的习题，判断是什么碰撞,在冰壶世锦赛上a、b两队正在比赛a队将质量为19kg的冰壶推出，运动一段时间后以0.4m/s的速度正碰静止的b队冰壶，然后a队冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑向大本营中心若两冰壶质量相等，求：,(1)b队冰壶获得的速度；(2)试判断两冰壶之间的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞解析：(1)由动量守恒定律知mv1mv2mv3，将v10.4m/s，v20.1m/s代入上式得：v30.3m/s.,一、反冲运动1定义：根据动量守恒定律，一个静止的物体在_的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必向_方向运动的现象【答案】内力相反,2特点(1)反冲运动中，相互作用力大，时间短，通常可以用_处理(2)反冲运动中，由于往往有_的能转化为_，所以系统总动能可以_【答案】(1)动量守恒定律(2)其他形式动能增加3反冲运动现象的防止和应用(1)防止：不利的如大炮射击时炮身的反冲，射击时枪身的反冲(2)应用：反击式水轮机、喷气式飞机、火箭的发射等,二、火箭1工作原理：火箭的飞行应用了_的原理，火箭靠喷出的气流对火箭本身的反冲作用来获得巨大_【答案】反冲速度2影响火箭获得速度大小的因素：一是_，二是_；喷气速度_，质量比_，火箭获得的速度就越大【答案】喷出燃气的速度质量比越大越大,1反冲运动反冲运动的产生是系统内力作用的结果，两个相互作用的物体a、b组成的系统，a对b的作用力使b获得某一方向的动量，b对a的反作用力使a获得相反方向的动量，从而使a沿着与b运动方向相反的方向做反冲运动,反冲运动及特点,2反冲运动特点(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，相互作用力一般较大，通常可以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变为机械能，所以系统的总动能增加,3实际遇到反冲运动问题可用动量守恒定律解决的三种情形(1)系统不受外力或所受外力之和为零，满足动量守恒的条件，可以用动量守恒定律解决反冲运动问题(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，也可以用动量守恒定律解决反冲运动问题(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，可以用该方向上动量守恒解决反冲运动问题,1（2019深圳名校月考）下列运动不属于反冲运动的有（）a乒乓球碰到墙壁后弹回b发射炮弹后炮身后退c喷气式飞机喷气飞行d船员划桨使船前进【答案】a,解析：乒乓球碰到墙壁上弹回是因为受到了墙壁的作用力，不是反冲；发射炮弹后炮身后退，是反冲现象；喷气式飞机是利用飞机与气体间的相互作用，而促进飞机前进的；故属于反冲运动；船员划桨使船前进，属于反冲现象；本题考查不属于反冲现象的，故选a.,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倒数比这样的问题归为“人船模型”问题,“人船模型”理解,2(2018宜昌期末)如图所示，a和b两小车静止在光滑的水平面上，质量分别为m1、m2，a车上有一质量为m0的人，相对地面以水平速度v0向右跳上b车，并与b车相对静止若不考虑空气阻力，求：(1)人跳离a车后，a车的速度大小和方向；(2)人跳上b车后，b车的速度大小,火箭的工作原理和应用,2应用：(1)如要让原来静止物体速度不断增长，可让物体做持续的反冲运动，发射火箭就是此过程(2)如果要让具有一定初速度的物体逐渐减速，可让物体反冲运动方向与初速度方向相同，靠持续的减速使物体速度不断减下来,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燃料燃烧推动空气，空气反作用推动火箭b火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后喷出，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】b【解析】火箭工作的原理是反冲运动，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，故b对,例1平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货箱边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的a点，距货箱水平距离为l4m，如图所示人的质量为m，车连同货箱的质量为m4m，货箱高度为h1.25m求车在人跳出后到落到地板前的反冲速度为多大(g取10m/s2),反冲运动,反思领悟：(1)对于反冲运动，剩余部分的反冲是相对抛出部分来说的，两者运动方向相反，做数值运算时，可任意选某一部分的运动方向为正方向，则另一部分速度应取负值，列关系式时，也可把负号包含在相关字母中(2)人跳出时，车向左反冲，故l为人与车的水平位移之和不能将l误认为是人的对地位移要通过正确地画出人与车的运动过程草图确定位移关系,1某小组在探究反冲运动时，将质量为m1的一个小液化气瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力(如图所示)现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化气瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在t的时间内向后喷射的气体的质量为m，忽略水的阻力，则,(1)喷射出质量为m的液体后，小船的速度是多少？(2)喷射出m液体的过程中，小船所受气体的平均作用力的大小是多少？,例2光滑水平面上一长l，质量为m的平板车一端站着一质量为m的人，开始时，人、车均静止，当人从车一端走到另一端时，人、车的位移各是多大？,“人船模型”,反思领悟：动量守恒定律是瞬时关系式，动量守恒是指时时刻刻的动量守恒故人匀速走动，车匀速后退；人加速走动，车加速后退；人减速走动，车减速后退；人动车动；人快车快；人慢车慢；人停车停动量守恒定律的参考系是地面，故人对地位移不是车长l(l为人相对于车的位移)作出位移示意图有助于正确求解,例3一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？(2)运动第1s末，火箭的速度多大？,火箭的反冲运动问题,反思领悟：(1)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(2)速度的相对性：解决火箭多次向外喷射气体的问题时应注意，动量守恒定律中的速度必须是相对于同一惯性参考