高中物理 反冲运动火箭 (2)
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备课资料一、平均动量守恒求位移(人船模型)用动量守恒定律求位移的题目,大都是系统原处在静止状态,然后系统内物体相互作用,求各物体的位移。
此时动量守恒式常写成: m 1v 1=m 2v 2,v 1和v 2是末状态的瞬时速度,因此这种情况下的动量守恒过程中,任一时刻的瞬时速度v 1和v 2都与各自质量成反比,所以全过程中的平均速度与质量成反比,故m 1221v m v =,即全过程中平均动量守恒.如果作用时间为t,则有:m 1t v m t v 221=即m 1s 1=m 2s 2其中s 1和s 2是两物体相对地面的位移。
正确画好各物体的位移关系,画好示意图列出位移关系式和动量守恒式,是解决这类问题的重要步骤。
例:如图所示长为l ,质量为m 1的小船停在静水中,一个质量为m 2的人立在船头。
若不计水的粘滞阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人相对地面的位移各是多少?分析与解:选船和人组成的系统为研究对象,由于水平方向不受外力,因而人从船头走向船尾的过程中任一时刻水平方向的动量都守恒,即平均动量守恒,而系统在人起步前的总动量为O 。
设人和船在全过程中的平均速度分别为12v 、v ,根据动量守恒定律:2211v m v m =设相互作用时间为t:则m 1t v m t v 221=故m 1s 1=m 2s 2由题意知:s l +s 2=l 联立①②两式解得:l s l sm m m m m m 21121221,++== 思考:某人在一只静止于水面的小船上练习射击,船、人连枪(不包括子弹)及靶的总质量为M ,枪内装有n 颗子弹,每颗子弹质量为m.枪口到靶的距离为l ,子弹射出枪口时相对于地面的速度为v.在发射后一颗子弹时,前一颗子弹已陷人靶中.则发射完n 颗子弹后小船后退多远?(参考答案:nm M nml s +=)二、“土星五号"简介目前世界上最大的运载火箭是美国的“土星五号”,它直径为lOm ,高85m,起飞时重量近3000 t.第一级火箭装有五台发动机,推力超过3000 t,点火后150s 即可把2000多吨液氧和煤油烧完;第二级火箭装有450 t 高能推进剂(液氧和液氢),推力525t ;第三级火箭装有106t 推进剂,推力100t.“阿波罗”登月飞船就是由它运载并送入轨道的.。
5 反冲运动火箭疱丁巧解牛知识·巧学一、反冲运动1。
定义:原来静止的系统,当其中一部分运动时,另一部分向相反方向的运动,就叫做反冲运动。
2。
反冲原理:反冲运动是系统内力作用的结果,虽然有时系统所受的合外力不为零,但由于系统内力远远大于外力,所以系统的总动量守恒,此外,如系统所受外力的合力不为零,但在某一方向上不受外力或在该方向上所受外力的合力为零,则在该方向上的动量(即总动量在该方向上的分量)是守恒的.深化升华反冲运动的基本原理是动量守恒定律。
如果系统的一部分获得了某一方向的动量,系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量.3.表达式:若系统的初始动量为零,动量守恒定律的表达式为:0=m1v1′+m2v2′误区提示应用动量守恒定律分析反冲运动的有关特性时,必须注意的问题:(1)剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说,两者运动方向必然相反.做数值计算时,可任意规定某一部分的运动方向为正方向,则反方向的另一部分的速度应取负值。
(2)把物体的一部分抛出和剩余部分产生反冲都需要经历一个过程,直到部分物体离开整体瞬间,两者速度达到最大,才形成相对速度.因此,若题中已知抛掷物体的速度是相对于剩余部分而言,应理解为相对于“抛出”这一瞬间.4。
减小反冲的影响实际中常常需要减小反冲的影响.例如:用步枪射击时,要用枪身抵在肩上.5。
反冲有广泛的应用如:灌溉喷水器,因反冲而旋转,自动改变喷水的方向.喷气式飞机和火箭飞行应用了反冲的原理,它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
现代的喷气式飞机靠连续不断地向后喷出气体,飞行速度能够超过1 000 m/s。
二、火箭1。
概念:火箭是一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器。
2.箭的工作原理:火箭是靠喷出气流的反冲作用而获取速度的。
3。
火箭向前飞行所能达到的最大速度的决定因素:一是喷气速度;一是质量比。
喷气速度越大,质量比越大,火箭的最终速度越大。
《反冲运动火箭》教学设计学习目标壱、知识与技能1、知道什么是反冲运动。
2、能够用动量守恒定律解释反冲运动并进行简单计算3、了解一些火箭的工作原理。
弐、过程与方法通过观察反冲现象,寻找他们共同规律的过程培养学生的观察能力和发现问题的能力。
参、情感态度与价值观体会物理知识来源于生活而又应用于生活的特点,培养学生主动探究、乐于探究的品质。
学习重点1.能够认清某一运动是否为反冲运动。
2.用动量守恒定律对反冲运动进行解释。
学习难点动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
教学方法教师启发引导,学生讨论、交流、实验等。
教学用具实验器材:气球、小车、弹簧、夹子、圆珠笔、图片、视频等。
