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(共40张PPT)
第一章 动量守恒定律
第6节 反冲现象 火箭
目录
主题(二) 火箭
主题(一) 反冲现象
第6节 反冲现象 火箭
主题(三) 人船模型
新课引入：鱼在水里如何前进呢？
结论：左右摆尾或上下摆尾拍打水获得反作用力
新课引入：章鱼在水里如何前进呢？
它们需要急速前进时，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。章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体向任意方向前进。
新课引入：鱼与章鱼前进的方式相同吗？
拍打外部物体
喷出内部物体
可见物体一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反方向运动,
我们称为 反冲
新课引入：聪明的人类利用章鱼前进的原理。
第一部分
反冲现象
1.定义:
一物体在内力作用下分裂成两部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反方向运动的现象。
2.特点:
①内力一般较大
②动量近似守恒
③机械能增加
一、反冲现象
3.防止:
武器的后坐力
【典例1】机关枪重8Kg，射出的子弹质量为20g，若子弹的出口速度为1000m/s，则机枪的后退速度vˊ是多大？
解：机枪和子弹动量守恒，
取子弹速度方向为正方向
0=mv -Mvˊ
得：vˊ =2.5m/s
一、反冲现象
3.防止:
武器的后坐力
一、反冲现象
正确的握抢姿势
3.防止:
武器的后坐力
止退犁
(火炮缓冲器)
3.防止:
武器的后坐力
一、反冲现象
4.应用:
①水轮机:
灌溉、
3.防止:
武器的后坐力
一、反冲现象
4.应用:
①水轮机:
灌溉、
3.防止:
武器的后坐力
一、反冲现象
4.应用:
发电
②涡轮机:
火箭、
①水轮机:
灌溉、
3.防止:
武器的后坐力
一、反冲现象
4.应用:
发电
②涡轮机:
火箭、
①水轮机:
灌溉、
3.防止:
武器的后坐力
一、反冲现象
4.应用:
发电
导弹、
导弹、
战斗机
②涡轮机:
火箭、
①水轮机:
灌溉、
3.防止:
武器的后坐力
一、反冲现象
4.应用:
发电
第二部分
火箭
最早的载人火箭的记录是明代一名叫万户的人，他坐在绑有几十支火箭的椅子上。手拿两个大风筝，叫人点燃火箭，想使自己飞上天去，但他失败了，而且为此献出了生命。他的为科学献身的精神是令人敬佩和值得我们学习的。
二、火箭
我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。
二、火箭
现代火箭主要由壳体和燃料组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。
现代火箭
思考：火箭最终获得速度由什么决定呢？
【典例2】火箭携带的燃料质量为m，短时间内以对地为V0的速度将燃料喷射完，燃料燃尽后火箭的质量为M，则火箭速度V为多大？
解: 火箭发射过程中，内力远大于外力。
取向上为正方向，由动量守恒得
0= MV-mV0
得：V=
质量比
喷气速度
V0
V=？
正
质量比：火箭燃料的质量与火箭壳的质量之比。
1.工作原理:
反冲运动
2.影响因素:
①喷火速度
②质量比
二、火箭
2000m/s到5000m/s
6～10倍左右
V=
要提高火箭的速度，需要在减轻火箭本身质量上面下功夫。火箭在飞行过程中抛掉空壳后，可以使M变得更小，从而使得质量比增大，进而提高火箭最终所能获得的速度。因此设计成多级火箭
要发射人造卫星，这样的火箭还不能达到要求。
思考:这个喷火速度是相对于谁的速度
【典例3】总质量为M的火箭以速度V0飞行，质量为m的燃料相对于火箭以速度u向后喷出，则火箭的速度大小Vx为(　 )
A.
B.
C.
D.
