物理粵教版3-51.4反沖運(yùn)動學(xué)案2

1、物理粵教版3-51.4反沖運(yùn)動學(xué)案2【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一知識與技能1、進(jìn)一步鞏固動量守恒定律2、明白反沖運(yùn)動和火箭的工作原理，了解反沖運(yùn)動的應(yīng)用3、了解航天技術(shù)的進(jìn)展和應(yīng)用二過程與方法理解反沖運(yùn)動的物理實(shí)質(zhì)，能夠運(yùn)用動量守恒定律分析、解決有關(guān)反沖運(yùn)動的問題。三情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)動手動腦的能力，發(fā)掘探究新知識的潛能?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】運(yùn)用動量守恒定律認(rèn)識反沖運(yùn)動的物理實(shí)質(zhì)【知識要點(diǎn)】 1動量守恒定律解“人船模型”問題人船模型是動量守恒定律的拓展應(yīng)用，將速度與質(zhì)量的關(guān)系推廣到位移與質(zhì)量，做這類題目，首先要畫好示意圖，要注意兩個物體相關(guān)于地面的移動方向和兩個物體位移大小之間的關(guān)系、一個原來靜止的系統(tǒng)， 由于

2、某一部分的運(yùn)動而對另一部分有沖量，使另一部分也跟著運(yùn)動，假設(shè)現(xiàn)象中滿足動量守恒，那么有m - m =0， = m2 、物體在這一方向上的速112212m1度通過時間的累積使物體在這一方向上運(yùn)動一段距離，那么距離同樣滿足s1=s2，它們的相對距離 s 相=s1+s2、【典型例題】【例 1】質(zhì)量為 m、長為 l 的船靜止在靜水中，船頭及船尾各站著質(zhì)量分別為m1 及 m2的人，當(dāng)兩人互換位置后，船的位移有多大？【解析】 利用“人船模型”易求得船的位移大小為：s(m1m2 )l 、提示：假設(shè)mm1 m2mm，此題可把 m-m 等效為一個人，把看著船，再利用人船模型進(jìn)行分析求1212m+2m解較簡便、

3、應(yīng)該注意到： 此結(jié)論與人在船上行走的速度大小無關(guān)、不論是勻速行走依舊變速行走，甚至往返行走， 只要人最終到達(dá)船的左端，那么結(jié)論基本上相同的、 以上所列舉的人、船模型的前提是系統(tǒng)初動量為零、假如發(fā)生相互作用前系統(tǒng)就具有一定的動量，那就不能再用 m1v1=m2v2 這種形式列方程，而要利用 m1+m2 v0=m1v1+m2v2列式、【例 2】如圖 6-2-4 所示， ab為一光滑水平橫桿，桿上套一質(zhì)量為 m的小圓環(huán)，環(huán)上系一長為 l 質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，繩的另一端拴一質(zhì)量為 m的小球，現(xiàn)將繩拉直，且與 ab平行，由靜止釋放小球，那么當(dāng)線繩與 ab成 角時，圓環(huán)移動的距離是多少？【解析】 盡管小球、細(xì)繩

4、及圓環(huán)在運(yùn)動過程中合外力不為零桿的支持力與兩圓環(huán)及小球的重力之和不相等系統(tǒng)動量不守恒，然而系統(tǒng)在水平方向不受外力，因而水平動量守恒、設(shè)細(xì)繩與圖 6-2-4ab成 角時小球的水平速度為 v，圓環(huán)的水平速度為 v，那么由水平動量守恒有： mv=mv，且在任意時刻或位置 v 與 v 均滿足這一關(guān)系， 加之時間相同， 公式中的 v 和 v 可分別用其水平位移替代， 那么上式可寫為： md=m l- lcos - d，解得圓環(huán)移動的距離： d=ml 1-cos / m+m【規(guī)律總結(jié)】“人船模型”的特點(diǎn)：兩個物體均處于靜止，當(dāng)兩個物體存在相互作用而不受外力作用時，系統(tǒng)動量守恒，因此本質(zhì)上也是反沖模型、這類