教学过程复习回顾:动量守恒的条件有哪些?(复习提问)新课引入:物体间的相互作用除碰撞以外还有另外一种方式也较常见,那就是反冲运动。
接下来同学们思考这样一个问题:(展示多媒体图片)师:火箭是怎样把飞船送上太空的呢?(停顿)师:回答这个问题之前,我们先来观察几个小实验,注意观察演示实验一:找学生演示释放充了气的气球,气球喷气的同时向前“窜”。
演示实验二:找两个同学用力互推一下然后分开。
演示实验三:释放压缩弹簧的两个小车。
师:刚才这三个实验有什么共同点呢?学生讨论、交流后(提问)学生回答后老师总结:相互作用后分成了两部分,一部分朝着一个方向运动,另一部分向相反的方向运动。
具有这种特点的运动叫反冲运动。
(板书)壱、反冲运动1、定义:一个静止的物体在内力的作用下分成两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。
师:结合定义和刚才观察到的实验现象总结反冲运动有哪些特点?2、特点:(提问多个学生)然后总结:(1))物体在内力作用下(2))一个物体分成了两部分(3))两部分向相反的方向运动师:同学们思考这些现象的背后遵循着什么规律呢?(提问)3、遵循原理反冲中一般相互作用力较大,通常遵循动量守恒。
(学生板演)0=m1v1+m2v2得:v1=--m2v2/m1这个结果表明两部分运动方向相反。
高中物理第二册反冲运动火箭2教学目的:动量守恒定律在日常生活中和高新科技领域都有广泛的应用,激发学生努力学好物理的兴趣.教学重点:动量守恒定律的实际应用教学过程:1、引入新课对上节课稍作总结之后,开始做小实验,可利用教材中介绍的反冲运动的小实验演示给学生看.2、解释现象先让学生试着解释实验中看到的现象,然后教师做总结,肯定学生中正确的解释,给出全面的解释,指出动量守恒定律在生活中无处不在.3、学生举例对实验解释完后,让学生举一些自己所见到的反冲运动的例子(如爆竹上天,焰火升空等).教师对正确的例子进行筛选,并解释一些典型的例子.4、解释火箭原理在学生举例时逐渐引入火箭发射现象,教师对古代火箭和现代火箭的原理进行解释,介绍火箭在导弹和航空领域的用途.5、课堂总结总结本节知识;鼓励学生学好物理知识,将来为祖国的科技事业贡献力量.例题讲解1、试解释气球某一处突然破裂时,为什么气球会向完好一面所在的方向飞去?解释:此现象与火箭发射的原理相似.气球突然漏气时,球中的气体向漏气的方向突然喷出,产生一个较快的速度,与此同时,气球橡胶膜会向相反方向急速而去.这时,气球橡胶膜的动量与喷出的气体的动量之和等于漏气前气球的动量.因此它符合动量守恒定理.2、步枪的质量为4kg,子弹的质量为0.008kg,子弹从枪口飞出时的速度为700m/s,如果战士抵住枪托,阻止枪身后退,枪身与战士的作用时间为0.05s,求战士身上受到的平均冲力有多大?分析与解子弹飞出时,由于内力较大,可以认为子弹和枪组成的系统动量守恒,子弹飞出时枪有一个反冲的速度,而战士用身体抵住枪托使枪身速度减为零,已知作用的时间可以求出战士身上受到的平均冲力。
设枪和子弹的质量分别为M,v,速度分别为和,选取枪身后退的速度的方向为正方向。
对枪身应用动量定理,对枪的平均作用力为F。
3、两个质量都为M的小船首尾相接停在湖面上,A船上有一质量为m的人,突然以相对于水面的水平速度,从A船跳到B船上站定,求1)A,B两船的速度2)如果此人反身又以相对于水面的水平速度从B船跳回到A船,以后两船的速度各为多少?分析与解在这个过程中,A,B两部与人组成的系统满足动量守恒定律的条件,选取水平面为参考系。
高中物理火箭反冲运动教案
一、教学目标
1. 了解火箭反冲运动的基本原理;
2. 掌握火箭运动的相关知识及公式;
3. 能够应用相关知识解决问题。
二、教学重点
1. 火箭反冲运动的基本原理;
2. 火箭运动的相关知识及公式。
三、教学难点
1. 火箭反冲运动的实际应用;
2. 解决复杂问题的能力。
四、教学过程
1. 导入
通过展示火箭发射的视频,引入火箭反冲运动的主题,并让学生讨论火箭发射时的反冲现象。
2. 理论讲解
(1)火箭反冲运动的原理
火箭是一种以推进物质的喷射产生动力的航天器。
根据牛顿第三定律,火箭产生的推力是
由废气向相反方向喷出而产生的,所以火箭会产生反冲力,使火箭向前运动。
(2)火箭运动的公式
根据牛顿第二定律,火箭的运动可以用以下公式来描述:
F = m * a
其中,F为火箭的推力,m为火箭的质量,a为火箭的加速度。
3. 例题练习
请学生计算一个火箭在发射时产生的推力,已知火箭的质量为1000kg,加速度为10m/s²。
4. 拓展应用
让学生思考,如果火箭的质量和加速度发生变化,会对火箭的反冲运动产生什么影响。
并让学生在小组内讨论并总结。
五、课堂小结
通过本节课的学习,学生应该能够了解火箭反冲运动的原理,掌握火箭运动的公式,以及能够应用相关知识解决问题。
六、作业布置
布置作业:让学生以火箭为例,分析其他运动中可能出现的反冲现象,并给出解决方案。
以上是本节课的教学内容,希望同学们能够认真学习,加强理解,掌握相关知识。
反冲运动 火箭
【基础知识概述】
1.反冲运动
(1)定义:________________________。
(2)原理:________________________。
(3)应用:反冲运动有利也有害,有利的—面我们可以应用,比如反击式水轮发电机、
喷气式飞机、火箭、宇航员在太空行走等等.反冲运动不利的一面则需要尽力去排
除,比如开枪或开炮时反冲运动对射击准确性的影响等.
