高中物理 第1章 碰撞与动量守恒 1.3 动量守恒定律的案例分析 课时2 反冲运动学案 沪科版选修3-5-沪科版高二选修3-5物理学案VIP免费

课时2反冲运动[学习目标]1.进一步理解动量守恒定律的含义，熟练掌握应用动量守恒定律解决问题的方法和步骤.2.理解反冲运动的原理，会用动量守恒定律分析解决反冲运动问题.3.了解火箭的工作原理．一、反冲运动[导学探究]在生活中常见到这样的情形：吹饱的气球松手后喷出气体，同时向相反方向飞去；点燃药捻的“钻天猴”会向后喷出亮丽的火焰，同时“嗖”的一声飞向天空；乌贼向后喷出水后，它的身体却能向前运动，结合这些事例，体会反冲运动的概念，并思考以下问题：(1)反冲运动的物体受力有什么特点？(2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？答案(1)物体的不同部分受相反的作用力，在内力作用下向相反方向运动．(2)反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，可认为动量守恒；反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的机械能增加．[知识梳理]反冲运动1．定义：物体系统的一部分向某方向运动，而其余部分向相反方向运动的现象叫做反冲．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(1)系统不受外力或所受合外力为零．(2)内力远大于外力．(3)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：动量守恒定律．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)反冲运动可以用动量守恒定律来处理．(√)(2)一切反冲现象都是有益的．(×)(3)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．(√)(4)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果．(√)(5)只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析．(×)二、“人船模型”探究[导学探究]如图1甲所示，人在漂浮于水面上的小船上行走，小船同时向相反的方向运动，其简化运动如图乙所示．(不考虑船受到水的阻力)图1(1)人的速度和船的速度有什么关系？(2)人和船的位移有什么关系？答案(1)原来静止的“人”和“船”发生相互作用时，所受外力的矢量和为零，则动量守恒．在相互作用的过程中，由mv1－Mv2＝0知任一时刻“人”和“船”的速度大小之比等于质量的反比．整个过程中“人”走“船”行，“人”停“船”停．(2)因为任意时刻mv1＝Mv2，所以ms1＝Ms2，即人和船的位移与质量成反比．[知识梳理]“人船模型”的特点和遵循的规律(1)满足动量守恒定律：m1v1－m2v2＝0，也有m1s1－m2s2＝0.(2)运动特点：人动船动，人静船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；人、船的速度(平均速度或瞬时速度)与它们的质量成反比；人、船位移与它们的质量成反比，即＝＝.(3)应用上述关系时要注意一个问题：即公式中v和s一般都是相对地面而言的．[即学即用]分析下面的情景，判断下列说法的正误．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：(1)船质量越小，人越难跳上岸．(√)(2)船质量越大，人越难跳上岸．(×)(3)人跳跃相对船的速度等于相对地的速度．(×)一、反冲运动的应用1．反冲运动问题一般应用系统动量守恒定律列式计算．列方程时要注意初、末状态动量的方向，反冲物体速度的方向与原物体的运动方向是相反的．2．动量守恒表达式中的速度均为相对地面的速度，对“相对”速度，则要根据矢量关系转化为相对地面的速度．例1反冲小车静止放在水平光滑的玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动．如果小车运动前的总质量为M＝3kg，水平喷出的橡皮塞的质量为m＝0.1kg.(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9m/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°夹角，小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?答案(1)0.1m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反(2)0.05m/s，方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反解析(1)小车和橡皮塞组成的系统所受合外力为零，系统总动量为零．以橡皮塞运动的方向为正方向根据动量守恒定律得，mv＋(M－m)v′＝0v′＝－v＝－×2.9m/s＝－0.1m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是0.1m/s.(2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒．以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向，有mvcos60°＋(M－m)v″＝0v″＝－＝－m/s＝－0.05m/s负号表示小车运动方向与橡皮...