2015-2016学年人教版选修3-5反冲运动 火箭 学案

学案7 反冲运动 火箭

[学习目标]

1.了解反冲运动的概念及反冲运动的一些应用.

2.理解反冲运动的原理，能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题. 3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素． [学习重点难点]

重点：理解反冲运动的原理

难点：能够应用动量守恒定律分析反冲现象 [自主学习探究] 一、反冲

1．定义：如果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______的方向运动．这个现象叫做反冲． 2．反冲现象的应用及防止：

(1)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边_______ (2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少_______的影响． 二、火箭

1．工作原理：利用______运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从______喷管迅速喷出，使火箭获得_______的速度．

2．影响火箭获得速度大小的两个因素：

(1)喷气速度：现代火箭的喷气速度为2_000～4_000 m/s. (2)质量比：火箭起飞时的质量与___________之比．喷气_____越大，______越大，火箭获得的速度越大.

三、“人船模型”探究 [问题设计]

如图2所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各为多少？

图2

[典型例题分析]

例1 反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，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M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg. (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度．

(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?

例2一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机时速度v＝1 000 m/s，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次，求： (1)当第3次气体喷出后，火箭的速度多大？ (2)运动第1 s末，火箭的速度多大？

例3 (“人船模型”的应用)如图4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，则绳梯的长度至少为多长？

图4

[课堂检测]

1．(反冲运动的认识)下列属于反冲运动的是( ) A．喷气式飞机的运动 B．直升机的运动

C．火箭的运动

D．反击式水轮机的运动

2．(反冲运动的应用)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

3．(火箭问题的分析)静止的实验火箭，总质量为M，当它以 对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后，火箭的速度为( ) A.C.

Δmv0Δmv0

B．－ M－ΔmM－Δm

Δmv0Δmv0

D．－ MM

4．一条约为180 kg的小船漂浮在静水中，当人从船尾走向船头时，小船也发生了移动，忽略水的阻力，以下是某同学利用有关物理知识分析人与船相互作用过程时所画出的草图(如图所示)，图中下面部分为人走到船头时的情景．请用有关物理知识判断下列图中所描述物理情景正确的是( )

5．平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货箱边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A点，距货箱水平距离为l＝4 m，如图6所示．人的质量为m，车连同货箱的质量为M＝4m，货箱高度为h＝1.25 m．求车在人跳出后到落到地板前的反冲速度为多大(g取10 m/s2)．

图6

[课后作业]

题组一 反冲运动的理解和应用

1．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

2．关于反冲运动的说法中，正确的是( )

A．抛出物m1的质量要小于剩下的质量m2才能获得反冲

B．若抛出质量m1大于剩下的质量m2，则m2的反冲力大于m1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

3．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图1所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是( )

图1

A．打开阀门S1 B．打开阀门S2 C．打开阀门S3 D．打开阀门S4

4．如图2所示，船静止在平静的水面上，船前舱有一抽水机把前舱的水均匀的抽往后舱，不计水的阻力，下列说法中正确的是( )

图2

A．若前后舱是分开的，则前舱将向后加速运动 B．若前后舱是分开的，则前舱将向前加速运动 C．若前后舱不分开，则船将向后加速运动 D．若前后舱不分开，则船将向前加速运动 题组二 火箭问题的分析

5．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喷出，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

6．竖直发射的火箭质量为6×103 kg.已知每秒钟喷出气体的质量为200 kg.若要使火箭获得20.2 m/s2的向上加速度，则喷出气体的速度大小应为( )