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动量守恒定律 第6节　反冲现象　火箭
【学习目标】
1.通过实验认识反冲运动，能举出反冲运动的实例，知道火箭的发射是反冲现象。
2.能结合动量守恒定律对常见的反冲现象作出解释。
3.了解我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的自信。
【合作学习·难点探究】
探究一、反冲运动的理解和应用
思考：1、章鱼游动时应用了什么物理原理？
1.定义：如果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，另一部分必然向__________的方向运动，这个现象叫作反冲．
2. 在生活中，经常会见到反冲现象：吹饱的气球松手后喷出气体，同时向相反方向飞去；点燃“钻天猴”的药捻，“钻天猴”便会向后喷出亮丽的火焰，同时“嗖”的一声飞向天空；乌贼向后喷出水后，它的身体却能向前运动．请结合这些事例，分析反冲运动的特点：
(1)反冲运动的受力有什么特点？
(2)反冲运动过程中系统的动量是否守恒？
(3)反冲运动过程中系统的机械能有什么变化？
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。
【例1】(多选)下列属于反冲现象的是（　　）
A．乒乓球碰到墙壁后弹回
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
C．用力向后蹬地，人向前运动
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动
【针对训练】1. 小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)．要使小车向前运动，可采用的方法是(　　)
A. 打开阀门S1　 B. 打开阀门S2　 C. 打开阀门S3　 D. 打开阀门S4
探究二、火箭的工作原理分析
火箭喷气属于反冲类问题，是动量守恒定律的重要应用．在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题．
【例2】火箭发射喷射出来的燃气的质量为m1，燃料燃尽后火箭的质量为m2，火箭燃气的喷射速度为v1.
试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v2；
分析提高火箭飞行速度的可行办法．
【针对训练】2.“世界航天第一人”是明朝的万户，如图所示，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及其所携设备(火箭、椅子、风筝等)的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)
A.火箭的推力来源于空气对它的反作用力
B.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C.喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为
D.在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒
探究三、“人船模型”的应用
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．
【例3】 如图所示，有一只小船停在静水中，一人站在船头．已知人的质量m＝60 kg，船的质量M＝120 kg，船长为L＝3 m，若此人从船头走到船尾，不计水的阻力，则：
船在水中移动的距离是多少？
归纳人船模型的运动特点．
①两物体满足动量守恒定律：
②运动特点：
【针对训练】3. 人和气球离地高为h，恰好悬浮在空中，气球质量为M，人的质量为m.人要从气球下拴着的软绳上安全到达地面，软绳的长度至少为多长？
【随堂练习】
1. 运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是(　　)
A. 燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭
B. 火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭
C. 火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭
D. 火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
2. (多选)某人站在静止于水面的船上，从某时刻开始，人从船头走向船尾，水的阻力不计，则(　　)
A. 人匀速运动，船则匀速后退，两者的速度大小与它们的质量成反比
B. 人走到船尾不再走动，船也停止不动
C. 不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反的
D. 船的运动情况与人行走的情况无关
3. 平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货厢边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A点，距货厢水平距离为l＝4 m，如图所示．人的质量为m，车连同货厢的质量为M＝4m，货厢高度为h＝1.25 m，求：人跳出后到落到地板上时车的反冲速度是多少？

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