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高二物理备课组-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1第一章碰撞与动量守恒1.4反冲运动(第1课时)编写:钟生文时间:2014-2-26【学习目标】1、了解什么是反冲运动和反冲运动在生产、生活中的运用2、理解反冲运动遵循的规律3、知道火箭的飞行原理和主要用途,了解我国航天技术的发展【学习重点】熟练掌握应用动量守恒定律分析和解释物理现象的能力【知识要点】一、反冲运动1、定义:一个静止的物体在的作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,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,通常可以用动量守恒定律来处理③、反冲运动中,由于有其他形式的能转化机械能,所以系统的动能增加3、反冲运动的实质是作用力与反作用力的效果。例题1、反冲小车静止放在水平玻璃上,小车总质量(包括橡皮塞)M=3kg,水平喷出质量m=0.1kg的橡皮塞,橡皮塞喷出时速度v=2.9m/s,求小车的反冲速度?解题步骤总结:(1)确定研究对象组成的系统,判断是否满足动量守恒定律的应用条件;(2)规定正方向,找到系统的初、末态的动量;(3)根据动量守恒定律列方程(注意质量的变化,速度的方向)(4)解方程(注意统一单位)变式1、质量为M炮弹车静止在水平地面上,炮筒与水平方向的夹角为,当炮弹车发射发射一枚高二物理备课组-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2质量为m,对地速度为0v的炮弹后,炮弹车的速度为。Mmvcos0思考问题1:列举生活中常见的反冲现象有哪些?二、火箭思考问题2:喷气飞机和火箭的原理是什么?是靠什么作用而获得巨大速度的?利用反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时,使火箭获得巨大的速度。例题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,试求燃料燃尽后火箭的飞行速度v?思考问题3:由题目试着分析影响火箭飞行速度的因素是什么?①、喷气速度②、质量比变式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?解: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3v,以火箭和喷出的三次气体为研究对象,由动量守恒定律,有03)3(3mvvmM代入数据解得:smv/23【达标训练】1.(单选)某人站在完全光滑的水平冰冻河面上欲到岸边,可采取的方法是()A.步行B.滑行C.挥动双手D.将衣物抛向岸的反方向解析:选D.根据反冲运动的原理可知,只有向反方向抛出物体,才能获得靠岸的速度.高二物理备课组-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------32.(单选)一炮艇在湖面上匀速行驶,突然从船头和船尾同时向前和向后发射一颗炮弹,设两炮弹质量相同,相对于地的速率相同,牵引力和阻力均不变,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,速度减小解析:选A.整个过程动量守恒,由于两发炮弹的总动量为零,因而船的动量不变.又因为船发射炮弹后质量变小,因此船的速度增大.3.(双选)下列属于反冲运动的是()A.向后划水,船向前运动B.用枪射击时,子弹向前飞,枪身后退C.用力向后蹬地,人向前运动D.水流过水轮机时,水轮机旋转方向与水流出方向相反解析:选BD.反冲运动是物体在内力作用下分为两部分,其运动方向相反,A选项是桨与外部水的作用,C选项是人脚与外部地面的作用,都不属于反冲;B选项中子弹与枪身是系统中的两部分,D选项中水流过水轮机内部,是系统中的两部分,B、D正确.4.(单选)(2011年高考四川卷)如图1-4-7是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则()A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C.返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态解析:选A.火箭开始喷气瞬间,返回舱受到向上的反作用力,所受合外力向上,故伞绳的拉力变小,所以选项A正确;返回舱与降落伞组成的系统在火箭喷气前受力平衡,喷气后减速的主要原因是受到喷出气体的反作用力,故选项B错误;返回舱在喷气过程中做减速直线运动,故合外力一定做负功,选项C错误;返回舱喷气过程中产生竖直向上的加速度,故应处于超重状态,选项D错误.5.(单选)关于反冲运动的说法中,正确的是()A.抛出物体的质量1m要小剩下物体的质量2m才能获得反冲B.若抛出物体的质量1m大于剩下物体的质量2m,则2m的反冲力大于1m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答案:D6.(单选)总质量为M的火箭以速度0v飞行,质量为m的燃料相对于火箭以速率u向后喷出,则火箭的速度大小为()高二物理备课组-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------4A.uMmv0B.uMmv0C.)(00uvmMmvD.umMmv0【解析】选A.质量为M的火箭喷出质量为m的燃料后,火箭(M-m)和燃料的对地速度大小分别为1v和2v,并且21vvu,由动量守恒列出方程:210)(mvvmMMv,解得uMmv0故选项A正确.人船模型问题(第2课时)同学们参考《全优课堂》P15:知识点2例题1、(全优P15例2)特别提醒:反冲运动的典型实例是人船模型,可以概括为以下几条:1.“人走船走,人停船停”.2.人与船的位移、速度大小均与人船质量成反比.3.人与船的对地位移大小之和等于人、船的相对位移.【变式训练1】、一辆小车静止在光滑的水平面上,一个人从小车的一端走到另一端。对此,以下说法中正确的是()A、人匀速走动时,车一定反向加速运动B、人停止走动时,车也停止运动C、整个过程中,车相对于地面的位移是一定值,与人走动的快慢无关D、以上说法都对【变式训练2】载人气球静止于高h的空中,气球的质量为M,人的质量为m,若人沿绳梯滑至地面,则绳梯至少为多长?高二物理备课组-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5【解析】气球和人原来静止在空中,说明系统所受合外力为零,故系统在人下滑过程中动量守恒,人着地时绳梯至少应接触地面,设绳梯长为L,人沿绳梯滑至地面人的位移为x人,球的位移为x球,它们的位移状态图如图所示,由平均动量守恒有:人球mxMx0,其中Lxx人球,hx人故hMmML【达标训练】1、如图2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的小物块,沿光滑斜面下滑,当小物块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()A.MmmhB.MmMhC.tan)(MmmhD.tan)(MmMh2.一同学在地面上立定跳远的最好成绩是s(m),假设他站在车的A端,如图所示,想要跳上距离为L(m)远的站台上,不计车与地面的摩擦阻力,则()A.只要Ls,他一定能跳上站台B.只要Ls,他有可能跳上站台C.只要L=s,他一定能跳上站台D.只要L=s,他有可能跳上站台答案:B
本文标题:反冲运动学案(教师版)
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