高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册反冲现象火箭教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册反冲现象火箭教学ppt课件，共43页。PPT课件主要包含了学习目标，教学内容，重点难点，课堂小结，课堂练习，布置作业等内容，欢迎下载使用。
课堂导入——观察与思考
观看视频，以下现象体现了什么物理原理？
探究新知——动手做一做
把气球吹满气，然后松手，气球会怎样？
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。
①物体间相互作用突然发生，时间短，作用强。
②系统所受外力一 般不为零，但远远小于内力。
气球是如何实现反冲的，在反冲运动中，能量如何转化?
由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总动能增加。
相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力，所以可以用动量守恒定律或在某一方向上应用动量守恒定律来处理。
相互作用的两部分物体内力远大于作用在任意一部分其上他外力，可近似认为任一一部分物体合外力近似等于内力，由于内力很大，任意部分加速很快。
你知道反冲运动在生产生活中和科学技术中有哪些应用吗？
你知道在生产生活中和科学技术中有哪些地方需要防止反冲带来的危害吗？
中国新型履带式自行榴弹炮炮车的履带表面有较深的突起抓地钩型设计是为了增大摩擦力，止退犁和两个液压缓冲器，都是为了在火炮连射时起到“止退”的作用，提高命中精度而精心设计的。
【例1】(2025·新乡市高一期中)下列运用反冲原理的是A.升空的烟花B.安全气囊的使用过程C.运动员击打垒球D.人落地时屈膝
【解析】烟花升空时，内部燃气向下喷出，烟花因反冲获得向上的动量，符合反冲原理，A正确；安全气囊通过气体膨胀缓冲碰撞力，属于动量定理应用(延长作用时间)，与反冲无关，B错误；击打垒球是外力作用下的运动，垒球动量不守恒，非系统内部的反冲现象，C错误；屈膝通过延长落地时间减小冲击力，属于动量定理应用，与反冲无关，D错误。
【例2】如图所示，狙击枪重M=8 kg，射出的子弹质量m为20 g，若子弹射出枪口时的速度为v=1 000 m/s，不计人对枪的作用力，则枪的后退速度v'是多大？
【解析】子弹和枪组成的系统动量守恒，以子弹的速度方向为正方向。作用前：p=0作用后：p'=mv-Mv'由动量守恒定律得：p=p' 即0=mv-Mv'解得v'=2.5 m/s。
讨论反冲运动应注意的两个问题：(1)速度的方向性：对于原来静止的整体，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向运动的另一部分的速度就要取负值。(2)速度的相对性：反冲问题中，若已知相互作用的两物体的相对速度，先将各速度转换成相对同一参考系的速度(地面上物体一般指对地速度)，再列动量守恒方程求解。如在同一直线上运动的甲和乙两个物体，它们相对地面的速度分别为v甲和v乙，则甲物体相对于乙物体的速度v甲相对乙=v甲-v乙。
情景：火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v1，求燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？
影响火箭速度的主要因素有哪些？
 则： mv －（M-m）v1= 0
（2）火箭的质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）目前的技术条件下，火箭的质量比在6-10左右。
【分析】火箭发射过程中内力远大于外力，所以动量守恒。（以火箭的速度方向为正方向）
提高火箭速度的办法有哪些？
阅读课文，了解中国火箭发展历程和总结人类通过哪些途径提高火箭质量比和喷气速度？
如何提高火箭燃气的喷射速度？
【提示】要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料， 目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。
如何提高火箭提高火箭质量比？
【提示】多级火箭能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很高的速度，但火箭的级数不是越多越好，级数越多构造越复杂，工作的可靠性越差，目前多级火箭一般都是三级。
我国早在宋代就发明了火箭，在箭支上扎个火药筒，火药筒的前端是封闭的，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。
现代火箭较古代火箭结构复杂得多，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。
【例4】2024年5月3日17时27分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥八运载火箭成功发射探月工程嫦娥六号探测器。假设火箭喷气发动机每次喷出m=200 g的气体，气体喷出时的速度v=1 000 m/s。设火箭质量M=300 kg，发动机每秒喷气20次。求：(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度大小。
(2)运动第1 s末，火箭的速度大小。
【解析】（1）第三次喷出气体后，共喷出的气体质量m1=3×0.2 kg=0.6 kg，以火箭初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有(M-m1)v1-m1v=0，解得v1≈2.0 m/s
（2）1 s末发动机喷气20次，共喷出的气体质量为m2=20×0.2 kg=4 kg根据动量守恒定律有(M-m2)v'-m2v=0解得火箭1 s末的速度大小为v'≈13.5 m/s。
分析火箭类问题应注意的三个问题(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转换，一般情况下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。
1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”；