高中物理 16_5 反沖運(yùn)動(dòng) 火箭學(xué)案 新人教版選修3-5
《高中物理 16_5 反沖運(yùn)動(dòng) 火箭學(xué)案 新人教版選修3-5》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 16_5 反沖運(yùn)動(dòng) 火箭學(xué)案 新人教版選修3-5(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
課時(shí)16.?5 反沖運(yùn)動(dòng) 火箭 1.?經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究,認(rèn)識(shí)生活中的反沖運(yùn)動(dòng)。 2.?用動(dòng)量守恒定律解釋反沖運(yùn)動(dòng),進(jìn)一步提高運(yùn)用動(dòng)量守恒定律分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 3.?知道火箭的工作原理和主要用途,了解我國(guó)航天、導(dǎo)彈事業(yè)的發(fā)展。 1.?反沖 (1)根據(jù)動(dòng)量守恒定律知,如果一個(gè)靜止的物體在①內(nèi)力的作用下分裂為兩個(gè)部分,一部分向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng),另一部分必然向②相反的方向運(yùn)動(dòng),這種現(xiàn)象叫作反沖。 (2)舉出幾個(gè)生活中反沖現(xiàn)象的例子:③章魚(yú)運(yùn)動(dòng)、④射擊時(shí)槍身向后移、“沖天炮”、噴氣式飛機(jī)等。 (3)反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用及防止 應(yīng)用:農(nóng)田、園林的噴灌裝置是利用反沖使水從噴口噴出的,一邊噴水,一邊⑤旋轉(zhuǎn)。 防止:用步槍射擊時(shí),由于槍身向后發(fā)生反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性,所以用步槍射擊時(shí)要把槍身抵在⑥肩上,以減小反沖運(yùn)動(dòng)的影響。 2.?火箭 (1)火箭和噴氣式飛機(jī)的飛行應(yīng)用了⑦反沖原理,它們都是靠向后噴出高速氣流的⑧反沖作用而獲得巨大的速度的。 (2)火箭噴出的燃?xì)獾乃俣仍酱?、火箭噴出的物質(zhì)的質(zhì)量與火箭本身的質(zhì)量之比越大,火箭獲得的速度⑨越大。為了能使火箭達(dá)到發(fā)射衛(wèi)星所需要的速度,蘇聯(lián)科學(xué)家?jiàn)W爾科夫斯基提出了⑩多級(jí)火箭的概念。 (3)我國(guó)自行研制的火箭于1964年首次升空;我國(guó)于1970 年成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星。 主題1:反沖 情景:如圖所示,用薄鋁箔卷成一個(gè)細(xì)管,一端封閉,另一端留一個(gè)很細(xì)的口,內(nèi)裝有從火柴頭上刮下的藥粉,把細(xì)管放在支架上,用火柴或其他辦法給細(xì)管加熱,當(dāng)管內(nèi)藥粉點(diǎn)燃時(shí),生成的燃?xì)鈴募?xì)口迅速噴出,細(xì)管便向相反的方向飛去。 問(wèn)題:為什么燃?xì)夂图?xì)管的運(yùn)動(dòng)方向會(huì)相反? 主題2:火箭 情景:“長(zhǎng)征五號(hào)”是中國(guó)研制的新一代無(wú)毒、無(wú)污染、高性能、低成本和大推力的重型運(yùn)載火箭系列,在“長(zhǎng)征五號(hào)”大型運(yùn)載火箭和海南文昌航天發(fā)射基地問(wèn)世后,中國(guó)航天將具備將1.?2噸至25噸的有效載荷送入近地軌道,1.?8噸至14噸的有效載荷送入地球同步轉(zhuǎn)移軌道的能力,推動(dòng)中國(guó)空間應(yīng)用產(chǎn)業(yè)、載入航天技術(shù)和天文科學(xué)的發(fā)展,也必將大大提高中國(guó)在國(guó)際航天發(fā)射市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力。 問(wèn)題:你了解火箭的原理和性能參數(shù)嗎? 主題3:探究反沖與碰撞的聯(lián)系與區(qū)別 問(wèn)題:(1)反沖運(yùn)動(dòng)與一維碰撞有什么相同之處? (2)反沖運(yùn)動(dòng)與一維碰撞過(guò)程中機(jī)械能的變化有什么不同? 