反冲运动-火箭二

1、.高二物理选修3-5 16.5反冲运动 火箭第二课时编写人：杨晋丰 田久武 审稿人：田久武 编号：201904009 使用日期：2019年3月 预 学 案【预学目的】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；进一步进步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处，理解我国的航空、航天事业的宏大成就。【预习内容】反冲运动与动量守恒在以下三种情况中均可用动量守恒定律解决反冲运动问题：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

2、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，那么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问题。 在讨论反冲运动时应注意以下两点：（1） 速度的方向性。（2） 速度的相对性。在反冲运动中，假设条件是物体间的相对速度，利用动量守恒定律列方程时，一般应把相对速度转化为对地速度。【经典体验】如下图，总质量为M的气球下端悬着质量为m的人而静止于高度为h的空中，欲使人能平安沿绳着地，人下方的绳至少应为多长？ 分析与解：气球和人原静止于空中，说明系统所受合外力为零，故人

3、下滑过程中系统动量守恒。人着地时，绳梯至少应触及地面。因为人下滑过程中，人和气球在应意时刻的动量大小都相等，所以整个过程中平均动量守恒，假设设绳梯长为L,人沿绳下滑至地面的时间为t,由动量守恒定律，有 ML=高二物理选修3-5 16.5反冲运动 火箭第二课时编写人：杨晋丰 田久武 审稿人：田久武 编号：201904009 使用日期：2019年3月探 究 案【探究目的】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；进一步进步运用动量守恒定律分析和解决实际问题的才能；3知道火箭的飞行原理和主要用处，理解我国的航空、航天事业的宏大成就。【探究内容】 1

4、、影响火箭飞行速度的因素：a、 b、 2、一质量为m的人站在停靠岸边的小船上，小船质量为M，如今：1人以对地的程度速度v跳上岸；2人以对地的速度斜向上跳上岸，v和程度方向成角；3人以对船的程度速度u跳上岸；求上述三种情况下，人跳起后，小船后退的速度各是多大不计水的阻力？知识点二 人船模型例2 如图16-5-1所示，长为、质量为的小船停在静水中，质量为的人从静止开场从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人对地面的位移各为多少？图16-5-1解析：以人和船组成的系统为研究对象，在人由船头走到船尾的过程中，系统在程度方向不受外力作用，所以整个系统在程度方向动量守恒.当人起步加速前进时，船同时向后做加速

5、运动；人匀速运动，那么船匀速运动；当人停下来时，船也停下来. 设某时刻人对地的速度为v人，船对地的速度为v船，取人行进的方向为正方向，根据动量守恒定律有：m人v人-m船v船=0即v船:v人=v人: m船. 因为人由船头走到船尾的过程中，每一时刻都满足动量守恒定律，所以每一时刻人的速度与船的速度之比，都与它们的质量之比成反比.因此人由船头走到船尾的过程中，人的平均速度与船的平均速度也与它们的质量成反比.而人的位移s人= v人t，船的位移s船= v船t，所以船的位移与人的位移也与它们的质量成反比，即s船: s人=m人: m船式是“人船模型的位移与质量的关系，此式的适用条件：原来处于静止状态的系统，

6、在系统发生相对运动的过程中，某一个方向的动量守恒. 由图中可以看出：s船+s人= 由两式解得s人=L，s船=L巧妙变式 两个原来静止的物体发生互相作用时，假设所受外力的矢量和为零，那么动量守恒.在互相作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于其质量的反比；任意段时间内，两个物体通过的对地位移大小之比也等于质量的反比.例3 气球质量为200 kg，载有质量为50 kg的人，静止在空中距地面20 m高的地方，如图16-5-2所示，气球下方悬根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳渐渐下滑至地面，为了平安到达地面，那么这根绳长至少为多少米？不计人的高度图16-5-2解析：因为初始时气球与人共同

