反沖運動--公開課

1、第四節(jié)節(jié) 反沖運動運動 溫故知新溫故知新1.動量守恒定律內(nèi)容2.公式：3.動量守恒定律的“五性五性” 條件性矢量性相對性同時性普適性4.運用動量守恒定律的解題步驟, 22112211vmvmvmvmpp新課引入新課引入 將將一個氣個氣球吹大，然后松手，會會出現(xiàn)現(xiàn)什么么現(xiàn)現(xiàn)象？如何解釋這種現(xiàn)釋這種現(xiàn)象呢？請思考請思考! !一、反沖運動運動1.定義定義：當一個物體向某一方向射出當一個物體向某一方向射出(或拋出或拋出)它它的一部分時，這個物體的剩余部分向的一部分時，這個物體的剩余部分向相反方相反方向向運動的現(xiàn)象運動的現(xiàn)象2.2.特點特點： 物體間相互作用突然發(fā)生，時間物體間相互作用突然發(fā)生，時間短，

2、作用強。短，作用強。系統(tǒng)所受外力一系統(tǒng)所受外力一 般不為零，般不為零，但遠遠小于內(nèi)力。但遠遠小于內(nèi)力。3. 3. 原原 理理：遵循動量守恒定律遵循動量守恒定律例題例題1 1( (課本第課本第1414頁頁) )反沖小車車放在水平玻璃上，點燃酒精，水蒸氣將氣將橡皮塞沖出，小車車沿相反方向運動運動。如果小車車的總質(zhì)總質(zhì)量是M=3kg，水噴噴出的橡皮塞的質(zhì)質(zhì)量是m=0.1kg，橡皮塞噴噴出時時速度v=2.9m/s，求小車車的反沖速度。解：小車與橡皮塞為系統(tǒng)，所受合外力為零，解：小車與橡皮塞為系統(tǒng)，所受合外力為零，系統(tǒng)總動量為零。系統(tǒng)總動量為零。以橡皮塞的運動方向為正方以橡皮塞的運動方向為正方向向。由動

3、量守恒定律有：由動量守恒定律有：0)(vmMmvsmsmvmMmv/1 . 0/9 . 21 . 031 . 0負號表示小車運動方向與橡皮塞的運動方向負號表示小車運動方向與橡皮塞的運動方向相反，反沖速度大小是相反，反沖速度大小是0.1m/s0.1m/s課本14頁討論與交流 若橡皮塞噴出時速度大小不變，方向與水平方向成60角，小車的反沖速度又是多少？ 分析：小車與橡皮塞組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒： 二、反沖運動的利用二、反沖運動的利用-1-1噴氣式飛機噴氣式飛機J31J31二、反沖運動的利用二、反沖運動的利用3-3-火箭火箭我國早在宋代就發(fā)明了火箭，在箭支我國早在宋代就發(fā)明了火箭，在箭支上扎個

4、火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，上扎個火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點燃后生成的燃氣以很大的速度向火藥點燃后生成的燃氣以很大的速度向后噴出，火箭由于后噴出，火箭由于反沖反沖而向前運動。而向前運動。古代火箭古代火箭現(xiàn)代火箭結(jié)構(gòu)現(xiàn)代火箭結(jié)構(gòu)火箭工作原理火箭工作原理例題例題2.（課本第（課本第15頁）頁） 火箭飛行最大速度由什么因素決定？火箭飛行最大速度由什么因素決定？設設火箭發(fā)發(fā)射前的總質(zhì)總質(zhì)量是M，燃料燃盡盡后的質(zhì)質(zhì)量為為m，火箭燃氣氣的噴噴射速度為為v. 求燃料燃盡盡后火箭的飛飛行速度為為v vmMmv)(解：在火箭發(fā)射過程中，由于內(nèi)力遠大于外力，所以解：在火箭發(fā)射過程中，由于內(nèi)力遠大于外力

5、，所以動量守恒。取火箭的速度方向為正方向，發(fā)射前火箭動量守恒。取火箭的速度方向為正方向，發(fā)射前火箭的總動量為的總動量為0 0，發(fā)后的總動量為，發(fā)后的總動量為由動量守恒定律得由動量守恒定律得0)(vmMmv得得vmMvmmMv) 1(1.1.噴氣速度噴氣速度2.2.質(zhì)量比質(zhì)量比（即火箭開始飛行時的質(zhì)量與燃（即火箭開始飛行時的質(zhì)量與燃料燃盡時的質(zhì)量之比）料燃盡時的質(zhì)量之比）決定火箭最終速度因素決定火箭最終速度因素三、三、“人船模型人船模型” 問題問題 如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為M M的小船長的小船長L L，靜止于，靜止于水面，質(zhì)量為水面，質(zhì)量為m m 的人從船右端走到船左端，的人從船右端走到

6、船左端，不計水對船的運動阻力，則不計水對船的運動阻力，則: :該過程中船將該過程中船將移動多遠？移動多遠？v v1 1v v2 2(1) (1) 人勻速行走人勻速行走0Mvmv2112vMmv 結(jié)論：結(jié)論： 船勻速后退船勻速后退人走到船尾時，有：人走到船尾時，有：0tMvtmv21Lss2121Msms LmMmS2S船船S人人Lv v1 1v v2 2結(jié)論：結(jié)論： 船變速后退船變速后退L LS S2 2S S1 1人相對船運動中一直有：人相對船運動中一直有：0Mvmv2112vMmv 0Msms21Lss21故有：故有：21Msms(2) (2) 假如人變速走到船頭，船后退的距離多少？假如人

