《高考物理课件：第10章第一节《波的形成和传播》（人教版选修3-4）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理课件：第10章第一节《波的形成和传播》（人教版选修3-4）（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五节反冲运动火箭第五节反冲运动火箭目标概览目标概览学习目标：学习目标：1.知道什么是反冲运动，了解反冲运知道什么是反冲运动，了解反冲运动的应用和防止动的应用和防止2知道火箭的飞行原理知道火箭的飞行原理3了解我国航天技术的发展情况了解我国航天技术的发展情况重点难点：重点难点：1.重点：反冲运动的特点重点：反冲运动的特点2难点：反冲运动的应用难点：反冲运动的应用学法指导：通过作用力和反作用力做功情况，体学法指导：通过作用力和反作用力做功情况，体验反冲运动中的能量转化，感悟选择研究对象的验反冲运动中的能量转化，感悟选择研究对象的技巧技巧 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测
2、随堂达标自测基础知识梳理基础知识梳理课时活页训练课时活页训练第第五五节节反反冲冲运运动动火火箭箭一、反冲一、反冲1反反冲冲运运动动：物物体体中中的的一一部部分分通通过过内内力力作作用用向向某某一一方方向向运运动动，使使另另一一部部分分_的的现现象，叫做反冲运象，叫做反冲运动动2反反冲冲运运动动的的特特点点：反反冲冲运运动动和和碰碰撞撞、爆爆炸炸相相似似，相相互互作作用用力力_，一一般般都都满满足足动动量量守守恒恒，所所以以反冲运反冲运动动可用可用动动量守恒定律来量守恒定律来处处理理3反反冲冲运运动动的的应应用用：火火箭箭、喷喷气气式式飞飞机机、水水轮轮机机、灌灌溉喷溉喷水器等水器等基础知识梳理
3、基础知识梳理向相反方向运向相反方向运动动很大很大二、火箭二、火箭1火火箭箭的的工工作作原原理理：火火箭箭的的燃燃料料点点燃燃后后燃燃烧烧生生成成的的_燃燃气气以以很很大大的的速速度度_喷喷出出，火箭由于火箭由于_而向前运而向前运动动2.现现代代火火箭箭的的主主要要构构造造：火火箭箭主主要要由由_和和_两大部分两大部分组组成成3现现代代火火箭箭的的主主要要用用途途：现现代代火火箭箭主主要要用用来来发发射射探探测测仪仪器器、常常规规弹弹头头或或核核弹弹头头、人人造造卫卫星星和和宇宇宙宙飞飞船，即利用火箭作运船，即利用火箭作运载载工具工具高温高高温高压压向后向后反冲反冲壳体壳体燃料燃料4火火箭箭飞飞
4、行行所所能能达达到到的的最最大大速速度度主主要要取取决决于于两两 个个 条条 件件 ： 一一 是是 _， 二二 是是_._越越大大，_越越大大，最最终终速度就越大速度就越大喷喷气速度气速度质质量比量比质质量比量比喷喷气速度气速度思考思考“神舟七号神舟七号”飞船从发射轨道进入转移轨道时，飞船从发射轨道进入转移轨道时，需要增大速率，火箭发动机应向哪个方向喷射燃需要增大速率，火箭发动机应向哪个方向喷射燃气？从转移轨道进入绕月轨道需要降低速率，此气？从转移轨道进入绕月轨道需要降低速率，此时火箭发动机又应向哪个方向喷射气体？时火箭发动机又应向哪个方向喷射气体？【思考思考提示提示】增大速率向运动的反方向喷
5、气，降增大速率向运动的反方向喷气，降低速率向运动方向喷气低速率向运动方向喷气核心要点突破核心要点突破一、反冲现象的应用及防止一、反冲现象的应用及防止1反冲是生活和生产实践中常见的一种现象，反冲是生活和生产实践中常见的一种现象，在许多场合，反冲是不利的，如大炮射击时，在许多场合，反冲是不利的，如大炮射击时，由于炮身的反冲，会影响炮弹的出口速度和准由于炮身的反冲，会影响炮弹的出口速度和准确性为了减小反冲的影响，可增大炮身的阻确性为了减小反冲的影响，可增大炮身的阻力但还有许多场合，恰好是利用了反冲，如力但还有许多场合，恰好是利用了反冲，如反击式水轮机是应用反冲而工作的，喷气式飞反击式水轮机是应用反冲
6、而工作的，喷气式飞机和火箭是反冲的重要应用，它们都是靠喷出机和火箭是反冲的重要应用，它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的气流的反冲作用而获得巨大速度的2反冲运动的产生，是系统内力作用的结果，反冲运动的产生，是系统内力作用的结果，两个相互作用的物体两个相互作用的物体A、B组成的系统，组成的系统，A对对B的的作用力使作用力使B获得某一方向的动量，获得某一方向的动量，B对对A的作用的作用力使力使A获得相反方向的动量，从而使获得相反方向的动量，从而使A沿着与沿着与B的运动方向相反的方向做反冲运动的运动方向相反的方向做反冲运动特特别别提醒提醒反反冲冲运运动动的的典典型型实实例例是是人人船船模模型
7、型，可可以以概概括括为为以下几条：以下几条：1“人走船走，人停船停人走船走，人停船停”2人人与与船船的的位位移移、速速度度大大小小均均与与人人船船质质量量成成反反比比3人人与与船船的的对对地地位位移移大大小小之之和和等等于于人人、船船的的相相对对位移位移二、在讨论反冲运动问题时，应注意什么？二、在讨论反冲运动问题时，应注意什么？1速度的反向性对于原来静止的整体，抛出速度的反向性对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然相反在列动量部分来说的，两者运动方向必然相反在列动量守恒方程时，可任意规定某一部分的
