【課件】反沖現(xiàn)象 火箭 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

第六節(jié)|反沖現(xiàn)象火箭核心素養(yǎng)點(diǎn)擊物理觀念了解反沖運(yùn)動(dòng)的概念及反沖運(yùn)動(dòng)的一些應(yīng)用，知道反沖運(yùn)動(dòng)的原理；了解火箭的工作原理及決定火箭最終速度大小的因素科學(xué)思維經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)反沖運(yùn)動(dòng)，能舉出幾個(gè)反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例科學(xué)探究結(jié)合動(dòng)量守恒定律對(duì)反沖現(xiàn)象做出解釋，進(jìn)一步提高運(yùn)用動(dòng)量守恒定律分析和解決實(shí)際問題的能力科學(xué)態(tài)度與責(zé)任知道火箭的飛行原理和主要用途，了解我國的航空、航天事業(yè)的巨大成就，激發(fā)我們熱愛祖國的情感思維導(dǎo)圖新課引入新知初感悟觀察下面的圖片火箭和衛(wèi)星為什么能離開地球，升入太空，實(shí)現(xiàn)飛天夢(mèng)？章魚、烏賊是怎樣在大海中穿梭自如？火箭是將熱氣流高速向后噴發(fā)，使箭體拔地而起，沖向太空；章魚、烏賊先把水吸入體腔，然后用力壓水，通過身體前面的孔將水噴出，使身體很快地運(yùn)動(dòng)。觀察火箭和烏賊的運(yùn)動(dòng)過程【小實(shí)驗(yàn)】拿出事先準(zhǔn)備好的氣球，吹起來以后用手捏住吹氣口，然后突然放手，觀察所發(fā)生的物理現(xiàn)象。自制氣球反沖小車【思考】從實(shí)驗(yàn)中可以看到：松開手以后，氣球會(huì)沿與吹氣口相反的方向運(yùn)動(dòng)。氣球?yàn)槭裁磿?huì)運(yùn)動(dòng)起來？氣球動(dòng)起來后，具有了一定的動(dòng)量，而其原來的動(dòng)量是零，故它的動(dòng)量發(fā)生了變化。由動(dòng)量定理可知，氣球一定受到了沖力的作用，而對(duì)氣球產(chǎn)生沖力的只能是與氣球有相互作用的物體，從本實(shí)驗(yàn)來看，能與氣球產(chǎn)生相互作用并導(dǎo)致氣球運(yùn)動(dòng)的只能是氣球內(nèi)的氣體。當(dāng)松開手后，氣球內(nèi)的氣體要從吹氣口沖出，從而與氣球產(chǎn)生了相互作用的內(nèi)力，致使氣球受到?jīng)_力的作用而反向運(yùn)動(dòng)。發(fā)射炮彈時(shí)，炮彈從炮筒中飛出，炮身則向后退。這種情況由于系統(tǒng)內(nèi)力很大，外力可忽略，可用動(dòng)量守恒定律來解釋。射擊前，炮彈靜止在炮筒中，它們的總動(dòng)量為0。炮彈射出后以很大的速度向前運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，炮身必將向后運(yùn)動(dòng)。只是由于炮身的質(zhì)量遠(yuǎn)大于炮彈的質(zhì)量，所以炮身向后的速度很小。炮身的這種后退運(yùn)動(dòng)叫作反沖。反沖運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：（1）物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)。（2）反沖運(yùn)動(dòng)中，內(nèi)力做功，有其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，所以系統(tǒng)的總動(dòng)能增加【思考】在生活中存在哪些反沖現(xiàn)象？這些反沖現(xiàn)象是否可以得到利用？對(duì)于灌溉噴水器，當(dāng)水從彎管的噴嘴噴出時(shí)，彎管因反沖而旋轉(zhuǎn)。對(duì)于噴氣式飛機(jī)和火箭，它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得速度。槍、炮射擊時(shí)，由于反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性。所以用步槍時(shí)我們要把槍身抵在肩部，以減小反沖的影響?！镜淅弧?、下列有關(guān)實(shí)際中的一些現(xiàn)象，說法正確的是()A.火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度B.體操運(yùn)動(dòng)員在著地時(shí)屈腿是為了減小地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力C.用槍射擊時(shí)要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響D.為了減輕撞車時(shí)對(duì)車上人員的傷害，發(fā)動(dòng)機(jī)艙越堅(jiān)固越好

通過對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，明確反沖既有有利的一面，也有不利的一面，在看待事物時(shí)我們要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)。反沖運(yùn)動(dòng)一個(gè)很重要的應(yīng)用是火箭。火箭如圖所示，火箭的飛行應(yīng)用了反沖的原理，靠噴出氣流的反沖作用來獲得巨大速度?；鸺娘w行原理：火箭的飛行應(yīng)用了反沖的原理，靠噴出氣流的反沖作用來獲得巨大速度。影響火箭獲得速度大小的因素：一是噴氣速度，二是火箭噴出物質(zhì)的質(zhì)量與火箭本身質(zhì)量之比。噴氣速度越大，質(zhì)量比越大，火箭獲得的速度越大。反沖運(yùn)動(dòng)中，以下三種情況均可應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決：1、系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，滿足動(dòng)量守恒的條件，可以用動(dòng)量守恒定律解決反沖運(yùn)動(dòng)問題。2、系統(tǒng)雖然受到外力作用，但內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，外力可以忽略，也可以用動(dòng)量守恒定律解決反沖運(yùn)動(dòng)問題。3、系統(tǒng)雖然所受外力之和不為零，系統(tǒng)的動(dòng)量并不守恒，但系統(tǒng)在某一方向上不受外力或外力在該方向上的分力之和為零，則系統(tǒng)的動(dòng)量在該方向上的分量保持不變.可以在該方向上應(yīng)用動(dòng)量守恒定律?！镜淅?/p>

【基礎(chǔ)練習(xí)】1、運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后，火箭做加速運(yùn)動(dòng)的原因是()A.燃料燃燒推動(dòng)空氣，空氣反作用力推動(dòng)火箭B.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出，氣體的反作用力推動(dòng)火箭C.火箭吸入空氣，然后向后推出，空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭D.火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱周圍空氣,空氣膨脹推動(dòng)火箭答案：B解析：火箭工作的原理是火箭將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體從尾噴管迅速噴出，使火箭獲得反沖速度，故選項(xiàng)B正確。

答案：A解析：火箭射出物體P后，由反沖原理可知火箭速度變大，則所需向心力變大，從而做離心運(yùn)動(dòng)離開原來軌道，故半徑增大，A對(duì)，C錯(cuò)；P的速率較原火箭速率可能減小，可能不變，可能增大，故其運(yùn)動(dòng)也存在多種可能性，所以BD錯(cuò)。

答案：C解析：在炸裂過程中，由于重力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒炸裂前炮彈的速度沿水平方向，炸裂后a的速度沿原來的水平方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律判斷出b的速度一定沿水平方向，但不一定與原速度方向相反，取決于a的動(dòng)量與炮彈原來動(dòng)量的大小關(guān)系，故A錯(cuò)誤；a、b都做平拋運(yùn)動(dòng)，飛行時(shí)間相同，由于初速度大小關(guān)系無法判斷，所以a飛行的水平距離不一定比b的大，故B錯(cuò)誤；a、b都做平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做