資源簡介

1.6 反沖現象 火箭導學案
（第一課時）
【學習目標】
1.了解反沖的概念及反沖現象的一些應用
2.知道反沖現象的原理，能夠運用動量守恒定律分析、解決有關反沖運動的問題
3.了解火箭的工作原理，知道決定火箭最終速度大小的因素
【學習重點】
1.了解反沖運動的概念及反沖運動的一些應用.
2.知道反沖運動的原理和應用動量守恒定律解決反沖運動問題
【學習難點】
1.應用動量守恒定律解決反沖運動問題
2.了解火箭的工作原理及決定火箭最終速度大小的因素
【核心問題】知道反沖運動的原理和應用動量守恒定律解決反沖運動問題
【自主學習】
1、知識回顧
（1）動量守恒表達式：
（2）動量守恒條件：
理想守恒________________________
近似守恒___________________________
某一方向守恒__________________________
（3）利用動量守恒定律解決問題的技巧：
四個選擇：選擇 ；選擇 ；選擇 ；選擇
一個判斷：
四個確定：確定 ；確定 ；確定 ；確定
兩個關系： ；
2、問題
物體間的相互作用除碰撞以外還有另一種方式，那就是反沖運動。那么，反沖運動與碰撞過程有什么異同點呢？反沖運動又遵循什么規律呢？
現在的飛機一般都是噴氣式飛機，在水平飛行時，向后 ，在 方向上，系統所受合外力很小，系統的動量可看成 。類似現象還有宇航員在太空中行走（向后 ）、烏賊章魚游動（向后 ）等，上述現象叫作反沖現象。
3、實驗：:如圖所示,用薄鋁箔卷成一個細管，一端封閉,另一端留一個很細的口，內裝有從火柴頭上刮下的藥粉，把細管放在支架上，用火柴或其他辦法給細管加熱，當管內藥粉點燃時，生成的燃氣從細口迅速噴出，細管便向相反的方向飛去。
思考：為什么燃氣和細管的運動方向會相反？
任務一、反沖
1.定義：根據動量守恒定律，如果一個 的物體在內力的作用下分裂為兩個部分，一部分向某個方向運動，另一部分必然向 的方向運動，這個現象叫做
2.反沖原理
反沖運動的基本原理是 定律，如果系統的一部分獲得了某一方向的動量，系統的其他部分就會在這一方向的反方向上獲得 的動量
3.規律：0＝
4.特點
（1）物體的不同部分在內力作用下向 方向運動
（2）反沖運動中， 力做功，有 能轉變為動能，所以系統的總動能
（3）反沖運動中，可應用 定律解決
5. 舉出幾個生活中反沖現象的例子
應用： ， ，
防止：用槍射擊時，由于槍身的反沖會影響射擊的______，所以用步槍射擊時要把槍身抵在____，以減少反沖的影響。
任務二、火箭
（1）工作原理：利用____ 運動，火箭燃料燃燒產生的高溫、高壓燃氣從尾噴管迅速噴出時，使火箭獲得巨大的___
（2）探究：影響火箭獲得速度大小的因素
假設火箭在地球表面由靜止起飛時，在極短的時間內噴出燃氣的質量為△m，噴出的燃氣相對噴氣前火箭的速度大小為u，噴出燃氣后火箭的質量為m，計算火箭在噴氣一次后增加的速度 △v？
總結：以 為參考系。噴氣前火箭的動量是0，噴氣后火箭和燃氣的總動量 ，所以 得
上式表明，火箭噴出的 越大、火箭 越大，火箭獲得的速度 就越大。燃料燃盡時，火箭獲得的最終速度由噴氣速度u和質量比△m/m兩個因素決定。
噴氣速度越____，質量比越____ ，火箭獲得的速度越大
①噴氣速度：現代液體燃料火箭的噴氣速度約為
②質量比：開始飛行時和燃料燃盡時的 比
③為了能使火箭達到發射衛星所需要的速度,前蘇聯科學家奧爾科夫斯基提出了_____ 的概念。我國自行研制的火箭于_____年首次升空，我國于_______ 年成功發射第一顆人造衛星
（3）討論：多級火箭的有利之處？
例題1、一個連同裝備共有 100 kg 的航天員，脫離宇宙飛船后，在離飛船 45 m 的位置與飛船處于相對靜止的狀態。裝備中有一個高壓氣源，能以 50 m/s 的速度噴出氣體。航天員為了能在 10 min 內返回飛船，他需要在開始返回的瞬間一次性向后噴出多少氣體？