1.?(考查反沖運(yùn)動(dòng))一人靜止于完全光滑的水平冰面上,現(xiàn)欲離開(kāi)冰面,下列方法可行的是( ) A.?向后踢腿 B.?手臂向前甩 C.?在冰面上滾動(dòng) D.?脫下外衣水平拋出 2.?(考查對(duì)反沖運(yùn)動(dòng)動(dòng)量守恒的應(yīng)用)向空中發(fā)射一物體,不計(jì)空氣阻力。當(dāng)此物體的速度恰好沿水平方向時(shí),炸裂成a、b兩塊。若質(zhì)量較大的a的速度方向仍沿原來(lái)的方向,則( ) A.?b的速度方向一定與原速度方向相反 B.?從炸裂到落地的這段時(shí)間里,a飛行的水平距離一定比b的大 C.?a、b一定同時(shí)到達(dá)水平地面 D.?在炸裂過(guò)程中,a、b受到的爆炸力的沖量大小一定相等 3.?(考查反沖運(yùn)動(dòng)中速度的相對(duì)性)有一炮艇總質(zhì)量為M,以速度v1勻速行駛,從艇上沿前進(jìn)方向水平射出一顆質(zhì)量為m的炮彈,已知炮彈相對(duì)于炮艇的速度為v,不計(jì)水的阻力。若發(fā)射后炮艇的速度為v2,則它們的關(guān)系為( ) A.?(M+m)v2+m(v-v1)=Mv1 B.?(M-m)v2+m(v+v1)=Mv1 C.?(M-m)v2+mv=Mv1 D.?(M-m)v2+m(v+v2)=Mv1 4.?(考查對(duì)動(dòng)量守恒定律與動(dòng)量定理的綜合應(yīng)用)步槍的質(zhì)量為4 kg,子彈的質(zhì)量為0.?008 kg,子彈從槍口飛出時(shí)的速度為700 m/s,如果戰(zhàn)士抵住槍托,阻止槍身后退,槍身與戰(zhàn)士的作用時(shí)間為0.?05 s,求戰(zhàn)士身上受到的平均沖力大小。 拓展一:反沖運(yùn)動(dòng)與速度的相對(duì)性 1.?一個(gè)靜止的質(zhì)量為M的不穩(wěn)定原子核,放射出一個(gè)質(zhì)量為m的粒子, 求: (1)粒子離開(kāi)原子核時(shí)速度為v0,原子核剩余部分的速率大小。 (2)粒子離開(kāi)原子核時(shí)相對(duì)原子核的速度大小為v0,原子核剩余部分的速率大小。 拓展二:火箭的多次噴氣 2.?火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出質(zhì)量m=0.?2 kg的氣體,噴出的氣體相對(duì)地面的速度為v=1000 m/s,設(shè)火箭的初始質(zhì)量M=300 kg,發(fā)動(dòng)機(jī)每秒噴氣20次,若不計(jì)地球?qū)λ囊ψ饔煤涂諝庾枇ψ饔?,求火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作5 s后火箭的速度。 拓展三:反沖運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用 3.?如圖所示,在沙堆表面放置一長(zhǎng)方形木塊A,其上再放一質(zhì)量為0.?10 kg的爆竹B,木塊A的質(zhì)量為mA=6.?0 kg。當(dāng)爆竹爆炸時(shí),因反沖作用使木塊陷入沙中。從爆竹爆炸到木塊停止下陷歷時(shí)0.?1 s,已知木塊在沙中受到的平均阻力是90 N,求爆竹能上升的最大高度。設(shè)爆竹中火藥的質(zhì)量及空氣阻力忽略不計(jì),取g=10 m/s2。 參考答案 知識(shí)體系梳理 ①內(nèi)力 ②相反?、壅卖~(yú)運(yùn)動(dòng) ④射擊時(shí)槍身向后移 ⑤旋轉(zhuǎn)?、藜缟稀、叻礇_?、喾礇_?、嵩酱蟆、舛嗉?jí)火箭 1964 1970 重點(diǎn)難點(diǎn)探究 主題1:當(dāng)氣體從管內(nèi)噴出時(shí),它具有動(dòng)量,由動(dòng)量守恒定律可知,細(xì)管會(huì)向相反方向運(yùn)動(dòng)。一個(gè)靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩部分,一部分向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng),另一部分必然向相反方向運(yùn)動(dòng),這個(gè)現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動(dòng)。