7、静止在空中，说明系统所受重力与空气浮力平衡，当人沿绳子下滑时，系统动量守恒. 设某一时刻人的对地速度大小为v，此时刻人的对地速度大小为v，那么由系统动量守恒得mv-Mv=0.设在人平安到达地面的条件下，软梯的最小长度为H，那么当人到达地面时，气球离地高为H，那么 有=，解得：H=h=×20 m=25 m.巧解提示 1只要系统所受合外力为零，系统每时刻的总动量都不变.此题找出了互相作用的两物体每一时刻的速度关系，即可进一步得出平均速度关系及位移关系，使问题的解决得以简化.2画出反映位移关系的草图，对求解此类题目会有很大的帮助.知识点三 反冲运动与平抛运动的综合例4 平板车停在程度光滑的

8、轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货厢边沿程度方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A点，距货厢程度间隔 为l=4 m，如图16-5-3所示.人的质量为m，车连同货厢的质量为M=4 m，货厢高度为h=1.25 m，求：图16-5-31车在人跳出后到落到地板期间的反冲速度；2人落在车板上并站定以后，车还运动吗?车在地面上挪动的位移是多少?解析：人从货厢边跳离的过程，系统人、车和货厢的动量守恒；人落到车上的过程中，程度方向系统动量守恒，人在空中运动过程中做平抛运动，而车做匀速直线运动. 人从货厢边跳离的过程，系统人、车和货厢的动量守恒，设人的程度速度是v1.车的反冲速度是v2，那么mv1-Mv

9、2=0,v2=v1. 人跳离货厢后做平抛运动，车以v2做匀速运动，运动时间为t=0.5 s，在这段时间内人的程度位移s1和车的位移s2分别为s1=v1t,s2=v2t.如图16-5-4可知图16-5-4s1+s2=l,即v1t+v2t=l 那么v2= m/s=1.6 m/s. 车的程度位移为s2=v2t=1.6×0.5 m=0.8 m. 人落到车上A点的过程，系统程度方向的动量守恒程度方向系统没受外力，而竖直方向支持力大于重力，合力不为零，人落到车上前的程度速度仍为v1，车的速度为v2，落到车上后设它们的共同速度为v，根据程度方向动量守恒得mv1-Mv2=M+mv,那么v=0. 故人

10、落到车上A点站定后车的速度为零.巧解提示 对这种过程复杂的问题，要把它分解成几段简单过程，然后按每段过程所遵循的规律分别列方程求解.高二物理选修3-5 16.5反冲运动 火箭第二课时编写人：杨晋丰 田久武 审稿人：田久武 编号：201904009 使用日期：2019年3月训 练 案1.一个质量为M的平板车静止在光滑的程度面上，在平板车的车头与车尾站着甲、乙两人，质量分别为m1和m2，当两人相向而行时 A.当m1> m2时，车子与甲运动方向一致 B. 当v1> v2时，车子与甲运动方向一致C. 当m1v1=m2v2时，车子静止不动 D. 当m1v1>m2v2时，车子运动方向与乙

11、运动方向一致2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v。，假设炮管与程度地面的夹角为，那么火炮后退的速度大小为 Am2 v。/m1 Bm2Vo/m1一m2Cm2vocos/ m1一m2 Dm2vocos/m13 质量为M的玩具汽车拉着质量为m的小拖车，在程度地面上以速度v匀速前进，某一时刻拉拖车的线突然断了，而小汽车的牵引力不变，汽车和拖车与地面间的动摩擦因数一样，一切阻力也不变。那么在小拖车停顿运动时，小汽车的速度大小为 。4 一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量共120kg。这个士兵用自动步枪在2s时间内沿程度方向连续射出10发子弹，每发子弹的质量为10g，子弹分开步枪口时相对步枪的速度为800m/s。射击前皮划艇是静止的。1每次射击后皮划艇的速度改变多少？2连续射击后皮划艇的速度是多大？3连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是多大？5.一质量为m的人站在停靠岸边的小船上、小船质量为M，如今：1人以对地的程度速度v跳上岸；2人以对地的速度斜向上跳上岸，v和程度方向成角；3人以对船的速度u斜向上跳上岸，u与程度方向成角；求上述三种情况下，人跳起后，小船后退的速