高中物理第十六章动量守恒定律第5节反冲运动火箭教学案人教版5

课时16. 5反冲运动火箭1. 经历实验探究，认识生活中的反冲运动。

2. 用动量守恒定律解释反冲运动，进一步提高运用动量守恒定律分析、解决实际问题的能力。

3. 知道火箭的工作原理和主要用途，了解我国航天、导弹事业的发展。

1. 反冲(1)根据动量守恒定律知，如果一个静止的物体在①的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向②的方向运动，这种现象叫作反冲。

(2)举出几个生活中反冲现象的例子：③、④、“冲天炮”、喷气式飞机等。

(3)反冲运动的应用及防止应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出的，一边喷水，一边⑤。

防止：用步枪射击时，由于枪身向后发生反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在⑥，以减小反冲运动的影响。

2. 火箭(1)火箭和喷气式飞机的飞行应用了⑦原理，它们都是靠向后喷出高速气流的⑧作用而获得巨大的速度的。

(2)火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出的物质的质量与火箭本身的质量之比越大，火箭获得的速度⑨。

为了能使火箭达到发射卫星所需要的速度，苏联科学家奥尔科夫斯基提出了⑩的概念。

(3)我国自行研制的火箭于年首次升空;我国于年成功发射第一颗人造卫星。

主题1：反冲情景：如图所示，用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装有从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。

问题：为什么燃气和细管的运动方向会相反?主题2：火箭情景：“长征五号”是中国研制的新一代无毒、无污染、高性能、低成本和大推力的重型运载火箭系列，在“长征五号”大型运载火箭和海南文昌航天发射基地问世后，中国航天将具备将1. 2吨至25吨的有效载荷送入近地轨道，1. 8吨至14吨的有效载荷送入地球同步转移轨道的能力，推动中国空间应用产业、载入航天技术和天文科学的发展，也必将大大提高中国在国际航天发射市场上的竞争能力。

16.5 反冲运动火箭一、教学内容：普通高中课程标准实验教科书选修3—5第十六章第五节反冲运动火箭二、教材分析：本节课是选修3---5动量守恒定律的第五节，这节课是动量守恒定律的应用，对动量守恒定律的反馈。

当物体一部分以一定的速度离开物体时，具有动量，由动量守恒定律可知，物体剩余部分将获得一个反向的冲量而向相反方向运动，这种向相反方向的运动，通常称为反冲运动。

反冲运动的原理就是应用动量守恒定律，在实际中反冲有广泛的应用。

例如：用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。

还有灌溉喷水器，喷气式飞机，火箭，章鱼的运动等，本节课主要介绍了火箭，火箭是反冲运动的重要应用。

火箭靠喷出气体的反冲作用而获得巨大速度的，火箭的最大速度取决于两个条件：一是喷气速度、二是质量比（火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量比）。

这节课重点是应用动量守恒定律，正确处理反冲运动及解释有关反冲的现象，难点是理解火箭的最大速度的决定条件。

本节教学中主要让学生自己根据已经学过的知识分析反冲运动的应用，通过自己的探索，把学过的知识应用于实际，本节内容涉及到火箭的历史和我国航空航天业的发展，这正是学生感兴趣的内容，通过学生自己的探索，不但把学过的知识应用于实际还可以激发他们的创新精神。

三.教学的三维目标：1、知识与技能通过本节教学让学生知道反冲运动和火箭的原理，并且能应用反冲的原理解释有关反冲的实际问题，以及了解火箭的基本知识。

同时通过教学培养学生的自我表达能力，培养学生的动手能力，培养学生研究问题分析问题和解决问题的能力，激发他们的创新精神。

2、过程与方法通过本节教学使学生了解科学研究的方法，让学生认识到研究性学习是学习的一部分。

知道科学探究方法在认识世界中的重要作用。

3、情感、态度与价值观通过本节教学使学生知道研究问题需要不断的探索和实践，需要有严谨的科学态度。

在制作过程中需要小组成员共同努力，体现了集体合作的精神。

本节教学注重让学生理论联系实际，把所学的知识应用于实际，做到学有所用。

第十六章 动量守恒定律16.5反冲 火箭【教学目标】1．知道反冲运动的含义和反冲运动在技术上的应用。

2．知道火箭的飞行原理和主要用途。

重点：反冲运动在技术上的应用。

难点：反冲运动在技术上的应用。

【自主预习】1.根据动量守恒定律，如果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，另一部分必然向________的方向运动。

