内蒙古巴彦淖尔市高中物理16.5反冲运动火箭预学案（无答案）新人教版选修3-5

16.5反冲运动 火箭【学习目标】 1.了解反冲运动的概念及反冲运动的一些应用.2.理解反冲运动的原理，能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题.3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素.【重点难点】 知道什么是反冲，应用动量守恒正确处理喷气式飞机、火箭类问题【考情分析】1.考纲要求应用动量守恒定律处理反冲类问题2. 题型：计算题。6分。【课前预习案】1.对反冲运动的理解(1)定义：如果一个静止的物体在_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_的方向运动.这个现象叫做反冲.(2)反冲运动的特点：是物体间作用力与反作用力产生的效果.(3)反冲运动的条件：系统_或_.内力远大于_.某一方向上不受外力或所受合外力为零.(4)反冲运动遵循的规律：反冲运动遵循_.2.火箭(1)火箭的工作原理：利用_运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从_喷管迅速喷出，使火箭获得_的速度.(2)火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由_和_(火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素决定.(3)火箭喷气属于_类问题，是_的重要应用.在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题.3.“人船”模型的特点和遵循规律(1)两物体满足动量守恒定律：m1v1m2v20，也有m1x1m2x20(2)运动特点：人动船_，人静船_，人快船_，人慢船_，人左船_；人船位移比等于它们质量的_；人船的速度(平均速度或瞬时速度)比等于它们质量的_，即.(3)应用上述关系时要注意一个问题：即公式中v和x一般都是相对_而言的.【课上学习案】完成目标1:反冲法国幻影2 000喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气，利用反冲作用可以得到超过声速的飞行速度.请思考以下问题：(1)反冲运动的受力有什么特点？(2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？练习:(多选)下列属于反冲运动的是()A.喷气式飞机的运动 B.直升机的运动 C.火箭的运动 D.反击式水轮机的运动完成目标2:火箭(1)火箭飞行利用了怎样的工作原理？在分析火箭运动问题时可否应用动量守恒定律？(2)设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v，试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v.(3) 分析提高火箭飞行速度的可行办法.练习：(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度()A. 使喷出的气体速度增大 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完成目标3:“人船模型”探究(1)两位两学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m左右时，有一位同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于2 m，跳到岸上绝对没有问题.于是她纵身一跳，结果却掉到了水里(如图1所示)，她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？(不计水的阻力)图1图2(2)如图2甲所示，人在漂浮在水面上的小船上行走，小船同时向着相反的方向运动，其简化运动如图乙.(不考虑船受到水的阻力)“人船模型”遵循什么规律？人的速度和船的速度有什么关系？人和船的位移有什么关系？练习：(多选)一人从停泊在码头边的船上往岸上跳，若该船的缆绳并没拴在码头上，则下列说法中正确的是()A.船质量越小，人越难跳上岸 B.人跳跃时相对船的速度大于相对地的速度C.船质量越大，人越难跳上岸 D.人跳跃相对船的速度等于相对地的速度【达标测验】一、反冲运动的应用1反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动.如果小车的总质量M3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m0.1 kg.(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v2.9 m/s，求小车的反冲速度；(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60角，小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?2.一个静止的质量为M的不稳定原子核，当它放射出质量为m、速度为v的粒子后，原子核剩余部分的速度为()A.v B. C. D.二、火箭问题的分析3.一火箭喷气发动机每次喷出m200 g的气体，气体离开发动机时速度v1 000 m/s，设火箭质量M300 kg，发动机每秒喷气20次，求：(1)当第3次气体喷出后，火箭的速度为多大？(2)运动第1 s末，火箭的速度为多大？三、“人船模型”的应用4.如图3所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人站在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移大小各是多少？图35.将静置在地面上、质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()A.v0 B.v0 C.v0 D.v06.假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是()A.向后踢腿 B.手臂向后甩C.在冰面上滚动 D.脱下外衣水平抛出7.人坐在船上，船静止在水面上，人水平向东抛出一个质量为m的物体后，人、船向西运动.已知抛出的物体的动能为E0，则人、船的动能为(人、船和物体的总质量为m)()A.E0 B.E0C.E0 D.E08.如图4所示，载人气球原来静止在空中，与地面距离为h，已知人的质量为m，气球的质量(不含人的质量)为M.若人要沿轻绳梯返回地面，则绳梯的长度至少为多长？图4