1.6反冲 现象火箭 导学案 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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1.6反冲 现象火箭 导学案 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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1.6反冲现象 火箭(第1课时)
【学习目标】
1.经历实验探究,认识反冲运动,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能力。
3.知道火箭的飞行原理和主要用途,了解我国的航空、航天事业的巨大成就,我们热爱祖国的情感。
【学习重点】
反冲运动的特点及应用动量守恒定律对反冲运动进行定量计算。
【学习难点】
如何运用动量守恒定律分析、解决反冲运动问题。
【情景导入】
你知道章鱼、乌贼是怎样游动的吗?它们先把水吸入体腔,然后用力压水,通过身体前面的孔将水喷出,使身体很快地运动。章鱼能够调整喷水的方向,这样可以使得身体向任意方向前进。
章鱼游动时体现了什么物理原理?
【新课学习】
【学习任务一】反冲
1.概念:根据动量守恒定律,一个静止的物体在 力的作用下分裂为两个部分,一部分向某一方向运动另一部分必然向 的方向运动,这个现象叫做反冲现象。
2.原理:反冲运动的基本原理是 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 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= ,此式表明,做反冲运动的两部分的动量大小 、方向 ,而它们的速率与质量成 。
4.生活中的反冲现象:
(1)应用: , ,
(2)防止:用枪射击时,由于枪身的反冲会影响射击的______,所以用步枪射击时要把枪身抵在____,以减少反冲的影响。
例1.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
【学习任务二】火箭
1.工作原理:利用____运动,火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管迅速喷出时,使火箭获得巨大的____。
2.探究:影响火箭获得速度大小的因素。
假设火箭在地球表面由静止起飞时,在极短的时间内喷出燃气的质量为△m,喷出的燃气相对喷气前火箭的速度大小为u,喷出燃气后火箭的质量为m,计算火箭在喷气一次后增加的速度 △v?
小结:①喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为2000~4000m/s。
②质量比:指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体____之比。喷气速度越____,质量比越____,火箭获得的速度越大。
【学习任务三】人船模型(情境分析)
1.“五一”小长假,小明到平静的湖面划船游玩,当他站在船尾将船垂直湖岸停下时,船头刚好紧挨湖岸。此时,他发现该船的铭牌上记录着“船长L、空载质量M”两个数据。他灵机一动,想利用这条船验证动量守恒定律。
(1)小明站在静止的船尾时,他和小船组成的系统动量为______;
(2)小明从船尾走到船头站定时,测出船头离岸的距离为s,称得自己的质量为m,若系统的动量守恒,则关系式_______(用M、L、m、s表示)成立:
(3)若水对船的阻力不能忽略,在小明由静止的船尾走向船头的过程中,系统总动量的方向与______________________的运动方向相同(选填“小明”或“船”)。
2.人船模型
(1)模型图示
(2)模型特点
①两物体满足动量守恒定律:mv人-Mv船=____
②两物体的位移满足:m -M =____,x人+x船=L,得x人= L,x船= L
(3)运动特点
①人动则船___,人静则船___,人快船___,人慢船___,人左船____;
②人船位移比等于它们质量的______;人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的____,即 = = .
小结:①人动船动,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右;②速度比等于质量的 比,位移比等于质量的 比;
1.6反冲现象 火箭(第2课时)
【学习目标】
会运用动量守恒定律解决有关反冲问题。
【典型例题】
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
2.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
3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
4.将质量为1.00kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)(  )
A.30 kg·m/s B.5.7×102 kg·m/s C.6.0×102 kg·m/s D.6.3×102 kg·m/s
5 质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间
的摩擦.小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为(  )
A. v B. v C. v D. v
6.(多选)采取下列措施有利于增大喷气式飞机的飞行速度的是(  )
A.使喷出的气体速度更大 B.使喷出的气体温度更高
C.使喷出的气体质量更大 D.使喷出的气体密度更小
7.某实验小组发射自制水火箭,火箭外壳重2kg,发射瞬间将壳内质量为4kg的水相对地面以10m/s的速度瞬间喷出,已知重力加速度g=10m/s2,空气阻力忽略不计,火箭能够上升的最大高度为多少?
8.长为L 质量为M的船停在静水中,一个质量为m的人(可视为质点)开始船头走向船尾,不计水的阻力,求船和人相对地面的位移各是多少?
9.如图所示:气球原来静止在离地面高为 h 的空中,气球质量为 M,质量为 m 的人要沿气球上的绳梯安全着地,如图所示,则绳梯长度至少为多长?

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