反沖現(xiàn)象+火箭+高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

第一章動量守恒定律1.6反沖現(xiàn)象

火箭人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊新課導入1新課講解3學習目標2經(jīng)典例題4課堂練習5本課小結(jié)6目錄你知道章魚、烏賊怎樣游水嗎？

它們先把水吸入體腔，然后用力壓水，通過身體前面的孔將水噴出，使身體很快地運動。章魚能夠調(diào)整自己的噴水口的方向，這樣可以使得身體向任意方向前進。你認為章魚游水時應用了什么物理原理嗎？如何解釋呢？思考動量角度：章魚靜止在水里，運動內(nèi)力遠大于外力，動量守恒，水往左運動，章魚往右運動。力學角度：水往左噴出，章魚給水往左的力，再由牛頓第三定律，水給章魚往右的力。思考學習目標1.通過實驗認識反沖運動，能舉出反沖運動的實例，知道火箭的發(fā)射式反沖現(xiàn)象。2.能結(jié)合動量守恒定律對常見的反沖現(xiàn)象作出解釋。3.了解我國航天事業(yè)的巨大成就，增強對我國科學技術發(fā)展的自信。一、反沖現(xiàn)象1.反沖現(xiàn)象:系統(tǒng)在內(nèi)力作用下，當一部分向某一方向的運動時，剩余部分沿相反方向運動的現(xiàn)象。

發(fā)射炮彈時，炮彈從炮筒中飛出，炮身則向后退。炮身的這種后退運動叫作反沖。2.反沖原理反沖運動的基本原理是動量守恒定律，如果系統(tǒng)的一部分獲得了某一方向的動量，系統(tǒng)的其他部分就會在這一方向的反方向上獲得同樣大小的動量．3.公式若系統(tǒng)的初始動量為零，則動量守恒定律的形式變?yōu)?＝m1v1＋m2v2，此式表明，做反沖運動的兩部分的動量大小相等、方向相反，而它們的速率與質(zhì)量成反比．（1）物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運動。（2）反沖運動和碰撞、爆炸有相似之處，相互作用力常為變力，且作用力大，一般都滿足內(nèi)力>>外力，所以反沖運動可用動量守恒定律來處理。（3）反沖中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能，所以系統(tǒng)的總動能增加。4.特點

把一個氣球吹起來，用手捏住氣球的通氣口，然后突然放開，讓氣體噴出，觀察氣球的運動?，F(xiàn)象：通過實驗發(fā)現(xiàn)，氣球口朝下，氣球往上飛，氣球口朝上，氣球往下飛。思考：如何解釋剛才的現(xiàn)象呢？氣球向一個方向噴氣時，就會受到一個相反方向的力，而向相反方向運動，這是反沖現(xiàn)象。思考：氣球噴氣會受到一個相反方向力的作用向相反方向運動，如果噴出的不是氣，而是液體像水，會怎樣呢？

把一個氣球吹起來，用手捏住氣球的通氣口，然后突然放開，讓氣體噴出，觀察氣球的運動。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或防止？灌溉噴水器是利用反沖原理設計的一種自動灌溉裝置，轉(zhuǎn)動方向與水的噴射方向相反,水的前進導致管的后退，彎管就旋轉(zhuǎn)起來。

中國新型履帶式自行榴彈炮炮車的履帶表面有較深的突起抓地鉤型設計是為了增大摩擦力，止退犁和兩個液壓緩沖器，都是為了在火炮連射時起到“止退”的作用，提高命中精度而精心設計的。5.反沖現(xiàn)象的本質(zhì)系統(tǒng)機械能不守恒、系統(tǒng)動量守恒。6.討論反沖運動應注意的兩個問題(1)速度的反向性對于原來靜止的物體，被拋出部分具有速度時，剩余部分的運動方向與被拋出部分必然相反。(2)速度的相對性。一般都指對地速度。二、反沖的應用

海上沖水是利用反沖原理設計的一種游玩項目。海上沖水

中國新型履帶式自行榴彈炮炮車的履帶表面有較深的突起抓地鉤型設計是為了增大摩擦力，止退犁和兩個液壓緩沖器，都是為了在火炮連射時起到“止退”的作用，提高命中精度而精心設計的。大炮止退犁步槍射擊

射擊時，子彈向前飛去，由于動量守恒，槍身獲得向后的動量，發(fā)生反沖現(xiàn)象，因此肩膀會感到痛。

步槍射擊

7月24日，東京奧運會女子10米氣步槍決賽上，中國“00”后小將、來自清華大學的楊倩一舉奪冠，拿下東京奧運會首金。

現(xiàn)代火箭較古代火箭結(jié)構(gòu)復雜得多，現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出，火箭就向前飛去?，F(xiàn)代的火箭我國宋代就發(fā)明了火箭，火箭上扎一個火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點燃后火箭由于反沖向前運動。古代的火箭（模型）三、火箭

多級火箭發(fā)射時，較大的第一級火箭燃燒結(jié)束后，便自動脫落，接著第二級、第三級依次工作，燃燒結(jié)束后自動脫落，這樣可以不斷地減小火箭殼體的質(zhì)量，減輕負擔．目前多級火箭一般都是三級火箭，因為三級火箭能達到目前發(fā)射人造衛(wèi)星的需求．而且級數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復雜，并難以控制。

由于受重力的影響，單級火箭達不到發(fā)射人造地球衛(wèi)星所需要的7.9km/s，實際火箭為多級。

多級火箭發(fā)射時，較大的第一級火箭燃燒結(jié)束后，便自動脫落，接著第二級、第三級依次工作，燃燒結(jié)束后自動脫落，這樣可以不斷地減小火箭殼體的質(zhì)量，減輕負擔，使火箭達到遠遠超過使用同樣多的燃料的一級火箭所能達到的速度。目前多級火箭一般都是三級火箭，因為三級火箭能達到目前發(fā)射人造衛(wèi)星的需求。1.火箭的級數(shù)不是越多越好。級數(shù)越多，構(gòu)造越復雜，工作的可靠性和安全性就越差，一般多級火箭都是三級火箭。2．現(xiàn)代火箭的噴氣速度在2000—4000m/s火箭類問題的三點提醒(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。日本-M系列美國-大力神號俄羅斯—能源號歐洲—阿麗亞娜長征系列中國課堂練習1.(多選)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飛行速度()A．使噴出的氣體速度更大B．使噴出的氣體溫度更高C．使噴出的氣體質(zhì)量更大D．使噴出的氣體密度更小AC課堂練習2.一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m＝200g的氣體，氣體離開發(fā)動機噴出時的速度v＝1000m/s(相對地面)，設火箭質(zhì)量M＝300kg，發(fā)動機每秒噴氣20次．求當?shù)谌螝怏w噴出后，火箭的速度多大？解：質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為M，長為L的靜止小船的右端，小船的左端靠在岸邊。當他向左走到船的左端時，船左端離岸多遠？

l2

l1解：先畫出示意圖。人、船系統(tǒng)動量守恒，總動量始終為零，所以人、船動量大小始終相等。從圖中可以看出，人、船的位移大小之和等于L。設人、船位移大小分別為l1、l2，則：mv