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,,,高中物理·選修3-5·粵教版,第四節(jié) 反沖運動,[目標(biāo)定位] 1.認識反沖運動，能舉出幾個反沖運動的實例.2. 結(jié)合動量守恒定律對反沖現(xiàn)象做出解釋；進一步提高運用動 量守恒定律分析和解決實際問題的能力.3.了解火箭的飛行原 理及決定火箭最終速度大小的因素．,一、反沖運動 1．反沖：當(dāng)一個物體向某一方向射出(或拋出)其中的一部分時，這個物體的剩余部分將向相反方向運動的現(xiàn)象叫反沖． 2．反沖現(xiàn)象遵循___________定律 想一想 為什么反沖運動系統(tǒng)動量守恒？ 答案 反沖運動是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果，雖然有時系統(tǒng)所受的合外力不為零，但由于系統(tǒng)內(nèi)力遠遠大于外力，所以系統(tǒng)的總動量是守恒的．,動量守恒,二、火箭 1．工作原理：火箭的工作原理是______運動，其反沖過程_____守恒．它靠向后噴出的氣流的反沖作用而獲得_____的速度． 2．火箭的最大速度取決于兩個條件：一是向后的________；二是________，即火箭開始飛行時的質(zhì)量與__________時的質(zhì)量之比．現(xiàn)代火箭能達到的質(zhì)量比不超過__.,反沖,動量,向前,噴氣速度,質(zhì)量比,燃料燃盡,10,一、對反沖運動的理解 1．反沖運動的特點及遵循的規(guī)律 (1)特點：是物體之間的作用力與反作用力產(chǎn)生的效果． (2)條件： ①系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零； ②內(nèi)力遠大于外力； ③系統(tǒng)在某一方向上不受外力或外力分力之和為零； (3)反沖運動遵循動量守恒定律．,2．討論反沖運動應(yīng)注意的兩個問題 (1)速度的反向性：對于原來靜止的整體，拋出部分具有速度時，剩余部分的反沖速度與拋出部分必然相反． (2)速度的相對性：一般都指對地速度． 【例1】 (單選)質(zhì)量相等的A、B兩球 之間壓縮一根輕質(zhì)彈簧，靜置于光 滑水平桌面上，當(dāng)用板擋住小球A 而只釋放B球時，B球被彈出落到 距桌邊水平距離為s的地面上，如圖1－4－1所示．若再次以相同力壓縮該彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同 時釋放，則B球的落地點距桌邊 ( ),圖1－4－1,答案 D,針對訓(xùn)練 如圖1－4－2所示是一門舊式大炮，炮車和炮彈的質(zhì)量分別是M和m，炮筒與地面的夾角為α，炮彈出口時相對于地面的速度為v0.不計炮車與地面的摩擦，求炮身向后反沖的速度v為________． 圖1－4－2,二、火箭的原理 2．火箭噴氣屬于反沖類問題，是動量守恒定律的重要應(yīng)用．在火箭運動的過程中，隨著燃料的消耗，火箭本身的質(zhì)量不斷減小，對于這一類的問題，可選取火箭本身和在相互作用的時間內(nèi)噴出的全部氣體為研究對象，取相互作用的整個過程為研究過程，運用動量守恒的觀點解決問題．,【例2】 一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m＝200 g的氣體，氣體離開發(fā)動機噴出時的速度v＝1 000 m/s.設(shè)火箭質(zhì)量M＝300 kg，發(fā)動機每秒鐘噴氣20次． (1)當(dāng)?shù)谌螄姵鰵怏w后，火箭的速度多大？ (2)運動第1 s末，火箭的速度多大？ 答案 (1)2 m/s (2)13.5 m/s 解析 火箭噴氣屬反沖現(xiàn)象，火箭和氣體組成的系統(tǒng)動量守恒，運用動量守恒定律求解．,借題發(fā)揮 分析火箭類問題應(yīng)注意的三個問題 (1)火箭在運動過程中，隨著燃料的燃燒，火箭本身的質(zhì)量不 斷減小，故在應(yīng)用動量守恒定律時，必須取在同一相互作用 時間內(nèi)的火箭和噴出的氣體為研究對象．注意反沖前、后各 物體質(zhì)量的變化． (2)明確兩部分物體初、末狀態(tài)的速度的參考系是否為同一參 考系，如果不是同一參考系要設(shè)法予以調(diào)整，一般情況要轉(zhuǎn) 換成對地的速度． (3)列方程時要注意初、末狀態(tài)動量的方向．反沖物體速度的 方向與原物體的運動方向是相反的．,三、反沖運動的應(yīng)用——“人船模型” 1．“人船模型”問題 兩個原來靜止的物體發(fā)生相互作用時，若所受外力的矢量和為零，則動量守恒．在相互作用的過程中，任一時刻兩物體的速度大小之比等于質(zhì)量的反比．這樣的問題歸為“人船模型”問題．,2．人船模型的特點,【例3】如圖1－4－3所示，長為L、質(zhì)量為M的小船停在靜水中，質(zhì)量為m的人從靜止開始從船頭走到船尾，不計水的阻力，求船和人相對地面的位移各為多少？,圖1－4－3,借題發(fā)揮 “人船模型”是利用平均動量守恒求解的一類問題，解決這類問題應(yīng)明確： (1)適用條件： ①系統(tǒng)由兩個物體組成且相互作用前靜止，系統(tǒng)總動量為零； ②在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對運動的過程中至少有一個方向的動量守恒(如水平方向或豎直方向)． (2)畫草圖：解題時要畫出各物體的位移關(guān)系草圖，找出各長度間的關(guān)系，注意兩物體的位移是相對同一參考系的位移.,