这个现象叫做________。

章鱼的运动利用了________的原理。

2．喷气式飞机和火箭的飞行应用了________的原理，它们都是靠________的反冲作用而获得巨大速度的。

3．火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比叫做火箭的________。

这个参数一般小于________，否则火箭结构的强度就有问题。

4.反冲(1)反冲：根据动量守恒定律，如果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，另一部分必然向相反的方向运动。

这个现象叫做反冲。

(2)反冲运动的特点：反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。

反冲运动过程中，一般满足系统的合外力为零或内力远大于外力的条件，因此可以运用动量守恒定律进行分析。

若系统的初始动量为零，由动量守恒定律可得0＝m 1v ′1＋m 2v ′2。

此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率则与质量成反比。

(3)应用：反冲运动有利也有害，有利的一面我们可以应用，比如农田、园林的喷灌装置、旋转反击式水轮发电机、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。

5. 火箭(1)火箭：现代火箭是指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)火箭的工作原理：动量守恒定律。

(3)现代火箭的主要用途：利用火箭作为运载工具，例如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船。

6.“人船模型”的处理方法1．“人船模型”问题的特征两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒，在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。

《自由落体运动》教学设计量守恒定律的应用。

_____避免有害的反冲运动：射击时，子弹向前飞去，枪身向后喷出，设火箭飞行时在极短时间内喷射燃气的质量为教师：指导学生看书，发动机每秒喷气20次，在）当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？主要采用科学探究等方法开展本节教学，突显学生的主体地位。

在探究活动中，引导学生积极观察、积极思考，充分发挥学生的主动性和创造性，寻找解决问题的方法。

感受到物理学的快乐和魅力。

本设计强调学生的主动参与，重视知识的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育，重视学生合作意识和合作能力的培养。

基本思维程序：创设情景，导入课题→投放目标，引领方法→互动求知，合作探究→应用拓展，内化完善→适时检测，达标演练→归纳总结，整合提升。

附：课外阅读材料（印发给学生）２０１６，中国航天收获成功２０１６年，中国航天人交出的成绩单，格外耀眼：新型火箭首发成功、首个海滨航天发射场建成使用、天宫二号和神舟十一号载人飞行任务圆满成功、多颗卫星发射升空……２０１６年，“长征家族”再添两名新成员。

——６月２５日，我国新一代中型运载火箭长征七号在万众瞩目中飞向太空，标志着我国载人航天工程空间实验室飞行任务首战告捷，也标志着我国进入太空空间的能力大幅提升。

——１１月３日，我国新一代大型运载火箭长征五号首飞成功，成为我国起飞质量最大、起飞推力最大、箭体结构最大、运载能力最大的火箭。

航天发射场呈现新格局：以长征七号首飞成功为标志，海南文昌航天发射场正式投入使用。

文昌航天发射场于２００９年９月开工建设，２０１４年１１月建成。

发射场由测试发射、测量控制、通信、气象、技术勤务保障等五大系统组成，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站、货运飞船、深空探测器等发射任务。

载人航天站上新高度：２０１６年中秋之夜，西北戈壁大漠月色醉人，长征二号ＦＴ２火箭托举着我国第一个空间实验室——天宫二号飞向太空。

天宫二号是我国载人航天工程空间实验室阶段任务的核心任务，主要目的就是为中国空间站的建造进行航天员中期驻留、推进剂补加、在轨维修等关键技术验证。

第十六章 动量守恒定律第五节 反冲运动 火箭 学案班别 姓名 学号一、自主预习（一）反冲1．反冲定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将做_____________的运动，这种现象叫反冲运动。

