第04节反冲运动

1、第四节 反冲运动,物理粤版教材选修3-5第一章,刘洪建,确定对象（系统）,判断守恒条件,规定正方向,列表找P、P,列方程求解,知识回顾：,1.动量守恒定律-守恒条件 2.一维表达式m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 3. 特点：矢量性、瞬时性，相对性， 动量守恒，动能不增 3.动量守恒定律解题步骤 4、相对速度：V12=V1-V2,问题1：气球为何运动？施力物？作用点在哪？朝哪方向运动？,问题2：怎样能让车连续运动下去？你能否设计一辆这样的运载工具？现实中实现了没有？,问题2：两位同学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m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2 m，跳

2、到岸上绝对没有问题于是她纵身一跳，结果却掉到了水里，她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？,【提示】这位同学与船组成的系统在不考虑水的阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳起前后遵循动量守恒定律在她向前跳起瞬间，船要向后运动,反冲运动,生活中的反冲运动,一、反冲运动,一个静止物体在内力的作用下分离成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动，这种运动叫做反冲运动。,1、概念：,2、实质：,特殊的碰撞,3特点：,(3)反冲运动中，内力做功的代数和是否为零？做正功还是负功？系统机械能是否守恒？是增加还是减少？,思考：,(2)反冲运动中，内力冲量的代数和是否为零？系统动量是否守恒？守

3、恒条件？,4反冲运动的特点：,(1)反冲运动的两个物体，一定做反向运动吗？条件？,只有内力,(1)反向性、相对性、瞬时性,(2)动量守恒,(3)动能增加,（a）合外力为零；（b）内力远远大于外力,一、反冲运动,一个静止物体在内力的作用下分离成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动，这种运动叫做反冲运动。,1、概念：,2、实质：,物体间作用力与反作用力产生的效果,3特点：,(1)反向性、相对性、瞬时性,(2)动量守恒、,(3)动能增加,例1 一门旧式大炮，炮身的质量M1 000 kg，水平发射一枚质量是m=2.5 kg的炮弹，如果炮弹从炮口飞出时的速度是600 m/s，求炮

4、身后退的速度大小,解析： 发射炮弹过程中，炮身和炮弹组成的系统动量守恒，设炮弹飞出的方向为正方向，则得： Mv1mv20 故v1 1.5 m/s 负号表示炮后退的方向为炮弹飞出的反方向,炮身M 炮弹m 发射前 V1= V2= 发射后 V1= V2=,0,0,？,600m/s,炮身M 炮弹m 发射前 V1= V2= 发射后 V1= V2=,例1 一门旧式大炮，炮身的质量M1 000 kg，水平发射一枚质量是m=2.5 kg的炮弹，如果炮弹从炮口飞出时的速度是600 m/s，求炮身后退的速度大小,变式：如果炮弹从炮口飞出时相对炮口的速度是u=600 m/s,求炮身后退速度？,速度的相对性 反冲的瞬

5、时性,解析： 发射炮弹过程中，炮身和炮弹组成的系统动量守恒，设炮弹飞出的方向为正方向，则得： Mv1mv20 故v1 1.5 m/s 负号表示炮后退的方向为炮弹飞出的反方向,0,0,600m/s,？,二、应用火箭,古代火箭,现代火箭,中国航天技术的发展历程,万户 明初（14世纪）：是世界上第一个利用火箭向太空搏击的英雄，是人类第一个“飞天”人 。,万户飞天：官职为万户，名为陶成道的中国明朝的一个官员，他为了实现自己的梦想，坐在绑了47支火箭的椅子上，手里拿着风筝，想飞向天去。围观的人们纷纷表示这简直是太疯狂！果然，万户刚滑出去没多远，火箭爆炸了。万户也为此献出了生命,中国航天技术的发展历程,中

6、国航天技术的发展历程,万户飞天：官职为万户，名为陶成道的中国明朝的一个官员，他为了实现自己的梦想，坐在绑了47支火箭的椅子上，手里拿着风筝，想飞向天去。围观的人们纷纷表示这简直是太疯狂！果然，万户刚滑出去没多远，火箭爆炸了。万户也为此献出了生命,为纪念万户，国际天文学联合会将月球上的一座环形山以这位古代的中国人命名,中国航天技术的发展历程,中国航天技术的发展历程,中国航天技术的发展历程,例2、设火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v，燃料燃尽后火箭的飞行速度为V. 试求火箭飞行的速度V？思考火箭飞行的最大速度是由什么因素决定的？,解：火箭与燃料系统动量守恒， 选取

7、燃料的运动方向为正方向.,运动方向与燃料运动方向相反,箭壳m 燃料(M-m） 喷前 V1=0 V2= 0 喷后 V1=V V2=V,变质量问题：必须取火箭本身和作用时间内喷出的所有气体为研究对象,二、应用火箭,通过式子： 可以看出，火箭所获得的速度与哪些因素有关呢？,（1）喷气速度v：v越大，火箭获得的速度越大。现代火箭的喷气速度在20004000m/s之间.,（2） M/m：比值越大，火箭获得的速度越大。M/m指的是火箭起飞时的质量与火箭除去燃料外的壳体质量之比，叫做火箭的质量比，这个参数一般在610.,二、应用火箭,采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度( ),AC,A. 使喷出的

8、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,知识巩固,三、拓展人船模型,1、原理：两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒 m1v1=m2v2,（1） “人”进“船”退 （2）“人”走“船”行、 （3）“人”停“船”停、 （4） “人”快“船”快、 （5） “人”慢“船”慢,3、特点:,2、实质:,温和的反冲,例3 如图所示，平静的湖面上浮着一只L6 m、质量为M=550 kg的船，船头上站着一质量为m50 kg的人，开始时人和船均处于静止若船行进时阻力很小，问当人从船头走到船尾时，船将行进多远？,分析：L=s人

9、+s船 MV船=mV人,二、拓展人船模型,1总质量为M的火箭以速度v0飞行，质量为m的燃料相对于火箭以速度u向后喷出，则火箭的速度大小为() Av0mu/M Bv0mu/M Cv0(v0u) m/(M-m) Dv0mu/(M-m),分析： 找对象及对应物理量 箭壳(M-m) 燃料m 喷前 V1=V0 V2= V0 喷后 V1=? V2=? 2.设向前为正方向。 3.相对速度：V燃料对火箭=V燃料-V火箭，即 -u= V2-V1 4.喷射前后火箭、燃料系统动量守恒MV0=(M-m)V1+m(V1-u),A,巩固练习：,变式：燃料相对于火箭以速度u向前喷出，则火箭速度？,2如图所示，装甲车和其中炮弹的总质量为M，正沿轨道向右匀速行驶，其速度为v0，发射一枚质量为m的炮弹后，装甲车的速度变为v，仍向右行驶若不计轨道的摩擦，求炮弹射出炮口时相对于炮口的速度是多少？(炮管是水平的),分析： 找对象及对应物理量 装甲车身(M-m) 炮弹m 发射前 V1=V0 V2= V0 发射后 V1=V V2=? 2.设向前为正方向。 3.相对速度：V弹对车=V弹-V车，即 u= V2-V1 4. 系统动量守恒MV0=(M-m)V1+mV2,一、反冲运动,一个静止物体在内力的作用下