反沖運(yùn)動(dòng)是系統(tǒng)內(nèi)力作用的結(jié)果,雖然有時(shí)系統(tǒng)所受的合外力不為零,但由于系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力,所以系統(tǒng)的總動(dòng)量是守恒的。 主題2:①發(fā)射火箭的原理 火箭利用了反沖原理。發(fā)射火箭時(shí),尾管中向下噴射出的高速氣體有動(dòng)量,根據(jù)動(dòng)量守恒定律知:火箭將獲得向上的動(dòng)量,從而向上飛去。 設(shè)火箭在時(shí)間Δt內(nèi)噴射燃?xì)獾馁|(zhì)量是Δm,噴氣速度是u,噴氣后火箭的質(zhì)量是m,火箭獲得的速度是Δv,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:mΔv+Δmu=0 解得:Δv=-u。 ②決定火箭性能的參數(shù) 根據(jù)Δv=-u可知,火箭性能參數(shù)與噴氣速度u和噴射的燃?xì)赓|(zhì)量與噴氣后火箭質(zhì)量之比有關(guān)。 主題3:(1)反沖運(yùn)動(dòng)與一維碰撞都是短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的,且系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)動(dòng)量守恒。 (2)一維碰撞的過(guò)程中,機(jī)械能可能不變,也可能減少,但不會(huì)增加;而反沖運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械能有時(shí)不變,但更多的時(shí)候是增加的。 基礎(chǔ)智能檢測(cè) 1.?D 2.?CD 3.?D 4.?112 N 全新視角拓展 1.?(1) (2) 【解析】由于放射過(guò)程極短,放射過(guò)程中其他外力的沖量均可不計(jì),整個(gè)原子核系統(tǒng)動(dòng)量守恒。 (1)設(shè)剩余部分對(duì)地的反沖速度為v,由于原子核原來(lái)靜止,故后來(lái)粒子的動(dòng)量大小等于原子核剩余部分的動(dòng)量大小,即有 mv0=(M—m) v 解得: v=。 (2)設(shè)原子核剩余部分對(duì)地的反沖速度大小為v,則粒子的對(duì)地速率為v=v0—v。由于原子核原來(lái)靜止,故后來(lái)粒子的動(dòng)量大小等于原子核剩余部分的動(dòng)量大小,即有m(v0—v)=(M—m) v 所以v= 即原子核剩余部分速率為。 2.?71.?4 m/s 【解析】以火箭(包括在5 s內(nèi)要噴出的氣體)為系統(tǒng),系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒,以火箭的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,則5 s后火箭的動(dòng)量為(M-m205)v,所噴出的氣體動(dòng)量為-(m205)v,由動(dòng)量守恒定律得: (M-m205)v-(m205)v=0 代入數(shù)據(jù),得v=71.?4 m/s。 3.?45 m 【解析】本題屬反沖運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題,用到了動(dòng)量守恒定律,這是因?yàn)楸ㄟ^(guò)程內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力。分析在爆炸的瞬間,爆竹獲得向上的速度v1,木塊獲得向下的速度v2,A、B系統(tǒng)在豎直方向可以看作動(dòng)量守恒,而木塊在其重力及沙子的阻力作用下以初速度v2下陷一段距離,由牛頓第二定律可求出v2來(lái)。對(duì)木塊A進(jìn)行分析,以向下為正方向,有a== v2=0.?5 m/s 即在爆炸的瞬間木塊A獲得向下的速度v2=0.?5 m/s 以A、B為對(duì)象,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有mBv1-mAv2=0 v1==30 m/s 爆炸后,爆竹以v1做豎直上拋運(yùn)動(dòng),上升的最大高度為: h==45 m。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 高中物理 16_5 反沖運(yùn)動(dòng) 火箭學(xué)案 新人教版選修3-5 16 _5 反沖 運(yùn)動(dòng) 火箭 新人 選修
鏈接地址:http://weibangfood.com.cn/p-11975011.html