A
u
Vx=？
v0
得:Vx=
MV0=
(M-m)Vx
-mV火
V火=
u-Vx
MV0=(M-m)Vx-m(u-Vx)
MV0=MVx-mu
【典例4】一宇航员在太空进行太空行走，连同装备质量M=100kg，离飞船一定距离处与飞船相对静止，他带有一个装有0.5kg氧气的储气筒。其喷嘴可以使氧气以50m/s的速度在极短时间内相对于宇航员喷出。求全部喷出后人获得的速度？
解:
V气
V人
0=
(M-m)V人
-mV气
得：V人=
4m/s
V气=
V相对-V人
V船水
V人船
V人水=
V人船+V船水
方向相同：
V人船
V人水=
V人船-V船水
方向相反：
思考:人相对于水的速度V人水=
V船水
【典例4】如图所示，质量为M的小船静止在不计阻力的河面上，小船最右端站着质量为m的人，若人水平方向以相对于船的速度u脱离小船，则人脱离小船后小船的速度多大？
V人
V船
解:
0=
MV船
-mV人
得:V船=
V人=
u-V船
V人船=u
0=MV船-m(u-V船)
【典例5】有一只小船停在静水中，船上一人从船头走到船尾．如果人的质量m＝60 kg，船的质量M＝120 kg，船长为L＝3 m，则船在水中移动的距离是多少？水的阻力不计．
解:
0=
MV船
-mV人
V人
V船
x船
x人
0 =
MV船
-mV人
t
t
t
L=x船+x人
得:x船=
1 m
0=Mx船-mx人
第三部分
人船模型
x船
x人
1.适用条件：
初始静止，阻力不计
m船x船=m人x人
2.规律：
三、人船模型
L
L=x船+x人
得:x船=
得:x人=
注意：总位移与
质量成反比
3.模型全集
三、人船模型
M
R
m
m
xM
xm
m
xM
xm
M
m
L
xM
xm
xm=
xm=
xm=
【典例6】载人气球原静止在高度为H的高空，气球的质量为M，人的质量为m，现人要沿气球上的软绳梯滑至地面，则绳梯至少要多长？
H
x球
x人
解：由系统动量守恒
mv人＝Mv球
则：mx人＝Mx球
x人＋x球＝
L
x人＝
H
L＝H
M
m
三、人船模型
4.解题步骤
①画人、船位移草图；
②列动量守恒定律
人船速度关系：0=mv1-MV2,
即：v1/v2=M/m
人船位移关系：mx1-MX2=0,
即：x1/x2=M/m
v1
v2
L
x1
x2
③由x1+x2=L联立求解
总结提升
第四部分
课堂小结
一、反冲现象
二、火箭
1.工作原理
三、人船模型
2.影响因素:
1.适用条件:
2.规律:
3.模型全集:
1.定义:
2.特点:
3.防止:
4.应用:
【练习1】（多选）一只质量为0.9kg的乌贼吸入0.1kg的水后，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为2m/s的速度向前逃窜。下列说法正确的是（　　）
A．乌贼喷出的水的速度大小为18m/s
B．在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为0.9N·s
C．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大
D．在乌贼喷水的过程中，有18J的生物能转化成机械能
AD
课堂练习
【练习2】2021年9月17日13时30分，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落。“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图如图所示，其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置沿竖直方向匀速下降，为确保返回舱能安全着陆，在返回舱距地面1m左右时，舱内宇航员主动切断与降落伞的连接（“切伞”），同时点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭向下喷气过程中返回舱减至安全速度。已知“切伞”瞬间返回舱的速度大小v1=10m/s，火箭喷出的气体速度大小v2=1082m/s，火箭“喷气”时间极短，喷气完成后返回舱的速度大小v3=2m/s，则喷气完成前、后返回舱的质量比为（　　）
A．45：44 B．100：99
C．125：124 D．135：134
D
课堂练习
【练习3】西晋史学家陈寿在《三国志》中记载：“置象大船之上，而刻其水痕所至，称物以载之，则校可知矣。”这就是著名的曹冲称象的故事。某同学欲挑战曹冲，利用卷尺测定大船的质量。该同学利用卷尺测出船长为L，然后慢速进入静止的平行于河岸的船的船头，再从船头行走至船尾，之后，慢速下船，测出船后退的距离d与自身的质量m，若忽略一切阻力，则船的质量为（ ）
A． B． C． D．
D
课堂练习
【典例4】2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。携带火星车的着陆器与环绕器分离后，最后阶段利用反推火箭在火星表面实现软着陆，设着陆器总质量为M，极短时间内瞬间喷射的燃气质量是m，为使着陆器经一次瞬间喷射燃气后，其下落的速率从v0减为v，需要瞬间喷出的燃气速率约为（　　）
A．v0-v B．
C．D．
C
课堂练习
【练习5】光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面体A，斜面体质量为M、底边长为L，如图所示。将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放，滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端，重力加速度为g，
则下列说法中正确的是（　　）
A.滑块B下滑的过程中，A、B组成的系统机械能不守恒，水平方向动量守恒
B.滑块B下滑到斜面体底端时，重力的瞬时功率为mgsin
C.滑块下滑过程中，支持力对B做负功
D.此过程中滑块B向右滑动的距离为
C
课堂练习
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