高中物理 第十六章 动量守恒定律 5 反冲运动火箭课堂互动学案 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

5反冲运动火箭课堂互动三点剖析一、反冲运动1.反冲运动满足动量守恒0=m1v1+m2v21221mvmv2.反冲的应用灌溉用的喷水器，因反冲而旋转，自动改变喷水方向；喷气式飞机，利用喷出气流的反冲作用而获得巨大速度.3.减小反冲的影响实际生活中常常需要减小反冲的影响，例如：用步枪射击时，要把枪抵在肩上.二、火箭1.火箭的原理火箭是根据反冲原理制成的.2.现代火箭的用途利用火箭作为运载工具，可发射探测器、人造卫星、常规弹头或宇宙飞船.3.火箭的速度设火箭在Δt内喷射燃气的质量为Δm，喷出燃气的速度为u，喷出燃气后火箭的质量为m，根据动量守恒定律，火箭原来的动量为零，喷气后火箭与燃气的总动量仍为零，则有mΔv+Δmu=0所以ummv可见，火箭喷出的燃气的速度u越大，火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比mm越大，火箭获得的速度越大.各个击破【例1】图16-5-2所示是一门旧式大炮，炮车和炮弹的质量分别是M和m，炮筒与地面的夹角为α，炮弹出口时相对于地面的速度为v.不计炮车与地面的摩擦，求炮身向后反冲的速度V.图16-5-2解析：取炮弹与炮车组成的系统为研究对象，因不计炮车与地面的摩擦，所以系统水平方向动量守恒.炮弹发射前，系统的总动量为零，炮弹发射后，炮弹的水平分速度为vcosα，根据动量守恒定律有mvcosα-MV=0，所以炮车向后反冲的速度为Mmvcos.答案：Mmvcos1【例2】一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，喷出的气体相对地面的速度v=1000m/s.设此火箭初始质量M=300kg，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭发动机1s末的速度是多大?解析：在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭与气体组成的系统动量守恒.以火箭和它在1s内喷出的气体为研究对象.设火箭1s末的速度为v′，1s内共喷出质量为20m的气体，以火箭前进的方向为正方向.由动量守恒定律得(M-20m)v′-20mv=0解得smmMmvv/2.02030010002.0202020=13.5m/s即火箭发动机1s末的速度大小是13.5m/s.答案：13.5m/s类题演练一个不稳定的原子核，质量为M，处于静止状态，当它以速度v释放出一个质量为m的粒子后，原子核剩余部分的速度为多大？解析：以不稳定的原子核为研究对象，释放粒子前后动量守恒.由动量守恒定律有mv+(M-m)v′=0所以v′=mMmv.答案：mMmv2