2．反冲中的动量守恒：物体间的相互作用力是________，作用时间很___，作用力很______，远远大于系统受到的__________，可以与动量守恒定律来处理。

3．反冲中的能量：因为有其他形式的能转化为_______，所以系统的___________________。

（二）爆炸1．爆炸中的动量守恒：物体间的相互作用力是________，作用时间很_____，作用力很______，远远大于系统受到的__________，可以与动量守恒定律来处理。

2．爆炸中的能量：因为有其他形式的能转化为_________，所以系统的________________。

3．爆炸后的运动状态：在空中沿水平方向运动的物体，如果爆炸后分裂成两块，前面一块做平抛运动时，后面一块可能做同向或反向的平抛运动，也可能做自由落体运动。

相反方向 变力 短 大 外力 动能 动能增加变力 短 大 外力 动能 动能增加二、课堂突破（一）爆炸和反冲1．爆炸的特点（1）动量守恒。

由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸时物体间的相互作用力远远大于系统受到的外力，所以爆炸过程中，系统的总动量守恒。

（2）动能增加。

在爆炸过程中，由于其他形式的能量（如化学能）转化为动能，所以爆炸后系统的总动能增加。

（3）位移不变。

爆炸时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般忽略不计，可以认为爆炸后物体仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动。

2．反冲（1）现象。

物体的不同部分在内力的作用下向相反的方向运动。

（2）特点。

一般情况下，物体间的相互作用力（内力）较大，因此系统动量往往有以下几种情况： ①动量守恒；②动量近似守恒；③某一方向动量守恒。

【例题1】有一个以10 m/s 的速度飞行的手榴弹炸成两块，这两块的质量m 1=0.6 kg ，m 2=0.4 kg ，较大的一块炸裂后仍按原方向运动其速度增加到50 m/s 。

