《2021春人教版選擇性必修 第一冊第一章動量守恒定律反沖現(xiàn)象火箭(學(xué)案)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2021春人教版選擇性必修 第一冊第一章動量守恒定律反沖現(xiàn)象火箭(學(xué)案)(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
反沖現(xiàn)象 火箭
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.理解反沖運(yùn)動概念及其特點(diǎn),理解反沖運(yùn)動的物理實(shí)質(zhì)。
2.能夠運(yùn)用動量守恒定律分析、解決有關(guān)反沖運(yùn)動的問題。
3.知道火箭的飛行原理及其應(yīng)用。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
反沖運(yùn)動的特點(diǎn)及應(yīng)用動量守恒定律對反沖運(yùn)動進(jìn)行定量計算。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】
如何運(yùn)用動量守恒定律分析、解決反沖運(yùn)動問題。
【學(xué)習(xí)過程】
一、自主學(xué)習(xí)
1.反沖運(yùn)動
一個靜止的物體在_________的作用下分裂為兩部分,一部分向某個方向運(yùn)動,另
外一個部分必然向__________方向運(yùn)動,這個現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動。
2、
2.特點(diǎn)
(1)物體的不同部分在________作用下向相反方向運(yùn)動。
(2)在反沖運(yùn)動中,系統(tǒng)的合外力一般不為零;但內(nèi)力?__________外力,可認(rèn)為
反沖運(yùn)動中系統(tǒng)______________________。
3.反沖現(xiàn)象的應(yīng)用和防止
(1)應(yīng)用:
①______________________________________。
②______________________________________。
③______________________________________。
(2)避免有害的反沖運(yùn)動
射擊
3、時,子彈向前飛去,槍身向后發(fā)生反沖,這就會影響射擊準(zhǔn)確性等。所以用步
槍射擊時要把槍身抵在______,以減少反沖的影響。
二、發(fā)射
1.發(fā)射火箭的原理
火箭是利用了反沖原理,發(fā)射火箭時,尾管中噴射出的高速氣體有動量,根據(jù)動量
守恒定律,火箭就獲得向上的動量,從而向上飛去。
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質(zhì)量為?m?的人在遠(yuǎn)離任何星體的太空中,與他旁邊的飛船相對靜止。由于沒有力
的作用,他與飛船總保持相對靜止?fàn)顟B(tài)。這個人手中拿著一個質(zhì)量為Δm?的小物體?,F(xiàn)
在他以相對與飛船為?u?的速度把小物體拋出。
(1)小物體的動量改變量是多少?
4、
(2)人的動量改變量是多少?
(3)人的速度該變量是多少?
2.影響火箭獲得速度大小的因素:
(1)____________;
(2)質(zhì)量比(火箭______的質(zhì)量與火箭____________質(zhì)量之比);
(3)______越大,______越大,火箭最終獲得的速度就越大。
3.現(xiàn)代火箭主要用來發(fā)射探測儀器、常規(guī)彈頭或核彈頭、人造衛(wèi)星或宇宙飛船,
即利用火箭作為運(yùn)載工具。
【典型例題】
一個連同裝備總質(zhì)量為?M=100kg?的宇航員在距離飛船?x=45m?處相對飛船處于靜止
狀態(tài)。他帶有一個裝有?m0=0.5kg?氧氣的貯氣筒,貯氣筒
5、上有一個可以使氧氣以?v=50m/s
的速度噴出的噴嘴,宇航員必須向著飛船相反方向放出氧氣,才能回到飛船。同時還要
保留一部分氧氣供途中呼吸用,宇航員的耗氧率為?Q=2.5×104?kg/s。不考慮噴出的氧氣
對設(shè)備及宇航員總質(zhì)量的影響,如果在開始返回時瞬時噴出?0.1kg?氧氣,宇航員能否安
全返回飛船?
【課堂練習(xí)】
1.一架噴氣式飛機(jī)飛行的速度是?800m/s,如果它噴出的氣體相對飛機(jī)的速度小于
800m/s,那么以地面為參考系,氣體的速度方向?qū)嶋H上是與飛機(jī)飛行的方向相同的。如
果在這
6、種情況下繼續(xù)噴出氣體,飛機(jī)的速度還會增加嗎?為什么?
