20xx粵教版高中物理選修3-5第一章反沖運動(已修改)
2024-12-24 19:15 本頁面
【正文】 學案 7 反沖運動 [學習目標定位 ] ，能舉出幾個反沖運動的實例 .反沖現(xiàn)象做出解釋；進一步提高運用動量守恒定律分析和解決實際問題的能力 .火箭的飛行原理和主要用途，了解我國航空、航天事業(yè)的巨大成就． 1．動量守恒定律的表達式： m1v1＋ m2v2＝ m1v1′ ＋ m2v2′ . 若兩物體相互作用后都靜止，則 m1v1＋ m2v2＝ 0. 若兩物體相互作用前的速度為零，相互作用后的速度分別為 v1′ 和 v2′ ，則 m1v1′ ＋m2v2′ ＝ 0. 2．牛頓第三定律：相互作用的兩個物體間的作用力大小 相等 、方向 相反 、作用在同一條直線上． 3．反沖運動 反沖運動是一種常見的現(xiàn)象．射擊時子彈向前飛出，槍身會 向后退 ；節(jié)日放煙花時，火藥氣體向下噴出，煙花會 向上飛． 它們共同的特點是：當一個物體向某一方向射出 (或拋出 )其中的一部分時，這個物體的剩余部分將向 相反方向 運動．在拋射的短暫時間內(nèi)，物體系統(tǒng)不受外力作用或所受外力作用遠小于內(nèi)力，反沖運動遵循 動量守恒 定律． 4．火箭的發(fā)射利用了 反沖 現(xiàn)象．燃料燃盡時火箭獲得的最終速度由 噴氣速度 v 和質(zhì)量比 Mm(火箭開始飛行時的質(zhì)量與 燃料燃盡時的質(zhì)量 之比 )兩個因素決定． 解決學生疑難點： 一、反沖運動的特點及應用 [問題設(shè)計 ] 兩位同學在公園里劃船，租船 的時間將到，他們把小船劃向碼頭．當小船離碼頭大約 m左右時，有一位同學心想：自己在體育課上立定跳遠的成績從未低于 2 m，跳到 岸上絕對沒有問題．于是她縱身一跳，結(jié)果卻掉到了水里，她為什么不能如她所想的那樣跳到岸上呢？ 答案 這位同學與船 (包括船上的同學 )組成的系統(tǒng)在不考慮水阻力的情況下，水平方向所受合外力為零，系統(tǒng)水平方向動量守恒．她在跳出瞬間，船要向后運動． [要點提煉 ] 1．反沖運動的特點及遵循的規(guī)律 (1)反沖運動的特點：反沖運動是相互作用的物體之間的作用力與反作用力產(chǎn)生的效果． (2)反沖運動過 程中一般滿足： ① 系統(tǒng)不受外力或所受外力 之和為零 ； ② 系統(tǒng)雖然受到外力作用，但內(nèi)力 遠大于 外力；③ 系統(tǒng)雖然所受外力之和不為零，但系統(tǒng)在某一方向上不受外力或 外力 在該方向上的分力之和為零．所以反沖運動遵循 動量守恒 定律． 2．討論反沖運動應注意的兩個問題 (1)速度的反向性 對于原來靜止的整體，拋出部分具有速度時，剩余部分的反沖是相對于拋出部分來說的，兩者運動方向必然 相反． (2)速度的相對性 反沖運動中存在相互作用的物體間發(fā)生相對運動，已知條件中告知的常常是物體間的相對速度，在應用動量守恒定律時，應將相對速度轉(zhuǎn)換為 對地速度． 二、火箭的工作原理 [問題設(shè)計 ] 設(shè)火箭發(fā)射前的總質(zhì)量是 M，燃料燃盡后的質(zhì)量為 m，火箭燃氣的噴射速度為 v，試求燃料燃盡后火箭飛行的最大速度 v′. 答案 在火箭發(fā)射過程中，由于內(nèi)力遠大于外力，所以動量守恒．取火箭的速度方向為正方向，發(fā)射前火箭的總動量為 0，發(fā)射后的總動量為 mv′ － (M－ m)v 則由動量守恒定律得 mv′ － (M－ m)v＝ 0 所以 v′ ＝ M－ mm v＝ ??? ???Mm－ 1 v [要點提煉 ] 1．火箭燃料燃 盡時火箭獲得的最大速度由 噴氣速度 v和質(zhì)量比 Mm(火箭起飛時的質(zhì)量與火箭除燃料外的箭體質(zhì)量之比 )兩個因素決定． 2．火箭噴氣屬于 反沖 類問題，是 動量守恒定律 的重要應用．在火箭運動的過
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