动量守恒定律的应用课件2.ppt

1、1.认识反冲运动，能举出几个反冲运动的实例认识反冲运动，能举出几个反冲运动的实例.2.结合动量守恒定律对反冲现象作出解释；进一步提高结合动量守恒定律对反冲现象作出解释；进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力.3.知道火箭的飞行原理和主要用途，了解我国航空、航知道火箭的飞行原理和主要用途，了解我国航空、航天事业的巨大成就，激发学生热爱祖国的情感天事业的巨大成就，激发学生热爱祖国的情感.学习目标定位学习目标定位学习探究区一、反冲运动的特点及应用一、反冲运动的特点及应用二、火箭的工作原理二、火箭的工作原理一、反冲运动的特点及应用问题设计问题设计用手

2、拿着球挤压一弹簧，当两手同时松开时，我们会用手拿着球挤压一弹簧，当两手同时松开时，我们会看到球被弹出，同时弹簧也被弹出，试分析弹簧被弹看到球被弹出，同时弹簧也被弹出，试分析弹簧被弹出的原因？出的原因？答案答案由于力的作用是相互的，球对弹簧有一反作用由于力的作用是相互的，球对弹簧有一反作用力，使弹簧做反冲运动力，使弹簧做反冲运动.要点提炼要点提炼1.反冲运动：根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在反冲运动：根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动另一部分必然向相反的方向运

3、动.这个现象叫做反冲这个现象叫做反冲.2.反冲运动的特点及遵循的规律：反冲运动的特点及遵循的规律：(1)反冲运动的特点：反冲运动是相互作用的物体之间的反冲运动的特点：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作用力与反作用力产生的效果.(2)反冲运动过程中一般满足：反冲运动过程中一般满足：系统不受外力或所受外力系统不受外力或所受外力 ；系统虽然受到外力作用，但内力系统虽然受到外力作用，但内力 外力；外力；系统虽然所受外力之和不为零，但系统在某一方向系统虽然所受外力之和不为零，但系统在某一方向上不受外力或上不受外力或 ；所以；所以反冲运动遵循反冲运动遵循 定律定律.之和为零之和为零

4、远远大于远远大于外力在该方向上的分力之和为零外力在该方向上的分力之和为零动量守恒动量守恒3.讨论反冲运动应注意两个问题：讨论反冲运动应注意两个问题：(1)速度的反向性速度的反向性对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然 .(2)速度的相对性速度的相对性反冲运动中存在相互作用的物体间发生相对运动，已知条反冲运动中存在相互作用的物体间发生相对运动，已知条件中告知的常常是物体的相对速度，在应用动量守恒定律件中告知的常常是物体的相对速度，在应用动量守恒定律

5、时，应将相对速度转换为时，应将相对速度转换为 速度速度.相反相反对地对地例例1反冲小车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡反冲小车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动.如果小车的总质量如果小车的总质量是是M3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量是，水平喷出的橡皮塞的质量是m0.1 kg.(1)若橡皮塞喷出时获得水平速度若橡皮塞喷出时获得水平速度v2.9 m/s，求小车的，求小车的反冲速度反冲速度.解析解析小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零统总动量为零.根据动量守恒定律，根据动

6、量守恒定律，mv(Mm)v0v v 2.9 m/s0.1 m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是冲速度大小是0.1 m/s.答案答案0.1 m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反，方向与橡皮塞运动的方向相反(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60角，小车的反冲速度又是如何？角，小车的反冲速度又是如何？解析解析小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒.mvcos 60(Mm)v0v m/s0.05 m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动

7、的方向相反，反负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是冲速度大小是0.05 m/s.答案答案0.05 m/s，方向与橡皮塞运动的方向相反，方向与橡皮塞运动的方向相反例例2如图如图1所示，带有半径为所示，带有半径为R的的1/4光滑圆弧光滑圆弧的小车其质量为的小车其质量为M，置于光滑水平面上，一质，置于光滑水平面上，一质量为量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放，则的小球从圆弧的最顶端由静止释放，则小球离开小车时，小球和小车的速度分别为多小球离开小车时，小球和小车的速度分别为多少？少？(重力加速度为重力加速度为g)图图1解析解析由题目知：水平面光滑，系统在水平方向不受由题目知：水平

8、面光滑，系统在水平方向不受外力；圆弧轨道光滑，小球滚下时系统的机械能无损外力；圆弧轨道光滑，小球滚下时系统的机械能无损失失.所以可由水平方向动量守恒结合机械能守恒求解所以可由水平方向动量守恒结合机械能守恒求解.小球和小车组成的系统在水平方向动量守恒，且全过小球和小车组成的系统在水平方向动量守恒，且全过程满足机械能守恒程满足机械能守恒.设小球、小车分离时，小球的速度设小球、小车分离时，小球的速度为为v1，方向向左，小车的速度为，方向向左，小车的速度为v2，方向向右，则：，方向向右，则：mv1Mv20mgR mv Mv 由由解得解得v1 ，v2答案答案返回返回二、火箭的工作原理例例3一火箭喷气发动

