1.6 反冲现象 火箭 导学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

高中物理选择性必修一第一章动量守恒定律6反冲现象火箭1．认识反冲现象，知道火箭的发射利用了反冲现象。2．能够结合动量守恒定律对反冲现象进行解释。3．了解我国的航空、航天事业的巨大成就，增强民族自信心和自豪感。知识点1反冲现象1．定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必然向方向运动的现象。2．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，通常可以用来处理。(3)反冲运动中，由于有的能转变为能，所以系统的总动能。知识点2火箭1．工作原理：利用的原理，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出，使火箭获得巨大速度。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2000～5000m/s。(2)质量比：火箭喷出的物质的质量与火箭本身质量之比。喷气越大，比越大，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。类型一对反冲现象的理解例1：一个连同装备总质量为M＝100kg的宇航员，在距离飞船s＝45m处与飞船处于相对静止状态，他准备对太空中的哈勃望远镜进行维修，宇航员背着装有质量为m0＝0.5kg的氧气贮气筒，筒内有一个可以使氧气以v＝50m/s的速度喷出的喷嘴。宇航员在维修完毕哈勃望远镜后，必须向着返回飞船方向的反方向释放氧气，才能回到飞船，同时又必须保留一部分氧气供途中宇航员呼吸之用，宇航员的耗氧率为Q＝2.5×10－4kg/s，如果不考虑喷出氧气对设备与宇航员总质量的影响，则：(1)喷出多少氧气，宇航员才能安全返回飞船？(2)为了使总耗氧量最低，应该一次喷出多少氧气？返回时间是多少？练1：如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块的运动()A．一定沿v0的方向飞去B．一定沿v0的反方向飞去C．可能做自由落体运动D．以上说法都不对类型二火箭的工作原理例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．30kg·m/sB．5.7×102kg·m/sC．6.0×102kg·m/s D．6.3×102kg·m/s练2：2020年6月23日上午，我国在西昌卫星发射中心成功将北斗三号最后一颗全球组网卫星送入太空。假设火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力与分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为()A．v0－v2B．v0＋v2C．v0－eq\f(m2,m1)v2D．v0＋eq\f(m2,m1)(v0－v2)例3、火箭发射后，在升空过程中向后喷出高速燃气，从而获得较大的前进速度。燃料耗尽时，火箭达到最大速度，对火箭最大速度的制约因素是()A.火箭初始质量和喷出气体速度B.火箭初始质量和喷出气体总质量C.火箭喷出气体总质量和喷气速度D.火箭喷气速度和火箭始末质量比课堂训练1．如图所示，一光滑地面上有一质量为m0的足够长的木板AB，一质量为m的人站在木板的A端，关于人由静止开始运动到木板的B端(M、N表示地面上原A、B对应的点)，下列图示正确的是()2．如图所示，自行火炮(炮管水平)连同炮弹的总质量为M，在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶，发射一枚质量为m的炮弹后，自行火炮的速度变为v2，仍向右行驶。则炮弹相对炮筒的发射速度v0为()A．eq\f(M（v1－v2）＋mv2,m)B．eq\f(M（v1－v2）,m)C．eq\f(M（v1－v2）＋2mv2,m)D．eq\f(M（v1－v2）＋m（v1－v2）,m)3.如图所示，一旧式高射炮的炮筒与水平面的夹角为α＝60°，当它以v0＝100m/s的速度发射出炮弹时，炮车反冲后退，已知炮弹的质量为m＝10kg，炮车的质量M＝200kg，炮车与地面间动摩擦因数μ＝0.2，则炮车后退多远才能停下来？(g取10m/s2)4、人在漂浮在水面上的小船上行