《(新课标)2018-2019学年高中物理 1.4 动量守恒定律的应用(第4课时)课件 教科版选修3-5 》由会员分享,可在线阅读,更多相关《(新课标)2018-2019学年高中物理 1.4 动量守恒定律的应用(第4课时)课件 教科版选修3-5 (26页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、,第一章 碰撞与动量守恒,1.3 动量守恒定律的应用 第四课时 反冲现象与火箭的发射,1.认识反冲运动,能举出几个反冲运动的实例. 2.结合动量守恒定律对反冲现象作出解释;进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力. 3.知道火箭的飞行原理和主要用途,了解我国航空、航天事业的巨大成就,激发学生热爱祖国的情感.,学习目标定位,学习探究区,一、反冲运动的特点及应用,二、火箭的工作原理,一、反冲运动的特点及应用,问题设计,用手拿着球挤压一弹簧,当两手同时松开时,我们会看到球被弹出,同时弹簧也被弹出,试分析弹簧被弹出的原因? 答案 由于力的作用是相互的,球对弹簧有一反作用力,使弹簧做反冲运动.
2、,要点提炼,1.反冲运动:根据动量守恒定律,如果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的方向运动.这个现象叫做反冲. 2.反冲运动的特点及遵循的规律: (1)反冲运动的特点:反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果.,(2)反冲运动过程中一般满足: 系统不受外力或所受外力 ; 系统虽然受到外力作用,但内力 外力; 系统虽然所受外力之和不为零,但系统在某一方向上不受外力或 ;所以反冲运动遵循 定律.,之和为零,远远大于,外力在该方向上的分力之和为零,动量守恒,3.讨论反冲运动应注意两个问题: (1)速度的反向性 对于原来静止的整体,抛
3、出部分具有速度时,剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的,两者运动方向必然 . (2)速度的相对性 反冲运动中存在相互作用的物体间发生相对运动,已知条件中告知的常常是物体的相对速度,在应用动量守恒定律时,应将相对速度转换为 速度.,相反,对地,例1 反冲小车放在水平玻璃上,点燃酒精,水蒸气将橡皮塞水平喷出,小车沿相反方向运动.如果小车的总质量是M3 kg,水平喷出的橡皮塞的质量是m0.1 kg. (1)若橡皮塞喷出时获得水平速度v2.9 m/s,求小车的反冲速度.,解析 小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零,系统总动量为零. 根据动量守恒定律,mv(Mm)v0,v v 2.9 m/s0.1 m
4、/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反,反冲速度大小是0.1 m/s. 答案 0.1 m/s,方向与橡皮塞运动的方向相反,(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变,方向与水平方向成60角,小车的反冲速度又是如何?,解析 小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒. mvcos 60(Mm)v0 v m/s0.05 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反,反冲速度大小是0.05 m/s. 答案 0.05 m/s,方向与橡皮塞运动的方向相反,例2 如图1所示,带有半径为R的1/4光滑圆弧 的小车其质量为M,置于光滑水平面上,一质 量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放,则 小球离开小车时,
5、小球和小车的速度分别为多 少?(重力加速度为g),图1,解析 由题目知:水平面光滑,系统在水平方向不受外力;圆弧轨道光滑,小球滚下时系统的机械能无损失.所以可由水平方向动量守恒结合机械能守恒求解. 小球和小车组成的系统在水平方向动量守恒,且全过程满足机械能守恒.设小球、小车分离时,小球的速度为v1,方向向左,小车的速度为v2,方向向右,则: mv1Mv20 ,mgR mv Mv 由解得v1 ,v2 答案,返回,二、火箭的工作原理,例3 一火箭喷气发动机每次喷出m200 g的气体,喷出的气体相对地面的速度v1 000 m/s.设此火箭初始质量M300 kg,发动机每秒喷气20次,在不考虑地球引力
6、及空气阻力作用的情况下,火箭发动机1 s末的速度是多大?,解析 在不考虑地球引力及空气阻力作用的情况下,火箭和气体组成的系统动量守恒.,以火箭和它在1 s内喷出的气体为研究对象.设火箭1 s末的速度为v,1 s内共喷出质量为20m的气体,以火箭前进的方向为正方向. 由动量守恒定律得 (M20m)v20mv0 解得v m/s13.5 m/s 即火箭发动机1 s末的速度大小是13.5 m/s. 答案 13.5 m/s,要点提炼,1.火箭燃料燃尽时火箭获得的最终速度由 和质量比 (火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比)两个因素决定. 2.火箭喷气属于 类问题,是 的重要应用.在火箭运动的过程中
7、,随着燃料的消耗,火箭本身的质量不断减小,对于这一类的问题,可选取火箭本,喷气速度v,反冲,动量守恒定律,身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象,取相互作用的整个过程为研究过程,运用动量守恒的观点解决问题.,返回,课堂要点小结,返回,动量守恒定律的应用 反冲和火箭,反冲运动,原理:动量守恒定律 反冲运动模型及拓展,火箭的工作原理,自我检测区,1,2,3,4,1,2,3,4,1.运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是( ) A.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭 B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反 作用力推动火箭 C.火箭吸入空气,然后向后排出,空
8、气对火箭的反作用力 推动火箭 D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭,1,2,3,4,解析 火箭的工作原理是利用反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温、高压气体从尾喷管迅速喷出时,使火箭获得反冲速度,故正确答案为B. 答案 B,1,2,3,4,2.假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上,现欲离开冰面,下列方法中可行的是( ) A.向后踢腿 B.手臂向后甩 C.在冰面上滚动 D.脱下外衣水平抛出,解析 向后踢腿和手臂向后甩,都是人体间的内力,不会使人前进.在光滑冰面上由于不存在摩擦力,故无法完成滚动动作.而水平抛出衣服能获得反方向的速度,故可滑离冰面.,D,1,2,3,4,3.设火箭发射前
9、的总质量是M,燃料燃尽后的质量为m,火箭燃气的喷射速度为v,求燃料燃尽后火箭的飞行速度为v.,解析 在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以动量守恒.取火箭的速度方向为正方向,发射前火箭的总动量为0,发射后火箭的总动量为mv(Mm)v,1,2,3,4,则由动量守恒定律得 mv(Mm)v0 所以v v v 答案 ( 1)v,1,2,3,4,4.如图2所示,载人气球原来静止在空中,与地面 距离为h,已知人的质量为m,气球的质量(不含人 的质量)为M.若人要沿轻绳梯返回地面,则轻绳梯 的长度至少为多长?,图2,解析 人与气球组成的系统,动量守恒. 设人到地面时, 气球上升高度为H,如图所示.,1,2,3,4,由动量守恒定律得: MHmh解得:H h. 所以轻绳梯的长度至少为 LHh h. 答案 h,