人教版高中物理选修3-5第16章《动量守恒定律》16.5《反冲运动 火箭》教学设计

5 反冲运动 火箭

[目标定位] 1.生疏反冲运动，能举出几个反冲运动的实例.2.结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的力量.3.了解火箭的飞行原理及打算火箭最终速度大小的因素．

一、反冲运动

1．反冲：依据动量守恒定律，假如一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必定向相反的方向运动．

2．反冲现象的应用及防止

(1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转，可以自动转变喷水的方向．

(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的精确 性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以削减反冲的影响．

想一想 为什么反冲运动系统动量守恒？

答案 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，所以系统的总动量是守恒的．

二、火箭

1．工作原理：火箭的工作原理是反冲运动，其反冲过程动量守恒．它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前的速度．

2．影响火箭获得速度大小的因素

(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2__000～4__000 m/s.

(2)火箭的质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比，打算于火箭的结构和材料．现代火箭的质量比一般小于10．

喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大．

一、对反冲运动的理解

1．反冲运动的特点及遵循的规律

(1)特点：是物体之间的作用力与反作用力产生的效果．

(2)条件：

①系统不受外力或所受外力之和为零；

②内力远大于外力；

③系统在某一方向上不受外力或外力分力之和为零；

(3)反冲运动遵循动量守恒定律．

2．争辩反冲运动应留意的两个问题

(1)速度的反向性

对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲与抛出部分必定相反．

(2)速度的相对性

一般都指对地速度．

例1

16.5 反冲运动 火箭

课题

反冲运动 火箭 课时 1

教学

目标 （一）知识与技能

1．进一步巩固动量守恒定律.

2．知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用.

3．了解航天技术的发展和应用.

（二）过程与方法

理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题.

（三）情感、态度与价值观

培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能.

重点

难点 教学重点：运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质

教学难点：动量守恒定律的应用．

教具

准备 铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理模型，礼花，有关航天发射、空间站等的录像带剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备.

教学过程与教学内容 备注

（一）引入新课

教师：用实验方法引入新课：

演示实验1：老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围.

演示实验2：用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去.

教师启发、引导，学生讨论、交流. 演示实验3：把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来.

提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢？实验3中，细管为什么会旋转起来呢？

看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等.应该如何去解释这些现象呢？这节课我们就学习有关此类的问题.

（二）进行新课

一、反冲运动

1、反冲运动

一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另外一个部分必然向相反方向运动，这个现象叫反冲运动.

（1）分析：细管为什么会向后退？

教师：引导学生自学书本，展开讨论，得出结论：

湖北大学附属中学物理(选修3 5)导学案 16.5《反冲运动火箭》（人教版）

湖北大学附属中学物理(选修3-5)导学案16.5《反冲运动火箭》（人教版）

实现你的梦想~

课题16.5反冲运动火箭1、进一步巩固动量守恒定律2、知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用3、了解航天技术的发展和应用学习目标4、理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析解决有关反冲运动的问题5、培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能学习重难点重点：运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质难点：动量守恒定律的应用学法指导预习评价课堂学习流程设计【课程导学】（一）1.反冲运动：物体通过分离出一部分物体，使另一部分向的方向运动的现象，叫做反冲运动。被分离的一部分物体可以是高速喷射出的液体、气体，也可以是被弹出的固体。2.反冲运动的特点：反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为变力，且作用力大，一般都都满足内力>>外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理。⑴反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相作用的两物体间的相对速度，这是应将相对速度转化成对地的速度后，在列动量守恒的方程。⑵在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如火箭在运动过程中，随着燃料的消耗火箭本身的质量不断在减小，此时必须取火箭本身和在相互作用时的整个过程来进行研究。z{|}~■点亮心灯~~~///(^v^)\\\\\\~~~照亮人生z{|}~■3.反冲运动的应用：火箭、喷气式飞机或水轮机、灌溉喷水器等。xyz{|}~精诚凝聚=^_^=成就梦想xyz{|}~

（二） 火箭1火箭：现代火箭是指通过喷射高温高压气体推进的飞机。2.火箭的工作原理：动量守恒定律。【示例分析】示例1下列哪项措施有助于提高喷气式飞机的飞行速度（）a.提高喷射气体的速度B.提高喷射气体的温度C.增加喷射气体的质量D.减小喷射气体的密度。例2。当质量为m的静止原子核以相对速度V发射质量为m的粒子后，原子核剩余部分的反冲速度为（）a。例3。火箭喷气发动机每次喷射M=200g气体，喷射到地面的气体相对速度为v=1000m/s。假设火箭初始质量为M=300kg，发动机每秒喷射20次，不考虑地球重力和空气阻力，一秒钟结束时火箭发动机的速度是多少？mvm？嗯？嗯。c、

1 双基限时练(六) 习题课

1．如图所示，在光滑水平面上，用等大异向的F1、F2分别同时作用于A、B两个静止的物体上，已知mA＜mB，经过相同的时间后同时撤去两力，以后两物体相碰并粘为一体，则粘合体最终将( )

A．静止 B．向右运动

C．向左运动 D．无法确定

解析 选取A、B两个物体组成的系统为研究对象，根据动量定理，整个运动过程中，系统所受的合外力为零，所以动量改变量为零，初始时刻系统静止，总动量为零，最后粘合体的动量也为零，即粘合体静止，所以选项A正确．

答案 A

2．一弹簧枪可射出速度为10 m/s的铅弹，现对准以6 m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹，铅弹射入木块后未穿出，木块继续向前运动，速度变为5 m/s.如果想让木块停止运动，并假定铅弹射入木块后都不会穿出，则应再向木块迎面射入的铅弹数为( )

A．5颗 B．6颗

C．7颗 D．8颗

解析 第一颗铅弹射入，有m1v0－m2v＝(m1＋m2)v1，代入数据可得m1＝15m2，设再射入n颗铅弹木块停止，有(m1＋m2)v1－nm2v＝0，解得n＝8.

答案

D

3．如图所示，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一人静止站在A车上，两车静止，若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车，静止于A车上，则A车的速率( )

A．等于零

B．小于B车的速率

C．大于B车的速率

2 D．等于B车的速率

解析 以A、B两车和人整体为研究对象，以A车最终速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

(m＋M)vA－MvB＝0，解得vAvB＝Mm＋M，所以vA

答案 B

4．(多选题)质量为M的物块以速度v运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为( )

A．2 B．3

C．4 D．5

解析 根据动量守恒和能量守恒得碰撞后两者的动量都为p，则总动量为2p，根据p2＝2mEk，以及能量的关系得4p22M≥p22m＋p22M，所以Mm≤3，故A、B正确．