5 反冲运动火箭学习目标知识脉络1.了解反冲运动的概念及反冲运动的一些应用．2．知道反冲运动的原理．(重点)3．掌握应用动量守恒定律解决反冲运动问题．(重点、难点)4．了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素．(难点)反冲运动[先填空]1．定义根据动量守恒定律，如果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，另一部分必然向相反的方向运动，这个现象叫做反冲．2．反冲原理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，系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得同样大小的动量．3．公式若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的形式变为0＝m1v1＋m2v2，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率与质量成反比．[再判断]1．做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反．(√)2．一切反冲现象都是有益的．(×)3．章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．(√)[后思考]1．反冲运动中，内力做功的代数和是否为零？【提示】不为零．反冲运动中，两部分受到的内力做功的代数和为正值．2．两位同学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m时，有一位同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于2 m，跳到岸上绝对没有问题．于是她纵身一跳，结果却掉到了水里(如图16­5­1所示)，她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？图16­5­1【提示】这位同学与船组成的系统在不考虑水的阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳起前后遵循动量守恒定律．在她向前跳起瞬间，船要向后运动．[合作探讨]如图16­5­2所示，为一条约为180 kg的小图16­5­2船漂浮在静水中，当人从船尾走向船头时，小船也发生了移动，不计水的阻力．探讨1：小船发生移动的动力是什么力？小船向哪个方向运动？【提示】摩擦力．向左运动，即与人行的方向相反．探讨2：当人走到船头相对船静止时，小船还运动吗？为什么？【提示】不运动．小船和人组成的系统动量守恒，当人的速度为零时，船的速度也为零．探讨3：当人从船尾走到船头时，有没有可能出现如图16­5­3甲或如图乙的情形？为什么？甲乙图16­5­3【提示】不可能．由系统动量守恒可知，人和船相对于地面的速度方向一定相反，不可能向同一个方向运动，且人船位移比等于它们质量的反比．[核心点击]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的矢量和为零．②内力远大于外力；③系统在某一方向上不受外力或该方向上所受外力之和为零．(3)反冲运动遵循动量守恒定律．2．讨论反冲运动应注意的两个问题(1)速度的反向性对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛出部分必然相反．(2)速度的相对性一般都指对地速度．3．“人船模型”问题(1)定义两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒．在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比．这样的问题归为“人船模型”问题.(2)特点①两物体满足动量守恒定律：m 1v 1－m 2v 2＝0.②运动特点：人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即x 1x 2＝v 1v 2＝m 2m 1. ③应用此关系时要注意一个问题：即公式v 1、v 2和x 一般都是相对地面而言的．1．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图16­5­4所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S 1、S 2、S 3、S 4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是打开阀门________．图16­5­4【解析】 根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，由0＝m 水v 水＋m 车v 车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出．【答案】 S 22．质量为M 的热气球吊筐中有一质量为m 的人，共同静止在距地面为h 的高空中．现从气球上放下一根质量不计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地面，则软绳至少有多长？【解析】 如图所示，设绳长为L ，人沿软绳滑至地面的时间为t ，由图可知，L ＝x 人＋x 球．设人下滑的平均速度大小为v 人，气球上升的平均速度大小为v 球，由动量守恒定律得：0＝Mv 球－mv 人即0＝M ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 球t －m ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 人t ，0＝Mx 球－mx 人 又有x 人＋x 球＝L ，x 人＝h 解以上各式得：L ＝M ＋m M h . 【答案】 M ＋m Mh解决“人船模型”应注意两点(1)适用条件：①系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零；②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向)．(2)画草图：解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移．