7、變速走到船頭，船后退的距離多少？LmMmS20tvMtvm210vMvm211、“人船模型人船模型”的力學特征的力學特征 人和船構(gòu)成一個相互作用的系統(tǒng)；人和船構(gòu)成一個相互作用的系統(tǒng)； 人和船在相互作用下各自運動；人和船在相互作用下各自運動； 系統(tǒng)所受的合外力為零，從而系統(tǒng)在系統(tǒng)所受的合外力為零，從而系統(tǒng)在 運動過程中總動量守恒。運動過程中總動量守恒。v v1 1v v2 2L LS S2 2S S1 1 系統(tǒng)總動量為系統(tǒng)總動量為0 系統(tǒng)任一時刻，均有：系統(tǒng)任一時刻，均有： 所以即使人做變速運動，也有：所以即使人做變速運動，也有：2、“人船模型”的分析思路0Mvmv21 上式兩端同乘以時間上式兩

8、端同乘以時間t t：mS1=MS2 由于人相對船相對的距離為由于人相對船相對的距離為L:L:S S1 1+S+S2 2 = L= L 人、船相對于地面移動的距離分別為人、船相對于地面移動的距離分別為: : L1MmMsL2Mmms21Mvmv 21vvMm人船模型例3：在靜水上浮著一只長為L=3m、質(zhì)量為M=300kg的小船，船尾站著一質(zhì)量m=60kg的人，開始時人和船都靜止。若人勻速從船尾走到船頭，不計水的阻力。則船將（ ） （A）后退0.5m （B）后退0.6m （C）后退0.75m （D）后退0.8m解析：取人和小船為對象，它們所受合外力為零， 初動量 為0 （均靜止） 取人的走向為正方

9、向，根據(jù)動量守恒定律 0= mv/人 - Mv/船 設走完時間為t 則0= mv/人t - Mv/船t mS人=MS船 60（3-S船船）=300S船船S船船=0.5m 答案：答案：A反沖運動火箭反沖反沖運動運動1. 定義：定義：當一個物體向某一方向射出當一個物體向某一方向射出( (或或拋出拋出) )它的一部分時，這個物體的剩余部分它的一部分時，這個物體的剩余部分向向相反方向相反方向運動的現(xiàn)象運動的現(xiàn)象2. 原理原理：動量守恒定律動量守恒定律3. 常見反沖運動常見反沖運動：煙花、射擊煙花、射擊、火箭火箭火箭火箭1. 發(fā)展發(fā)展：從宋代開始從宋代開始2. 原理原理：動量守恒定律動量守恒定律3. 速

10、度速度噴氣速度：噴氣速度：v質(zhì)量比質(zhì)量比M/m【1 1】采取下列哪些措施有利于增加】采取下列哪些措施有利于增加噴氣式飛機的飛行速度（噴氣式飛機的飛行速度（ ）A. A. 使噴出的氣體速度更大使噴出的氣體速度更大 B. B. 使噴出的氣體溫度更高使噴出的氣體溫度更高C. C. 使噴出的氣體質(zhì)量更大使噴出的氣體質(zhì)量更大 D. D. 使噴出的氣體密度更小使噴出的氣體密度更小AC課堂練習【2】一靜止的、不穩(wěn)定的原子核的質(zhì)量為一靜止的、不穩(wěn)定的原子核的質(zhì)量為m，放射出一質(zhì)量為放射出一質(zhì)量為mm，速度速度v的粒子后，剩余部分的粒子后，剩余部分獲得的反沖速度大小為（獲得的反沖速度大小為（ ）CABDCvmm

11、m mmvmmvm mmmv 3.一支步槍的質(zhì)量為一支步槍的質(zhì)量為3.95kg，彈頭的質(zhì)量為，彈頭的質(zhì)量為8.6g（火藥的質(zhì)量不計），擊發(fā)后，彈頭射出槍口（火藥的質(zhì)量不計），擊發(fā)后，彈頭射出槍口時的速度為時的速度為735m/s，試計算射擊時槍身后退的，試計算射擊時槍身后退的速度？速度？210mvMv smsmMmvv/6 . 1/95. 37350086. 021解：設槍身后退速度方向為正，則子彈運動方向為負。根據(jù)動量守恒定律有： 即：解：取人和氣球為對象，系統(tǒng)開始靜止解：取人和氣球為對象，系統(tǒng)開始靜止且同時開始運動，可知系統(tǒng)所受外力之且同時開始運動，可知系統(tǒng)所受外力之和為零。人到地面時，人對地的位移為和為零。人到地面時，人對地的位移為，設氣球?qū)Φ匚灰圃O氣球?qū)Φ匚灰苃（如圖所示），（如圖所示），則根據(jù)動量守恒定律則根據(jù)動量守恒定律因此繩的長度至少為因此繩的長度至少為 L=H+h=(M+m)HM 4. 載載人氣氣球原來靜