2.火箭
火箭是反冲运动的典型应用之一,它通过长时间的持续的反冲运动,使火箭的飞
行速度逐渐提高,最后达到发射要求.如果要让具有一定初速度的物体逐渐减速,
可让物体的反冲运动方向与初速度方向相同,靠持续的减速而使物体的速度不断
减小.比如一些探测器要在它所探测的星球表面着陆,在它接近该星球到某一距
离时,就需要不断地向星球表面喷气,从而使探测器减速以安全着陆.
例1 A 、B 两船的质量均为M ,它们都静止在平静的湖面上,当A 船上质量为2
M 的人以水平速度v 从A 船跳到B 船,再从B 船跳回A 船.设水对船的阻力不计,经多次跳跃后,人最终跳到B 船上,则( ).
A .A 、
B 两船的速度大小之比为3∶2
B .A 、B(包括人)动量大小之比为1∶1
C .A 、B(包括人)动量之和为零
D .因跳跃次数未知,故以上答案均无法确定
例2 如图8-5-1所示,自行火炮连同炮弹的总质量为M ,当炮管水平,火炮车在水平路面上以1v 的速度向右匀速行驶中,发射一枚质量为m 的炮弹后,自行火炮的速度变为2v ,仍向右行驶.则炮弹相对炮筒的发射速度0v 为( ).
A .m
mv )v v (m 221+- B .
m )v v (M 21- C .m mv 2)v v (M 221+- D .m )v v (m )v v (M 2121--- 例3 装有炮弹的大炮总质量为M ,炮弹的质量为m ,炮弹射出炮口时对地的速度为0v ,若炮筒与水平地面的夹角为θ,则炮车后退的速度大小为( ).
A .
0v M
m B .
m M cos mv 0-θ C .m M mv 0- D .M cos mv 0θ
例4(2000·全国高考)图8-5-2为一空间探测器的示意图,4321P P P P 、、、是四个喷气发动机,31P P 、的连线与空间固定坐标系的x 轴平行,42P P 、的连线与y 轴平行.每台发动机开动时,都能向探测器提供推力,但不会使探测器转动.开始时,探测器以恒定的速率0v 向正x 方向平动,要使探测器改为向正x 轴偏负y 轴60°的方向以原来的速率0v 平动,则
( ).
A .先开动1P 适当时间,再开动4P 适当时间
B .先开动3P 适当时间,再开动2P 适当时间
C .开动4P 适当时间
D .先开动3P 适当时间,再开动4P 适当时间
例5.在砂堆上有一木块,质量M =5 kg ,木块上放一爆竹,质量m =0.10kg .点燃爆竹后木块陷入砂中深5cm ,若砂对木块运动的阻力恒为58N ,不计爆竹中火药质量和空气阻力.求爆竹上升的最大高度.
例6 一个宇航员,连同装备的总质量为100 kg ,在空间跟飞船相距45 m 处相对飞船处于静止状态.他带有一个装有0.5 kg 氧气的贮氧筒,贮氧筒上有—个可以使氧气以50m/s 的速度喷出的喷嘴.宇航员必须向着跟返回飞船方向相反的方向释放氧气,才能回到飞船上去,同时又必须保留一部分氧气供他在返回飞船的途中呼吸.已知宇航员呼吸的耗氧率为
s /kg 10524-⨯.,试问:
(1)如果他在准备返回飞船的瞬时,释放0.15kg 的氧气,他能安全地回到飞船吗?
(2)宇航员安全地返回飞船的最长和最短时间分别为多少?。