物理粤教版学案第章第四节反冲运动

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，业必贵于专精第四节反冲运动学习目标重点难点1．理解反冲运动的概念；了解反冲运动的典型事例．2．理解反冲运动的原理是动量守恒定律．3．了解火箭的工作原理．了解决定火箭能力大小的因素．4．会用动量守恒定律分析解答反冲运动问题．重点：1．理解反冲运动问题的实质．2．“人船模型"．难点：火箭获得速度的求解．1．定义当一个物体向某一方向射出（或抛出）它的一部分时，这个物体的剩余部分将向____方向运动．2．遵从的规律在抛射的短暂时间内，物体系统________作用或________________时，反冲运动中系统____是守恒的．预习交流1农田、园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转，其原理是什么呢？3．反冲运动现象的防止及应用（1)防止：射击时枪身的后退,影响射击的______．（2）应用eq\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(a。蝴蝶飞行时翅膀的扇动。，b。乌贼和大多数头足类软体动物在水里的活动。，c。火箭的发射。））预习交流2在步枪射击中，有一个很重要的动作要领是：射击者将枪托与肩部紧靠在一起,试思考其中的物理原理．在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点答案：1．相反2．不受外力所受外力作用远小于内力动量预习交流1：答案:这是因为喷口的朝向略有偏斜，水从喷口喷出时，喷管因反冲而旋转,这样可以自动改变喷水的方向．3．（1)准确性预习交流2:答案：步枪射击是典型的反冲现象,根据动量守恒，则有m1v1－m2v2＝0．在子弹的质量和子弹的速度不变的情况下，肩与枪托紧密接触时，相当于增加了枪的质量，从而减小反冲速度，增加了射击的准确性．一、对反冲运动的进一步理解1．反冲运动的特点是什么？2．反冲运动的原理是什么？解有关反冲运动的题目时，如何选用公式？一火箭喷气发动机每次喷出m＝200g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1000m/s（相对地面）,设火箭质量M＝300kg,发动机每秒喷气20次．求当第三次气体喷出后,火箭的速度为多大?分析火箭类问题应注意的问题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是同一参考系,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球的速度．3．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．二、“人船模型”的处理方法1．设系统总动量为零，如果系统内质量为M和m的两物体在相互作用过程中任一时刻总动量都守恒，设质量为M和m的两物体的位移分别为X和x，试证明MX＝mx．2．处理“人船模型”问题的方法是什么？如图所示，AB为一光滑水平横杆，杆上套一质量为M的小圆环，环上系一长为L、质量不计的细绳，绳的另一端拴一质量为m的小球,现将绳拉直，且与AB平行，由静止释放小球，则当细绳与AB成θ角时，圆环移动的距离是多少？（1）“人船模型”问题中，两物体的运动特点是：“人”走“船”行，“人"停“船"停．(2)问题中的“船长”通常理解为“人"相对“船”的位移．而在求解过程中应讨论的是“人”及“船”相对地的位移，即相对于同一参考系的位移．1．2010年8月，中国海军在黄海演习，一炮艇在海面上匀速行驶,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，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是（）．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2．如图所示，质量为M的汽缸置于光滑的水平面上,缸内有一隔板P,隔板右侧是真空，左侧是质量为m的高压气体,若将隔板突然抽去，则汽缸的运动情况是（)．A．保持静止不动B．向左移动一段距离后静止C．向左移动一段距离后，继续向左匀速运动D．先向左移动，后向右移动并回到原来位置3．一人从静止的小船船头跳上岸，不计水的阻力，下列说法中正确的是（）．