8、运动方向为守恒方程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的另一部分的速度应取负值正方向，则反方向的另一部分的速度应取负值2速度的相对性反冲运动中，存在相互作用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绝对速度将相对速度转换为绝对速度(一般为对地速度一般为对地速度)3总质量为总质量为M的物体，抛出质量为的物体，抛出质量为m的部分后，的部分后，剩余部分的质量为剩余部分的质量为(Mm)，当，当Mm时，剩余部时，剩
9、余部分质量可认为仍为分质量可认为仍为M.4火箭是反冲运动的典型应用之一，它靠喷出气火箭是反冲运动的典型应用之一，它靠喷出气体的反冲作用而获得很高的速度火箭的工作原体的反冲作用而获得很高的速度火箭的工作原理是动量守恒定律，火箭飞行所能达到的最大速理是动量守恒定律，火箭飞行所能达到的最大速度，也就是燃料燃尽时火箭获得的速度，其大小度，也就是燃料燃尽时火箭获得的速度，其大小主要取决于两个条件：一是喷气速度；二是质量主要取决于两个条件：一是喷气速度；二是质量比比(火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量比火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量比)喷气速度越大，质量比越大，火箭的最终速度喷气速度越大，质量
10、比越大，火箭的最终速度也越大为了提高喷气速度，需要使用密度小、也越大为了提高喷气速度，需要使用密度小、燃烧值大的燃料燃烧值大的燃料即即时应时应用用一个静止的质量为一个静止的质量为M的不稳定原子核，放射出的不稳定原子核，放射出一个质量为一个质量为m的粒子，粒子离开原子核时相对的粒子，粒子离开原子核时相对于核的速度为于核的速度为v0，则原子核剩余部分的速率为，则原子核剩余部分的速率为_三、反冲运动和靠外界反作用力运动有什么区三、反冲运动和靠外界反作用力运动有什么区别？别？反冲运动是靠系统内力使相互作用的两部分向反冲运动是靠系统内力使相互作用的两部分向相反方向运动如火箭是靠自身喷出气体获得相反方向运
11、动如火箭是靠自身喷出气体获得动力特点是一般可用动量守恒进行处理动力特点是一般可用动量守恒进行处理而靠外界反作用力而靠外界反作用力获获得得动动力，力，动动量不守恒，如量不守恒，如划船划船时时，船是靠外界水的作用力作，船是靠外界水的作用力作动动力力特特别别提醒提醒火火箭箭携携带带燃燃料料和和氧氧化化剂剂可可以以在在大大气气层层以以外外飞飞行行，而而喷喷气气式式飞飞机机没没有有氧氧化化剂剂，不不能能飞飞到到大大气气层层以外以外课堂互动讲练课堂互动讲练反冲运动与反冲运动与“人船模型人船模型”如图如图851所示，质量为所示，质量为M300kg的的小船，长为小船，长为L3m，浮在静水中，开始时质量为，浮在
12、静水中，开始时质量为m60kg的人站在船头，人和船均处于静止状态的人站在船头，人和船均处于静止状态若此人从船头走到船尾，不计水的阻力，则船若此人从船头走到船尾，不计水的阻力，则船将前进多远？将前进多远？例例例例1 1图图851【答案答案】0.5m例例例例2 2利用动量守恒、机械能守恒解决反冲利用动量守恒、机械能守恒解决反冲运动问题运动问题如图如图852所示，带有光滑的半径为所示，带有光滑的半径为R的的1/4圆弧轨道的滑块静止在光滑水平面上，滑块的圆弧轨道的滑块静止在光滑水平面上，滑块的质量为质量为M.使一只质量为使一只质量为m的小球由静止从的小球由静止从A点释点释放，当小球从放，当小球从B点水
13、平飞出时，滑块的速度为多点水平飞出时，滑块的速度为多大？大？图图852【思思维维升升华华】小小球球下下滑滑的的过过程程中中，由由于于滑滑块块后后退退，滑滑块块对对小小球球的的支支持持力力和和小小球球的的运运动动方方向向并并不不垂垂直直，除除重重力力对对小小球球做做功功外外，支支持持力力也也对对小小球球做做功功，因因此此小小球球的的机机械械能能不不守守恒恒但但对对小小球球和和滑滑块块这这一一系系统统，由由于于此此过过程程中中没没有有机机械械能能与与其其他他形形式式的能的的能的转换转换，所以系，所以系统统的机械能守恒的机械能守恒例例例例3 3一火箭喷气发动机每次喷出一火箭喷气发动机每次喷出m200
14、g的气的气体，气体离开发动机时喷出的速度体，气体离开发动机时喷出的速度v1000m/s，设火箭质量设火箭质量M300kg，发动机每秒喷气，发动机每秒喷气20次，次，求：求：(1)当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？(2)运动第运动第1s末，火箭的速度多大？末，火箭的速度多大？反冲运动中的变质量问题反冲运动中的变质量问题【答案】【答案】(1)2m/s(2)13.5m/s【思思维维升升华华】(1)有有关关反反冲冲运运动动的的问问题题主主要要有有两两大大类类求求作作用用力力，此此时时应应正正确确选选取取研研究究对对象象，应应用用动动量量定理求解定理求解求求反反冲冲速速度度，此此时时应应选选取取相相互互作作用用的的系系统统，应应用用动动量守恒定律求解量守恒定律求解(2)解解决决反反冲冲问问题题的的关关键键：要要清清楚楚物物体体的的运运动动过过程程，确定哪个确定哪个过过程中程中动动量守恒量守恒同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