9、机每次喷出一火箭喷气发动机每次喷出m200 g的气体，喷的气体，喷出的气体相对地面的速度出的气体相对地面的速度v1 000 m/s.设此火箭初始质设此火箭初始质量量M300 kg，发动机每秒喷气，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引次，在不考虑地球引力及空气阻力作用的情况下，火箭发动机力及空气阻力作用的情况下，火箭发动机1 s末的速度末的速度是多大？是多大？解析解析在不考虑地球引力及空气阻力作用的情况下，在不考虑地球引力及空气阻力作用的情况下，火箭和气体组成的系统动量守恒火箭和气体组成的系统动量守恒.以火箭和它在以火箭和它在1 s内喷出的气体为研究对象内喷出的气体为研究对象.设火箭设火箭1 s

10、末末的速度为的速度为v，1 s内共喷出质量为内共喷出质量为20m的气体，以火箭的气体，以火箭前进的方向为正方向前进的方向为正方向.由动量守恒定律得由动量守恒定律得(M20m)v20mv0解得解得v m/s13.5 m/s即火箭发动机即火箭发动机1 s末的速度大小是末的速度大小是13.5 m/s.答案答案13.5 m/s 要点提炼要点提炼1.火箭燃料燃尽时火箭获得的最终速度由火箭燃料燃尽时火箭获得的最终速度由 和和质量比质量比 (火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比之比)两个因素决定两个因素决定.2.火箭喷气属于火箭喷气属于 类问题，是类问题，是 的重

11、要应的重要应用用.在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本喷气速度喷气速度v反冲反冲动量守恒定律动量守恒定律身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象，身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题观点解决问题.返回返回课堂要点小结返回返回动量守恒定律的应用动量守恒定律的应用反冲和火箭反冲和火箭反冲运动反冲运动原理：动量守恒定律原理：动量守恒定律反

12、冲运动模型及拓展反冲运动模型及拓展火箭的工作原理火箭的工作原理自我检测区123412341.运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是的原因是()A.燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反 作用力推动火箭作用力推动火箭C.火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力 推动火箭推动火箭D.火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭火箭燃料燃烧

13、发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭1234解析解析火箭的工作原理是利用反冲运动，火箭燃料燃火箭的工作原理是利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压气体从尾喷管迅速喷出时，使火烧产生的高温、高压气体从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故正确答案为箭获得反冲速度，故正确答案为B.答案答案B12342.假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是冰面，下列方法中可行的是()A.向后踢腿向后踢腿 B.手臂向后甩手臂向后甩C.在冰面上滚动在冰面上滚动 D.脱下外衣水平抛出脱下外衣水平抛出解析解析向后踢腿和手臂向后甩，都是人体

14、间的内力，向后踢腿和手臂向后甩，都是人体间的内力，不会使人前进不会使人前进.在光滑冰面上由于不存在摩擦力，故无在光滑冰面上由于不存在摩擦力，故无法完成滚动动作法完成滚动动作.而水平抛出衣服能获得反方向的速度，而水平抛出衣服能获得反方向的速度，故可滑离冰面故可滑离冰面.D12343.设火箭发射前的总质量是设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为火箭燃气的喷射速度为v，求燃料燃尽后火箭的飞行速，求燃料燃尽后火箭的飞行速度为度为v.解析解析在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒以动量守恒.取火箭的速度

15、方向为正方向，发射前火箭取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为的总动量为0，发射后火箭的总动量为，发射后火箭的总动量为mv(Mm)v1234则由动量守恒定律得则由动量守恒定律得mv(Mm)v0所以所以v v v答案答案(1)v12344.如图如图2所示，载人气球原来静止在空中，与地面所示，载人气球原来静止在空中，与地面距离为距离为h，已知人的质量为，已知人的质量为m，气球的质量，气球的质量(不含人不含人的质量的质量)为为M.若人要沿轻绳梯返回地面，则轻绳梯若人要沿轻绳梯返回地面，则轻绳梯的长度至少为多长？的长度至少为多长？图图2解析解析人与气球组成的系统，动量守恒人与气球组成的系统，动量守恒.设人到地面时，设人到地面时，气球上升高度为气球上升高度为H，如图所示，如图所示.1234由动量守恒定律得：由动量守恒定律得：MHmh解得：解得：H h.所以轻绳梯的长度至少为所以轻绳梯的长度至少为LHh h.答案答案 h