5、問題的特點(diǎn)：兩物體同時運(yùn)動，同時停止、載人氣球，例 2 等均屬于“人船模型” ?！井?dāng)堂反饋】1. 向空中發(fā)射一物體 , 不計(jì)空氣阻力 , 當(dāng)此物體的速度恰好沿水平方向時, 物體炸裂成 a、 b兩塊 , 假設(shè)質(zhì)量較大的a 塊的速度方向仍沿原來的方向, 那么 ()(a)b 的速度方向一定與原來速度方向相同(b) 在炸裂過程中,a 、 b 受到的爆炸力的沖量一定相同(c) 從炸裂到落地這段時間里,a 飛行的水平距離一定比b 的大(d)a 、 b 一定同時到達(dá)水平地面2. 如下圖 , 一輛小車裝有光滑弧形軌道 , 總質(zhì)量為 m,停放在光滑水平向上 . 有一質(zhì)量也為 m的速度為 v 的鐵球 , 沿軌道水

6、平部分射入, 并沿弧形軌道上升h 后 , 又下降而離開小下, 離車后球的運(yùn)動情況是 ()(a) 作平拋運(yùn)動 , 速度方向與車運(yùn)動方向相同(b) 作平拋運(yùn)動 , 水平速度方向跟車相反(c) 作自由落體運(yùn)動(d) 小球跟車有相同的速度3. 在水平軌道上放置一門質(zhì)量為m的炮車 , 發(fā)射質(zhì)量為 m的炮彈 , 炮下與軌道間摩擦不計(jì) , 當(dāng)炮身與水平方向成 角發(fā)射炮彈時 , 炮彈相對地面出射的速度為 v0, 那么如今炮身后退的速度 v =_.4. 質(zhì)量為 m的氣球下吊一架輕的繩梯 , 梯上站著質(zhì)量為 m的人 . 氣球以 v0 速度勻速上升 , 假如人加速向上爬 , 當(dāng)他相關(guān)于梯的速度達(dá)到v 時 , 氣球的

7、速度將變?yōu)開.5. 質(zhì)量為 30 的小孩推著質(zhì)量為10 的冰車 , 在水平冰面上以2.0m/s 的速度滑行 , 不計(jì)冰面摩擦 , 假設(shè)小孩突然以5.0m/s的速度 ( 對地 ) 將冰車推出后, 小孩的速度變?yōu)開m/s.這一過程中 , 小孩對冰車所做的功為_j.6. 氣球質(zhì)量為 200 , 載有質(zhì)量為 50 的人 , 靜止在空中距地面 20m的地方 , 氣球下懸一根質(zhì)量可忽略不汁的繩子 , 此人想從氣球上沿繩慢慢下滑至安全到達(dá)地面, 那么這根繩至少多長 ?7. 如下圖 , 有 a、 b 兩質(zhì)量均為m 的小車 , 在光滑的水平面上以相同的速率v0 在同一直線上相向運(yùn)動 ,a 車上有一質(zhì)量為 m的人

8、 , 他至少要以多大的速度 ( 對地) 從 a 車跳到 b 車上 , 才能幸免兩車相撞 ?8：質(zhì)量為 m底邊長為 b 傾角為 的三角形劈，靜止在光滑的水平面上，如下圖，有一質(zhì)量為m 的小物體，由斜面頂部無初速滑到底部時，劈移動的距離是多少？9. 甲、乙兩冰船在冰面上沿一直線以相同的速度v0甲在前、乙在后同向勻速滑行. 今從甲船上以相對甲船 v 的速度水平向乙船拋出一個質(zhì)量為m的砂袋 , 甲船 ( 連操縱者、砂袋 ) 和乙船( 連操縱者 ) 原先的質(zhì)量均為m.問 : 當(dāng)砂袋落入乙船中后兩船速度各變?yōu)槎啻?【參考答案】1:d2:c3:mv 0cos4:m5:1.0,1056:25mmv0mvm7: v2m 22mmm 2v02m m m8、分析 注意此題水平方向平均動量守恒。假如把小物體改變成一個倒置的劈， 不能看作質(zhì)點(diǎn)的話， 那么要注意位移的幾何關(guān)系要作改變。此題還能夠求解小物體滑到最低點(diǎn)的速度。 要注意的是， 小物體到達(dá)底端時的速度的方向并不沿斜面。 能夠把相關(guān)于斜面的速度再分解， 也能夠直截了當(dāng)設(shè)速度的方向與水平面夾角，運(yùn)用機(jī)械能守恒定律求得結(jié)果。方法一 設(shè)斜面的速度為v，物體相關(guān)于斜面的速度為v 那么有：m vcos-v -mv=0mgh=m vcos-v 2+ vsin 2/2+mv 2/2方法二