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    2021春人教版选择性必修 第一册第一章动量守恒定律反冲现象 火箭(学案)
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    高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 反冲现象 火箭优质学案

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    这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 反冲现象 火箭优质学案,共5页。学案主要包含了学习目标,学习重点,学习难点,学习过程,典型例题,课堂练习等内容,欢迎下载使用。




    【学习目标】


    1.理解反冲运动概念及其特点,理解反冲运动的物理实质。


    2.能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。


    3.知道火箭的飞行原理及其应用。


    【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。


    【学习过程】


    一、自主学习


    1.反冲运动


    一个静止的物体在_________的作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,另外一个部分必然向__________方向运动,这个现象叫反冲运动。


    2.特点


    (1)物体的不同部分在________作用下向相反方向运动。


    (2)在反冲运动中,系统的合外力一般不为零;但内力__________外力,可认为反冲运动中系统______________________。


    3.反冲现象的应用和防止


    (1)应用:


    ①______________________________________。


    ②______________________________________。


    ③______________________________________。


    (2)避免有害的反冲运动


    射击时,子弹向前飞去,枪身向后发生反冲,这就会影响射击准确性等。所以用步枪射击时要把枪身抵在______,以减少反冲的影响。


    二、发射


    1.发射火箭的原理


    火箭是利用了反冲原理,发射火箭时,尾管中喷射出的高速气体有动量,根据动量守恒定律,火箭就获得向上的动量,从而向上飞去。


    质量为m的人在远离任何星体的太空中,与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用,他与飞船总保持相对静止状态。这个人手中拿着一个质量为Δm的小物体。现在他以相对与飞船为u的速度把小物体抛出。


    (1)小物体的动量改变量是多少?


    (2)人的动量改变量是多少?


    (3)人的速度该变量是多少?


    2.影响火箭获得速度大小的因素:


    (1)____________;


    (2)质量比(火箭______的质量与火箭____________质量之比);


    (3)______越大,______越大,火箭最终获得的速度就越大。


    3.现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头、人造卫星或宇宙飞船,即利用火箭作为运载工具。


    【典型例题】


    一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员在距离飞船x=45m处相对飞船处于静止状态。他带有一个装有m0=0.5kg氧气的贮气筒,贮气筒上有一个可以使氧气以v=50m/s的速度喷出的喷嘴,宇航员必须向着飞船相反方向放出氧气,才能回到飞船。同时还要保留一部分氧气供途中呼吸用,宇航员的耗氧率为Q=2.5×10-4kg/s。不考虑喷出的氧气对设备及宇航员总质量的影响,如果在开始返回时瞬时喷出0.1kg氧气,宇航员能否安全返回飞船?

















    【课堂练习】


    1.一架喷气式飞机飞行的速度是800m/s,如果它喷出的气体相对飞机的速度小于800m/s,那么以地面为参考系,气体的速度方向实际上是与飞机飞行的方向相同的。如果在这种情况下继续喷出气体,飞机的速度还会增加吗?为什么?


    2.一个连同装备共有100kg的航天员,脱离宇宙飞船后,在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源,能以50m/s的速度喷出气体。航天员为了能在10min内返回飞船,他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体?


    3.用火箭发射人造地球卫星,假设最后一节火箭的燃料用完后,火箭壳体和卫星一起以7.0×103m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500kg,最后一节火箭壳体的质量为100kg。某时刻火箭壳体与卫星分离,分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为1.8×103m/s。试分析计算:分离后卫星的速度增加到多大?火箭壳体的速度是多大?分离后它们将如何运动?


    4.一个士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划艇的总质量是120kg。这个士兵用自动步枪在2s内沿水平方向连续射出10发子弹,每发子弹的质量是10g,子弹离开枪口时相对步枪的速度是800m/s。射击前皮划艇是静止的,不考虑水的阻力。


    (1)每次射击后皮划艇的速度改变多少?


    (2)连续射击后皮划艇的速度是多大?


    (3)连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是多大?


    5.假定冰面是光滑的,某人站在冰冻河面的中央,他想到达岸边,则可行的办法是( )


    A.步行 B.挥动双臂 C.在冰面上滚动 D.脱去外衣抛向岸的反方向


    6.下列属于反冲运动的有( )


    A.喷气式飞机的运动 B.火箭的远动


    C.直升机的运动 D.反击式水轮机的运动


    7.一只青蛙,蹲在置于水平地面上的长木板一端,并沿板的方向朝另一端跳,在下列情况下,青蛙一定不能跳过长木板的是( )


    A.木板的上表面光滑而底面粗糙 B.木板的上表面粗糙而底面光滑


    木板的上下表面都粗糙 D.木板的上下表面都光滑


    8.一个连同装备共有100kg的航天员,脱离宇宙飞船后,在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源,能以50m/s的速度喷出气体。航天员为了能在10min时间内返回飞船,他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体?














    9.在沙堆上有一木块,质量m1=5kg,木块上放一爆竹,质量m2=0.01kg。点燃爆竹后,木块陷入沙中深度为s=5cm,若沙对木块的平均阻力为58N,不计爆竹中火药的质量和空气阻力,求爆竹上升的最大高度。














    10.甲、乙两个溜冰者,两人质量分别为48kg和50kg。甲手里拿着质量为2kg的球,两人均以2m/s的速率在冰面上相向滑行,冰面光滑。甲将球传给乙,乙再将球抛给甲,这样抛接若干次后,乙的速率为零(最后球仍留在甲手中),则甲的速率为多少?











    11.在水平轨道上放置一门质量为M的炮车,发射炮弹的质量为m,炮车与地面间摩擦不计,当炮身与水平方向成θ角发射炮弹时,炮弹相对炮身的出口速度为v0,试求炮车后退的速度多大?














    12.如图所示,物体A和B质量分别为m1和m2,其图示直角边长分别为a和B。设B与水平地面无摩擦,当A由O顶端从静止开始滑到B的底端时,B的水平位移是多少?














    13.一架喷气式飞机飞行速度是800m/s,如果它喷出的气体相对飞机的速度小于800m/s,那么以地面为参考系,气体的速度反向实际上是与飞机飞行的方向相同的。如果在这种情况下继续喷出气体,飞机的速度还会增加吗?为什么?








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