火 箭[先填空]1．原理火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用来获得巨大速度．2．影响火箭获得速度大小的因素一是喷气速度，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比．喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大．[再判断]1．火箭点火后离开地面向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果．(×)2．在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．(√)3．火箭发射时，火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能．(√)[后思考]假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？【提示】 应配置喷气式飞机．喷气式飞机利用反冲运动原理，可以在真空中飞行，而螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的，不能在真空中飞行．[合作探讨]如图16­5­5所示，是多级运载火箭的示意图，发射时，先点燃第一级火箭，燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作．图16­5­5探讨1：火箭点火后能加速上升的动力是什么力？【提示】 燃烧产生的气体高速向下喷出，气体产生的反作用力推动火箭加速上升． 探讨2：要提升运载物的最大速度可采用什么措施？【提示】 提高气体喷射速度，增加燃料质量，及时脱离前一级火箭空壳．[核心点击]1．火箭的速度设火箭在Δt 时间内喷射燃气的质量为Δm ，速度为u ，喷气后火箭的质量为m ，获得的速度为v ，由动量守恒定律：0＝mv ＋Δmu ，得v ＝－Δm mu . 2．决定因素火箭获得速度取决于燃气喷出速度u 及燃气质量与火箭本身质量之比Δm m两个因素． 3．多级火箭由于受重力的影响，单级火箭达不到发射人造地球卫星所需要的7.9 km/s ，实际火箭为多级．多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度．目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求．3．一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，探测器匀速运动时，其喷气方向为________．【解析】 探测器匀速运动时，通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力为零，根据反冲运动的特点可知应竖直向下喷气．【答案】 竖直向下4．将静置在地面上，质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是________．【解析】 应用动量守恒定律解决本题，注意火箭模型质量的变化．取向下为正方向，由动量守恒定律可得：0＝mv 0－(M －m )v ′故v ′＝mv 0M －m. 【答案】mv 0M －m 5．一火箭喷气发动机每次喷出m ＝200 g 的气体，气体离开发动机喷出时的速度v ＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭质量M ＝300 kg ，发动机每秒喷气20次．求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？【解析】 法一：喷出气体的运动方向与火箭运动的方向相反，系统动量守恒第一次气体喷出后，火箭速度为v 1，有(M －m )v 1－mv ＝0所以v 1＝mvM －m第二次气体喷出后，火箭速度为v 2，有(M －2m )v 2－mv ＝(M －m )v 1所以v 2＝2mv M －2m第三次气体喷出后，火箭速度为v 3，有(M －3m )v 3－mv ＝(M －2m )v 2所以v 3＝3mv M －3m ＝3×0.2×1 000300－3×0.2m/s ＝2 m/s. 法二：选取整体为研究对象，运用动量守恒定律求解．设喷出三次气体后火箭的速度为v3，以火箭和喷出三次气体为研究对象，据动量守恒定律，得(M－3m)v3－3mv＝0所以v3＝3mvM－3m＝2 m/s.【答案】 2 m/s火箭类问题的三点提醒(1)火箭在运动过程中，随着燃料的燃烧，火箭本身的质量不断减小，故在应用动量守恒定律时，必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象．注意反冲前、后各物体质量的变化．(2)明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是否为同一参考系，如果不是同一参考系要设法予以调整，一般情况要转换成对地的速度．(3)列方程时要注意初、末状态动量的方向．学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．一气球由地面匀速上升，当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时，下列说法正确的是 ( )A．气球可能匀速上升B．气球可能相对地面静止C．气球可能下降D．气球运动速度不发生变化E．气球可能加速上升【解析】设气球质量为M，人的质量为m，由于气球匀速上升，系统所受的外力之和为零，当人沿吊梯向上爬时，动量守恒，则(M＋m)v0＝mv1＋Mv2，在人向上爬的过程中，气球的速度为v2＝M＋m v0－mv1M.当v2＞0时，气球可匀速上升；当v2＝0时气球静止；当v2＜0时气球下降．所以，选项A、B、C均正确．要使气球运动速度不变，则人的速度仍为v0，即人不上爬，显然不对，D选项错误．E项违背动量守恒．【答案】ABC2．质量为m的人在质量为M的小车上从左端走到右端，如图16­5­6所示，当车与地面摩擦不计时，那么( )图16­5­6A．人在车上行走，若人相对车突然停止，则车也突然停止B．人在车上行走的平均速度越大，则车在地面上移动的距离也越大C．人在车上行走的平均速度越小，则车在地面上移动的距离就越大D．不管人以什么样的平均速度行走，车在地面上移动的距离相同E．