A．人跳出的速度一定大于船后退的速度B．人跳出的动量一定小于船后退的动量C．人跳出的动量一定大于系统原有的总动量D．人跳出的动量一定小于系统原有的总动量4．质量为M的原子核，原来处于静止状态,当它以速度v放出质量为m的粒子时(设v方向为正）,剩余部分的速度为()．A．eq\f(mv，M－m）B．－eq\f（mv，M－m)C．－eq\f（mv,m－M）D．－eq\f(mv,M)5．如图所示，平静水面上停有一小船，船长为L＝3m，质量为M＝120kg，一人从船头走到船尾,人的质量m＝60kg．那么，在人从船头走到船尾的过程中船移动的距离为多少？（水的阻力可以忽略不计）提示:用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记．知识精华技能要领答案：活动与探究1：1．答案：(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，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．2．答案:反冲运动和碰撞、爆炸有类似之处,相互作用力常为变力且作用力很大,可以认为内力远大于外力，系统动量守恒或某个方向上动量守恒，因此可以用动量守恒定律处理反冲运动的问题．若系统初始动量为零，动量守恒定律为:m1v1′＋m2v2′＝0;若系统初始动量不为零,设分离前系统总质量为M，分离质量为m,分离前系统速度为v1,m分离速度为v2′，剩余部分速度为v1′，根据动量守恒定律得：（M－m）v1′＋mv2′＝Mv1．迁移与应用1:答案：2m/s解析：解法一：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v1,有（M－m)v1－mv＝0，所以v1＝eq\f(mv，M－m);第二次气体喷出后,火箭速度为v2，有(M－2m）v2－mv＝(M－m）v1，所以v2＝eq\f（2mv,M－2m）;第三次气体喷出后，火箭速度为v3,有（M－3m）v3－mv＝（M－2m)v2,所以v3＝eq\f(3mv,M－3m）＝eq\f(3×0.2×1000,300－3×0。2)m/s＝2m/s．解法二: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）v3－3mv＝0，所以v3＝eq\f(3mv，M－3m）＝2m/s．活动与探究2：1．答案：设M和m的速度分别为v1和v2，因为在任意时刻总动量守恒,由动量守恒定律得Mv1＝mv2．又因为它们相互作用时间相等，由v1＝eq\f(X,t)，v2＝eq\f（x,t）知Meq\f(X,t)＝meq\f（x,t)所以MX＝mx．2．答案：（1）利用动量守恒，确定两物体速度关系，再确定两物体通过的位移的关系．由于动量守恒,所以任一时刻系统的总动量为零，动量守恒式可写成m1v1＝m2v2的形式（v1、v2为两物体的瞬时速率），表明任意时刻的瞬时速率都与各物体的质量成反比．所以全过程的平均速度也与质量成反比．进而可得两物体的位移大小与各物体的质量成反比．即eq\f(x1,x2)＝eq\f（m2,m1）．（2）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．迁移与应用2:答案:mL（1－cosθ）/(M＋m）解析：设细绳与AB成θ角时小球速度的水平分量大小为v,圆环的速度大小为V,方向水平，则由水平方向动量守恒有MV＝mv且在任意时刻或位置，V与v均满足这一关系，加之时间相同，公式中的V和v可分别用其水平位移替代，设圆环移动的距离是d，小球移动的水平距离是x，则上式可写为Md＝mx又L－Lcosθ＝d＋x解得圆环移动的距离：d＝mL（1－cosθ)/（M＋m）．当堂检测1．A解析：炮艇匀速运动，受到的合力为零，发射炮弹时，牵引力、阻力均不变，合力始终为零,故动量守恒，有Mv0＝mv1－mv1＋（M－2m）v2，v2＝eq\f（M,M－2m）v0，故v2＞v0，A正确．2．B解析：因水平面光滑，汽缸与气体组成的系统动量守恒，抽去隔板，气体向右运动，汽缸向左运动，气体停止运动时，汽缸也停止运动，B正确．3．C解析:因不计水的阻力，人与船组成的系统动量守恒，初动量为零，有0＝m人v人－m船v船，即m人v人＝m船v船，B错误；因人、船质量关系未知，故A错误;人跳出后的动量大于零，C正确，D错误．4．B解