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...