解題思路：
《方法技巧》相對速度問題
（1）速度的反向性：以反沖前的系統為參考系，反沖后被拋出部分與 部分的運動方向必然相反
（2）速度的同系性：一般都轉換為對 速度
例2、將質量為1.00kg的模型火箭點火升空，50g燃燒的燃氣以大小為600m/s的速度從火箭噴口在很短時間內噴出。在燃氣噴出后的瞬間，火箭獲得速度大小是多少？（噴出過程中重力和空氣阻力可忽略）（　　）
解題思路：
《方法技巧》
變質量問題：在火箭的運動過程中，隨著燃料的消耗，火箭本身的質量不斷 ，此時必須取 和 為研究對象，取 為研究過程進行研究
【課堂小結】
1. 反沖運動
（1）定義
（2）公式
（3）特點
2.火箭
（1）工作原理
（2）影響火箭獲得速度大小的兩個因素
（3）質量比
3. 總結反沖與碰撞的聯系與區別
（1）反沖運動與一維碰撞相同之處
（2）機械能的變化
【鞏固練習】
1..國產科幻大片《流浪地球》中有這樣的情節：為了自救，人類提出一個名為“流浪地球”的大膽計劃，即傾全球之力在地球表面建造上萬座發動機和轉向發動機，推動地球離開太陽系，用2500年的時間奔往另外一個棲息之地。這個科幻情節中里有反沖運動的原理。現實中的下列運動，屬于反沖運動的有（ ）
A．汽車的運動 B．直升飛機的運動
C．火箭的運動 D．水輪發電機的運動
2.(多選)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飛行速度( )
A．使噴出的氣體速度更大 B．使噴出的氣體溫度更高
C．使噴出的氣體質量更大 D．使噴出的氣體密度更小
3.質量M=327kg的小型火箭（含燃料）由靜止發射，發射時共噴出質量m=27kg的氣體，設噴出的氣體相對地面的速度均為v=1000m/s，忽略地球引力和空氣阻力的影響，則氣體全部噴出后，火箭的速度大小為（ ）
A．76m/s B．90m/s C．94m/s D．99m/s
4.我國發射的“神舟十三號”飛船與“天宮一號”空間站實現了完美對接。假設“神舟十三號”飛船到達對接點附近時,對地的速度為v,此時的質量為m,欲使飛船追上“天宮一號”實現對接,飛船需加速到v1,飛船發動機點火,將質量為Δm的燃氣一次性向后噴出,燃氣對地向后的速度大小為v2。這個過程中,下列各表達式正確的是 ( )
A．mv=mv1-Δmv2 B．mv=mv1+Δmv2
c．mv=(m-Δm)v1-Δmv2 d．mv=(m-Δm)v1+Δmv2
5..如圖所示，一舊式高射炮的炮筒與水平面的夾角為α＝60°，當它以v0＝100 m/s的速度發射出炮彈時，炮車反沖后退，已知炮彈的質量為m＝10 kg，炮車的質量M＝200 kg，炮車與地面間動摩擦因數μ＝0.2，則炮車后退多遠才能停下來？(g取10 m/s2)
6.一個士兵坐在皮劃艇上，他連同裝備和皮劃艇的總質量是120kg。這個士兵用自動步槍在2s內沿水平方向連續射出10發子彈，每發子彈的質量是10g，子彈離開槍口時相對步槍的速度是800m/s。射擊前皮劃艇是靜止的，不考慮水的阻力。
(1)每次射擊后皮劃艇的速度改變多少？
(2)連續射擊后皮劃艇的速度是多大？
(3)連續射擊時槍所受到的平均反沖作用力是多大？
7.一架噴氣式飛機飛行的速度是，如果它噴出的氣體相對飛機的速度小于，那么以地面為參考系，氣體的速度方向實際上是與飛機飛行的方向相同的。如果在這種情況下繼續噴出氣體，飛機的速度還會增加嗎？為什么？
答案
1. C 2.AC 3.B 4.C
5. 1.56m
6. （1） 0.07m/s；（2）0.67m/s ；（3）40N
7. 火箭的速度還會繼續增加。因為燃氣的動量減小，系統的動量守恒，所以火箭的動量增加

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