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

反冲现象火箭61.6电影《智取威虎山》片段用学过的知识解释为什么人会向后飞出？一、反冲一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反方向运动。这种现象叫做反冲。规律：若系统所受合外力为零或内力远大于外力，满足系统动量守恒。34

发射炮弹的炮车质量很大，并且有辅助的突起抓地钩型设计和止退犁。其目的在于防止炮车后退，让炮弹按设定的仰角发射，精确打击目标。5演示实验1——反冲小车6演示实验2——反冲水轮机7园林喷灌装置喷口朝向略有偏斜，水从喷口喷出时，喷管因反冲而旋转，自动改变喷水方向.8

章鱼、水母把水吸入体腔，再将水喷出，使身体运动。调整喷水方向，控制身体向任意方向运动.9二、火箭

我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。古代的火箭节日烟花火箭喷气式飞机

它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。长征系列火箭11名称起飞质量/吨火箭长度/m长征一号81.529.46长征二号F48058.4长征三号20444.56长征五号86956.97长征八号35650.3思考与讨论：1.喷气的极短时间内，重力和阻力的作用能否忽略？为什么？火箭和气体系统动量守恒吗？2.发射火箭时气体是连续喷出的，如何将气体转化为质点类型问题？12构建物理模型：

火箭(不包括气体)质量为m，以速度v0匀速运动；

极短时间∆t内将质量为∆m气体喷出，∆m气体视作质点；

忽略重力和空气阻力，喷气过程火箭和气体系统动量守恒13气体∆m1.模型中各部分的速度以什么为参考系最为方便？喷气前系统的总动量是多少?2.设喷出燃气相对（喷气前火箭的）速度为u。3.喷气后火箭相对（喷气前火箭的）速度为∆v。气体∆mv0∆m

mu∆v思考：∆v就是一次喷气后火箭相对原来增加的速度。火箭喷射气体过程系统动量守恒0

=mΔv+Δmu气体∆mv0∆m

muΔv即∆v=-Δmmu负号表示火箭增加速度∆v的方向与喷出气体速度u的方向相反。怎样增大火箭一次喷气后获得的速度∆v？火箭喷射气体过程系统动量守恒

（m+Δm）v0=m(v0+Δv)+Δm(v0+u)气体∆mv0∆m

muΔv即∆v=-Δmmu相对速速的转换：vac=vab+vbc如果以地面为参考系呢？0

=mΔv+Δmu三级火箭发射解说18

两位同学在公园里划船,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过2m,跳到岸上绝对没有问题,于是她纵身一跃,结果却掉在水里,她为什么不能如她想的那样跳上岸呢?(不计水的阻力)这位同学与船组成的系统在不考虑水阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳出前后遵循动量守恒定律．她在跳出瞬间，船要向后运动，使该同学对地速度减小，跳出的距离变小．19例：如图所示，长为L、质量为m船的小船停在静水中，质量为m人的人由静止开始从船的一端走到船的另一端，不计水的阻力．求人向前走的位移和船后退的位移大小。20解析：以人和船组成的系统为研究对象，在人由船的一端走到船的另一端的过程中，系统水平方向不受外力作用，所以整个系统水平方向动量守恒，以人的运动方向为正方向：可得：0=m人v人+m船（-v船）

可得：m船x船＝m人x人，由图可看出：x船＋x人＝L，

21(1)两物体满足动量守恒定律：(2)运动特点：人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即

(3)应用此关系时要注意一个问题：即公式中

和x1、x2一般都是相对地面而言的．三、人船模型22巩固练习1．一架喷气式飞机飞行的速度是800m/s，如果它喷出的气体相对飞机的速度是700m/s，那么以地面为参考系，气体的速度方向实际上是与飞机飞行的方向相同的。如果这种情况下继续喷出气体，飞机的速度还会增加吗？为什么？23巩固练习2．一个连同装备共有100kg的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止的状态，如图所示。装备中有一个高压气源，能以相对飞船50m/s的速度喷出气体。航天员为了能在10min内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体？24

取喷气后航天员的运动方向为正方向

25巩固练习3：用火箭发射人造地球卫星，假设火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以v=

7.0×103m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量M=

500kg

，最后一节火箭壳体的质量m=

100kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星相对火箭壳体沿轨道切线方向的速度为v′=

1.8×103m/s。试分析计算①分离后卫星的速度增加到多大？②火箭壳体的速度多大？③分离后它们将如何运动？26解：以地面为参考系，设分离后火箭壳体的速度为v1

，

分离后卫星的速度v2,根据动量守恒定律

(M＋m)v＝Mv2＋mv1

v2＝v′＋v1

代入数据

v1＝5.5×103m/s，

v2＝7.3×103m/s

卫星分离后的速度v2>v

，因此卫星将做离心运动，卫星对地面的高度不断升高，最终在某一高度稳定下来。

火箭壳体的速度v1

<v，它的轨道高度会不断降低，受万有引力的影响进入大气层，最终在大气层中烧毁。27巩固练习4、质量为M的热气球吊筐中有一质量为m的人，共同静止在距地面为h的高空中．现从气球上放下一根质量不计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地面，则软绳至少有多长？2829巩固练习5、如图所示，物体A和B质量分别为