邢台市第三中学高中物理导学案：第章第节反冲运动火箭

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第十六章动量守恒定律第5节反冲运动火箭【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。理解反冲运动的原理，能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题。3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素。【使用说明与学法指导】1．依据课标要求及学习目标，15分钟认真研读课本并完成预习案，20分钟完成探究案。2．将你预习中的疑问填在“我的疑问”，准备在课堂上组内讨论.【预习案】一、反冲［导学探究]法国幻影2000喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气,利用反冲作用可以得到超过声速的飞行速度.请思考以下问题：（1)反冲运动的受力有什么特点？(2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？［知识梳理]对反冲运动的理解（1）定义：如果一个静止的物体在________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________的方向运动.这个现象叫做反冲.(2)反冲运动的特点：是物体间作用力与反作用力产生的效果。(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。(4）反冲运动遵循的规律：反冲运动遵循____________.［即学即用］(多选)下列属于反冲运动的是()A。喷气式飞机的运动B。直升机的运动C.火箭的运动D.反击式水轮机的运动二、火箭[导学探究](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）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′.（3)分析提高火箭飞行速度的可行办法。[知识梳理］（1）火箭的工作原理: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________的速度。（2）火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由__________和__________（火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素决定。(3）火箭喷气属于________类问题，是________________的重要应用.在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题,可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象,取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题.［即学即用]（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三、“人船模型”探究［导学探究]（1）两位两学在公园里划船，当小船离码头大约1.5m左右时，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2m，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1所示),她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？（不计水的阻力)图1(2)如图2甲所示，人在漂浮在水面上的小船上行走，小船同时向着相反的方向运动,其简化运动如图乙.（不考虑船受到水的阻力)图2①“人船模型”遵循什么规律？人的速度和船的速度有什么关系？②人和船的位移有什么关系?[知识梳理]“人船”模型的特点和遵循规律（1)两物体满足动量守恒定律：m1v1－m2v2＝0，也有m1x1－m2x2＝0(2）运动特点：人动船____,人静船____,人快船______，人慢船______，人左船______;人船位移比等于它们质量的________；人船的速度（平均速度或瞬时速度）比等于它们质量的________,即(3)应用上述关系时要注意一个问题:即公式中v和x一般都是相对________而言的.[即学即用］（多选）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，则下列说法中正确的是(）A。船质量越小，人越难跳上岸B。人跳跃时相对船的速度大于相对地的速度C。船质量越大,人越难跳上岸D。人跳跃相对船的速度等于相对地的速度我的疑问探究案【探究案】探究一、反冲运动的应用例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。如果小车的总质量M＝3kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0。1kg.（1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9m/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)?针对训练一个静止的质量为M的不稳定原子核,当它放射出质量为m、速度为v的粒子后,原子核剩余部分的速度为（）A.－v B。C. D.探究二、火箭问题的分析例2一火箭喷气发动机每次喷出m＝200g的气体，气体离开发动机时速度v＝1000m/s，设火箭质量M＝300kg，发动机每秒喷气20次，求：（1)当第3次气体喷出后，火箭的速度为多大？（2)运动第1s末，火箭的速度为多大？例3如图3所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人站在船头,若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移大小各是多少？图3【训练案】一、选择题（1～9为单选题，10为多选题)1。关于反冲运动的说法中，正确的是（)A。抛出物m1的质量要小于剩下的质量m2才能获得反冲B.若抛出质量m1大于剩下的质量m2，则m2的反冲力大于m1所受的力C.反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用D。对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律2.小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上,如图1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(）图1A。打开阀门S1B.打开阀门S2C。打开阀门S3D.打开阀门S43。如图2所示，船静止在平静的水面上,船前舱有一抽水机把前舱的水均匀的抽往后舱，不计水的阻力，下列说法中正确的是（）图2A。若前后舱是分开的，则前舱将向后加速运动B。若前后舱是分开的，则前舱将向前加速运动C.若前后舱不分开,则船将向后加速运动D。若前后舱不分开,则船将向前加速运动4.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5.如图3所示,一辆小车静置于光滑水平面上,车的左端固定有一个水平弹簧枪，车的右端有一个网兜。若从弹簧枪中发射出一粒弹丸，弹丸恰好能落入网兜中。从弹簧枪发射弹丸以后，下列说法中正确的是（）图3A。小车向左运动一段距离然后停下B。小车先向左运动又向右运动，最后回到原位置停下C。小车一直向左运动下去D.小车先向左运动，后向右运动，最后保持向右匀速运动6。一只约为180kg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,忽略水的阻力，以下是某同学利用有关物理知识分析人与船相互作用过程时所画出的草图(如图所示）,图中虚线部分为人走到船头时的情景，(已知人的质量小于小船的质量）请用有关物理知识判断下列图中所描述物理情景正确的是()7.一个人在地面上立定跳远的最好成绩是x，假设他站在船头要跳上距离在L远处的平台上，水对船的阻力不计,如图4所示.则(）图4A.只要L＜x，他一定能跳上平台B.只要L＜x，他有可能跳上平台C.只要L＝x，他一定能跳上平台D。只要L＝x,他有可能跳上平台8。如图5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（）图5A.eq\f（mh,M＋m) B。eq\f(Mh，M＋m)C。eq\f（mhcotα,M＋m) D.eq\f(Mhcotα，M＋m)9.竖直发射的火箭质量为6×103kg.已知每秒钟喷出气体的质量为200kg。若要使火箭获得20.2m/sA。700m/s B。800m/sC.900m/s D.1000m/s10。某同学想用气垫导轨模拟“人在船上走”模型.该同学到实验室里,将一质量为M的滑块置于长为L的气垫导轨上并接通电源.该同学又找来一个质量为m的蜗牛置于滑块的一端，在食物的诱惑下，蜗牛从该端移动到另一端。下面说法正确的是（)A.只有蜗牛运动，滑块不运动B.滑块运动的距离是eq\f(M，M＋m)LC。蜗牛运动的位移是滑块的eq\f(M,m)倍D。滑块与蜗牛运动的距离之和为L二、非选择题11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＝60kg，船的质量M＝120kg，船长为l＝3