人在车上行走的平均速度越大，车在地面移动的平均速度也越大【解析】由人与车组成的系统动量守恒得：mv人＝Mv车，可知A、E正确；设车长为L，由m(L－x车)＝Mx车得，x车＝mM＋mL，车在地面上移动的位移大小与人的平均速度大小无关，故D正确，B、C均错误．【答案】ADE3．一装有柴油的船静止于水平面上，若用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图16­5­7所示．不计水的阻力，船的运动情况是________________．(填“向前运动”“向后运动”或“静止”)图16­5­7【解析】虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程．【答案】向前运动4．质量为M的火箭，原来以速度v0在太空中飞行，现在突然向后喷出一股质量为Δm 的气体，喷出气体相对火箭的速度为v，则喷出气体后火箭的速率为________．【解析】依题意可知，火箭原来相对地的速度为v0，初动量为p0＝Mv0，质量为Δm 的气体喷出后，火箭的质量为(M－Δm)，设气体喷出后，火箭和气体相对地的速度分别为v1和v2，则气体相对火箭的速度为：v＝v1＋v2，v2＝v－v1，选v1的方向为正方向，则系统的末动量为：p＝(M－Δm)v1＋Δm[－(v－v1)]＝Mv1－Δmv，由动量守恒定律，有p＝p0，则：Mv1－Δmv＝Mv0，所以v1＝(Mv0＋Δmv)/M.【答案】(Mv0＋Δmv)/M5．如图16­5­8所示，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v 1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m 的炮弹后，火炮的速度变为v 2，仍向右行驶．则炮弹相对炮筒的发射速度v 0为________．图16­5­8【解析】 火炮水平匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，系统动量守恒．设向右为正方向，发射前动量之和为Mv 1，发射后系统的动量之和为(M －m )v 2＋m (v 0＋v 2)，由Mv 1＝(M －m )v 2＋m (v 0＋v 2)，解得v 0＝Mv 1－M －m v 2m －v 2＝M v 1－v 2m. 【答案】 M v 1－v 2m6．有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重1吨左右)，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而且轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d ，然后用卷尺测出船长L .已知他身体的质量为m ，则小船的质量为多少？【解析】 如图所示，设该同学在时间t 内从船尾走到船头，由动量守恒定律知，人、船在该时间内的平均动量大小相等，即：m x 人t ＝M d t又：x 人＝L －d解得M ＝m L －d d. 【答案】m L －d d[能力提升] 7．平静的水面上停着一只小船，船头站立着一个人，船的质量是人的质量的8倍．从某时刻起，这个人向船尾走去，走到船中部他突然停止走动．水对船的阻力忽略不计．下列说法中正确的是( )A ．人走动时，他相对于水面的速度大于小船相对于水面的速度B ．他突然停止走动后，船由于惯性还会继续走动一小段时间C ．人在船上走动过程中，人对水面的位移是船对水面的位移的9倍D ．人在船上走动过程中，人的动能是船的动能的8倍E ．人在船上走动过程中，人对水面的位移是船对水面的位移的8倍【解析】 人船系统动量守恒，总动量始终为零，因此人、船动量等大，速度与质量成反比，A 正确；人“突然停止走动”是指人和船相对静止，设这时人、船的速度为v ，则(M ＋m )v ＝0，所以v ＝0，说明船的速度立即变为零，B 错误；人和船系统动量守恒，速度和质量成反比，因此人的位移是船的位移的8倍，C 错误E 正确；动能、动量关系E k ＝p 22m ∝1m，人在船上走动过程中人的动能是船的动能的8倍，D 正确．【答案】 ADE8．如图16­5­9所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M ，顶端高度为h .今有一质量为m 的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是多少？【导学号：66390015】图16­5­9【解析】 此题属于“人船模型”问题，m 与M 组成的系统在水平方向上动量守恒，设m 在水平方向上对地位移为x 1，M 在水平方向上对地位移为x 2因此0＝mx 1－Mx 2①且x 1＋x 2＝h cot α②由①②可得x 2＝mh cot αM ＋m . 【答案】 mh cot αM ＋m9．某校课外科技小组制作了一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m 3/s ，喷出速度保持水平且对地为10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg ，则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动，阻力不计，水的密度是103 kg/m 3.【解析】 “水火箭”喷出水流做反冲运动，设火箭原来总质量为m ，喷出水流的流量为Q ，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v ，火箭的反冲速度为v ′，由动量守恒定律得(m －ρQt )v ′＝ρQtv火箭启动后2 s 末的速度为v ′＝ρQtv m －ρQt ＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2 m/s ＝4 m/s. 【答案】 4 m/s10．如图16­5­10所示，一质量为m 的玩具蛙蹲在质量为M 的小车的细杆上，小车放在11 光滑的水平面上，若车长为L ，细杆高为h 且位于小车的中央，试问玩具蛙对地最小以多大的水平速度跳出才能落到地面上(重力加速度为g)?图16­5­10【解析】 蛙和车组成的系统水平方向动量守恒，则Mv ′－mv ＝0蛙下落时间t ＝2h g若蛙恰好落地，则有v ′t ＋vt ＝L 2解得v ＝ML 2M ＋m g2h .【答案】 ML 2M ＋m g2h。