2.一個連同裝備共有?100kg?的航天員,脫離宇宙飛船后,在離飛船?45m?的位置與
飛船處于相對靜止的狀態(tài)。裝備中有一個高壓氣源,能以50m/s?的速度噴出氣體。航天
員為了能在?10min?內(nèi)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?
2?/?4
3.用火箭發(fā)射人造地球衛(wèi)星,假設(shè)最后一節(jié)火箭的燃料用完后,火箭殼體和衛(wèi)星一
起以?7.0×103m/s?的速度繞地球做勻速圓周運(yùn)動。已知衛(wèi)星的質(zhì)量為?500kg,最后一節(jié)火
箭殼體的質(zhì)量為?100kg。某時刻火箭殼體與衛(wèi)
7、星分離,分離時衛(wèi)星與火箭殼體沿軌道切
線方向的相對速度為?1.8×103m/s。試分析計算:分離后衛(wèi)星的速度增加到多大?火箭殼
體的速度是多大?分離后它們將如何運(yùn)動?
4.一個士兵坐在皮劃艇上,他連同裝備和皮劃艇的總質(zhì)量是?120kg。這個士兵用自
動步槍在?2s?內(nèi)沿水平方向連續(xù)射出?10?發(fā)子彈,每發(fā)子彈的質(zhì)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(xù)射擊后皮劃艇的速度是多大?
(3)連續(xù)射擊時槍所受到的平均反沖作用力是多大?
5
8、.假定冰面是光滑的,某人站在冰凍河面的中央,他想到達(dá)岸邊,則可行的辦法
是( )
A.步行 B.揮動雙臂 C.在冰面上滾動 D.脫去外衣拋向岸的反方向
6.下列屬于反沖運(yùn)動的有( )
A.噴氣式飛機(jī)的運(yùn)動 B.火箭的遠(yuǎn)動
C.直升機(jī)的運(yùn)動 D.反擊式水輪機(jī)的運(yùn)動
7.一只青蛙,蹲在置于水平地面上的長木板一端,并沿板的方向朝另一端跳,在
下列情況下,青蛙一定不能跳過長木板的是( )
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
C.木板的上下表面都粗糙 D.木板的上下表面都光滑
8.一個連同裝備共有?100kg?的航天
9、員,脫離宇宙飛船后,在離飛船?45m?的位置與
飛船處于相對靜止的狀態(tài)。裝備中有一個高壓氣源,能以?50m/s?的速度噴出氣體。
航天員為了能在?10min?時間內(nèi)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?
9.在沙堆上有一木塊,質(zhì)量?m1=5kg,木塊上放一爆竹,質(zhì)量?m2=0.01kg。點(diǎn)燃爆
竹后,木塊陷入沙中深度為?s=5cm,若沙對木塊的平均阻力為?58N,不計爆竹中火藥的
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質(zhì)量和空氣阻力,求爆竹上升的最大高度。
10、
10.甲、乙兩個溜冰者,兩人質(zhì)量分別為?48kg?和?50kg。甲手里拿著質(zhì)量為?2kg?的
球,兩人均以?2m/s?的速率在冰面上相向滑行,冰面光滑。甲將球傳給乙,乙再將球拋
給甲,這樣拋接若干次后,乙的速率為零(最后球仍留在甲手中),則甲的速率為多少?
11.在水平軌道上放置一門質(zhì)量為?M?的炮車,發(fā)射炮彈的質(zhì)量為?m,炮車與地面
間摩擦不計,當(dāng)炮身與水平方向成?θ?角發(fā)射炮彈時,炮彈相對炮身的出口速度為?v0,試
求炮車后退的速度多大?
12.如圖所示,物體?A?和?B?質(zhì)量分別為?m1?和?m2,其圖示直角邊長分別為?a?和?B。
設(shè)?B?與水平地面無摩擦,當(dāng)?A?由?O?頂端從靜止開始滑到?B?的底端時,B?的水平位移是
多少?
13.一架噴氣式飛機(jī)飛行速度是?800m/s,如果它噴出的氣
體相對飛機(jī)的速度小于?800m/s,那么以地面為參考系,氣體的速度反向?qū)嶋H上是與飛機(jī)
飛行的方向相同的。如果在這種情況下繼續(xù)噴出氣體,飛機(jī)的速度還會增加嗎?為什么?
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