反冲运动--公开课

第四节反冲运动温故知新1.动量守恒定律内容2.公式：3.动量守恒定律的“五性”①条件性②矢量性③相对性④同时性⑤普适性4.运用动量守恒定律的解题步骤'','22112211vmvmvmvmpp新课引入将一个气球吹大，然后松手，会出现什么现象？如何解释这种现象呢？请思考!一、反冲运动1.定义：当一个物体向某一方向射出(或抛出)它的一部分时，这个物体的剩余部分向相反方向运动的现象．2.特点：①物体间相互作用突然发生，时间短，作用强。②系统所受外力一般不为零，但远远小于内力。3.原理：遵循动量守恒定律2.要点：b.一个物体分为两个部分3.物理原理：作用前：P=0作用后:P'=mv+MV则根据动量守恒定律有：P'=P即mv+MV=0故有：V=−(m/M)v负号就表示作用后的两部分运动方向相反a.内力作用下遵循动量守恒定律c.两部分运动方向相反例题1(课本第14页)反冲小车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞冲出，小车沿相反方向运动。如果小车的总质量是M=3kg，水喷出的橡皮塞的质量是m=0.1kg，橡皮塞喷出时速度v=2.9m/s，求小车的反冲速度。解：小车与橡皮塞为系统，所受合外力为零，系统总动量为零。以橡皮塞的运动方向为正方向。由动量守恒定律有：0')(vmMmvsmsmvmMmv/1.0/9.21.031.0'负号表示小车运动方向与橡皮塞的运动方向相反，反冲速度大小是0.1m/s．课本14页讨论与交流•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多少？分析：小车与橡皮塞组成的系统在水平方向动量守恒：二、反冲运动的利用-1喷气式飞机J20二、反冲运动的利用3-火箭我国早在宋代就发明了火箭，在箭支上扎个火药筒，火药筒的前端是封闭的，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。古代火箭现代火箭结构火箭工作原理例题2.（课本第15页）火箭飞行最大速度由什么因素决定？设火箭发射前的总质量是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′．vmMmv)('解：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，发后的总动量为由动量守恒定律得0)('vmMmv得vmMvmmMv)1('1.喷气速度2.质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）决定火箭最终速度因素三、“人船模型”问题如图所示，质量为M的小船长L，静止于水面，质量为m的人从船右端走到船左端，不计水对船的运动阻力，则:该过程中船将移动多远？v1v2(1)人匀速行走0Mvmv2112vMmv结论：船匀速后退人走到船尾时，有：0tMvtmv21Lss2121MsmsS船S人Lv1v2结论：船变速后退LS2S1人相对船运动中一直有：0Mvmv2112vMmv0Msms21Lss21故有：21Msms(2)假如人变速走到船头，船后退的距离多少？0tvMtvm210vMvm211、“人船模型”的力学特征•人和船构成一个相互作用的系统；•人和船在相互作用下各自运动；•系统所受的合外力为零，从而系统在运动过程中总动量守恒。v1v2LS2S1①系统总动量为0②系统任一时刻，均有：所以即使人做变速运动，也有：2、“人船模型”的分析思路0Mvmv21③上式两端同乘以时间t：mS1=MS2④由于人相对船相对的距离为L:S1+S2=L⑤人、船相对于地面移动的距离分别为:L1MmMsL2Mmms21Mvmv21vvMm人船模型例3：在静水上浮着一只长为L=3m、质量为M=300kg的小船，船尾站着一质量m=60kg的人，开始时人和船都静止。若人匀速从船尾走到船头，不计水的阻力。则船将（）（A）后退0.5m（B）后退0.6m（C）后退0.75m（D）后退0.8m解析：取人和小船为对象，它们所受合外力为零，初动量为0（均静止）取人的走向为正方向，根据动量守恒定律0=mv/人-Mv/船设走完时间为t则0=mv/人t-Mv/船tmS人=MS船60×（3-S船）=300×S船S船=0.5m答案：A反冲运动火箭反冲运动1．定义：静止或运动的物体分离出一部分物体，使另一部分向相反方向运动的现象叫反冲运动。2．反冲运动中一般遵循动量守恒定律3．应用：反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等防止：射击时，用肩顶住枪身火箭1．飞行的原理---利用反冲运动2．决定火箭最终飞行速度的因素喷气速度质量比【1】采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度（）A.使喷出的气体速度更大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AC课堂练习【2】一静止的、不稳定的原子核的质量为m‘，放射出一质量为m，速度v的粒子后，剩余部分获得的反冲速度大小为（）CABDCvmmm''mmvmmvm''mmmv'3.一支步枪的质量为3.95kg，弹头的质量为8.6g（火药的质量不计），击发后，弹头射出枪口时的速度为735m/s，试计算射击时枪身后退的速度？210mvMvsmsmMmvv/6.1/95.37350086.021解：设枪身后退速度方向为正，则子弹运动方向为负。根据动量守恒定律有：即：解：取人和气球为对象，系统开始静止且同时开始运动，可知系统所受外力之和为零。人到地面时，人对地的位移为Ｈ，设气球对地位移h（如图所示），则根据动量守恒定律因此绳的长度至少为L=H+h=(M+m)HM4.载人气球原来静止在空中（如图所示），质量为M，下面拖一条质量不计的软梯，质量为m的人（可视为质点）站在软梯上端距地面高度为Ｈ，若人要沿轻绳梯返回地面，则绳梯的长度L至少为多长？hＨ地面MhmH