反冲运动火箭教学目标：一、知识目标：1、知道什么是反冲运动，能举出几个反冲运动的实例；2、知道火箭的飞行原理和主要用途。

二、能力目标：1、结合实际例子，理解什么是反冲运动；2、能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；3、进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力三、德育目标：1、通过实验，分析得到什么是反冲运动，培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。

2、通过介绍我国成功地研制和发射长征系列火箭的事实，结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进先烈，激发学生热爱社会主义的情感。

教学重点：1、知道什么是反冲。

2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。

教学难点：如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。

教学方法：1、通过观察演示实验，总结归纳得到什么是反冲运动。

2、结合实例运用动量守恒定律解释反冲运动。

教学用具：反冲小车、玻璃棒、气球、酒精、反冲塑料瓶等课时安排：1课时教学步骤：导入新课[演示]拿一个气球，给它充足气，然后松手，观察现象。

[学生描述现象]释放气球后，气球内的气体向后喷出，气球向相反的方向飞出。

[教师]在日常生活中，类似于气球这样的运动很多，本节课我们就来研究这种。

新课教学：（一）反冲运动火箭1、教师分析气球所做的运动给气球内吹足气，捏紧出气孔，此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。

松开出气孔时，气球中的气体向后喷出，气体具有能量，此时气体和气球之间产生相互作用，气球就向前冲出。

2、学生举例：你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动？学生：节日燃放的礼花。

喷气式飞机。

反击式水轮机。

火箭等做的运动。

3、同学们概括一下上述运动的特点，教师结合学生的叙述总结得到：某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体，气体或弹射出一个小物体，从而使物体本身获得一反向速度的现象，叫反冲运动4、分析气球。

火箭等所做的反冲运动，得到：在反冲现象中，系统所受的合外力一般不为零；但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒。

人教版高中物理选修3-5《 16.5 反冲运动火箭》教课方案教课方案部分16．5反冲运动火箭【教课目标】（一）知识与技术1．进一步牢固动量守恒定律2．知道反冲运动和火箭的工作原理，认识反冲运动的应用3．认识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，可以运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。

（三）感情、态度与价值观培育学生着手动脑的能力，发掘学生研究新知识的潜能。

【教课要点】运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质【教课难点】动量守恒定律的应用．【教课方法】教师启迪、指引，学生谈论、交流。

【教课器具】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，投电影，多媒体辅助教课设备【课时安排】1课时【教课过程】（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，而后，让气球张口向自己松手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险氛围”，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，用火柴或其余方法给细管加热，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。

〖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。

发问：实验 1、2 中，气球、细管为何会向退后呢？实验 3 中，细管为何会旋转起来呢？看起来很小的几个实验，此中包含了好多现代科技的基根源理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。

应当如何去解说这些现象呢？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，别的一个部分必定向相反方向运动，这个现象叫反冲运动。

（1）分析：细管为何会向退后？教师：指引学生自学书籍，睁开谈论，得出结论：当气体从管内喷出时，它拥有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。

第5节反冲运动__火箭1．一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，另一部分必然向相反的方向运动，这个现象叫反冲。

2．喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理。

3．日常生活中，有时要应用反冲，有时要防止反冲，如农田、园林的喷灌利用了水的反冲，用枪射击时，要防止枪身的反冲。

一、反冲运动1．定义一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动的现象。

2．特点(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。

(2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理。

3．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。

(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。

二、火箭1．工作原理：利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出，使火箭获得巨大速度。

2．影响火箭获得速度大小的两个因素：(1)喷气速度：现代火箭的喷气速度为2 000～4 000 m/s。

(2)质量比：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比。

喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。

3．现代火箭的主要用途：利用火箭作为运载工具，如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船等。

1．自主思考——判一判(1)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。

(√)(2)只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析。

(×)(3)反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子。

(√)(4)火箭应用了反冲的原理。

(√)2．合作探究——议一议(1)反冲运动过程中，动量守恒吗？为什么？提示：守恒。

因为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。