高二—粵教版—物理—選擇性必修一

第一章

第四節(jié)

動量守恒定律的應(yīng)用（2）知識回顧動量守恒定律的應(yīng)用1.條件判斷2.對象選取和過程選擇3.列式規(guī)范4.注意事項5.生活實例：冰壺、子彈打木塊、碰撞...1.概念：如果一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂成兩個部分，一部分向某個方向運動，另一部分必然向相反的方向運動，這種現(xiàn)象叫做反沖。一、反沖2.特點：（1）物體原先處于

狀態(tài)；（2）物體的不同部分在內(nèi)力作用下向

運動；（3）物體不同部分間相互作用力很大，作用時間很短，一般滿足內(nèi)力

外力，可用動量守恒定律來處理。靜止相反方向遠大于烏賊把水吸入體腔，然后用力壓水，通過身體前面的孔將水噴出，使身體很快地運動。通過調(diào)整噴水方向，可以使得身體向任意方向前進。反沖小車二、火箭的發(fā)射火箭發(fā)射反沖小車簡化為

物理情景：反沖小車停在光滑的桌面上，車上固定一個用膠塞塞住封口的試管。試管內(nèi)充滿空氣，用車上的酒精燈加熱試管尾端。當(dāng)試管內(nèi)的空氣達到一定溫度時，膠塞從試管口噴出。問題1：整個反沖小車遵循動量守恒嗎？問題2：膠塞從試管口噴出瞬間，小車是否運動？問題3：設(shè)反沖小車總質(zhì)量為M，膠塞質(zhì)量為m，膠塞噴出時，膠塞相對于地面的速度為v，此時，小車相對于地面的速度是多少？系統(tǒng)合外力為0,動量守恒mv＋(M－m)v′＝0膠塞向右運動，則小車向左運動

mv＋(M－m)v′＝0

①火箭起飛時的質(zhì)量與火箭除燃料外的箭體質(zhì)量之比叫做火箭的質(zhì)量比。現(xiàn)代火箭的質(zhì)量比一般小于10。②現(xiàn)代火箭的噴氣速度v的范圍為2000～4000m/s。

多級火箭

火箭如何提速？酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心西昌衛(wèi)星發(fā)射中心中國建設(shè)最早，規(guī)模最大的衛(wèi)星發(fā)射中心中國對外開放中規(guī)模最大、設(shè)備技術(shù)最先進、承攬衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)最多、具備發(fā)射多型號衛(wèi)星能力的新型航天器發(fā)射場，主要承擔(dān)地球同步軌道衛(wèi)星，通信、廣播、氣象衛(wèi)星等試驗發(fā)射和應(yīng)用發(fā)射任務(wù)。太原衛(wèi)星發(fā)射中心文昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射了中國第一顆太陽同步軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云一號”，第一顆中巴“資源一號”衛(wèi)星，第一顆海洋資源勘察衛(wèi)星等中國首個濱海發(fā)射基地，也是世界上為數(shù)不多的低緯度發(fā)射場之一。例題：用火箭發(fā)射人造衛(wèi)星，假設(shè)最后一節(jié)火箭的燃料用完后，火箭殼體和衛(wèi)星一起以速度

繞地球做勻速圓周運動。已知衛(wèi)星質(zhì)量M=500kg，最后一節(jié)火箭殼體的質(zhì)量m=100kg，某時刻火箭殼體與衛(wèi)星分離，分離時衛(wèi)星與火箭殼體沿軌道切線方向的相對速度

，試分析計算：（1）分離后衛(wèi)星的速度是多大？（2）火箭殼體的速度是多大？（以地面為參考系）條件判斷：由于衛(wèi)星與火箭殼體分離時間很短，重力等作用引起的動量變化與它們各自在分離前后具有的動量相比可以忽略不計，故衛(wèi)星與火箭殼體分離時近似視為動量守恒。衛(wèi)星質(zhì)量M=500kg，最后一節(jié)火箭殼體的質(zhì)量m=100kg分離前：火箭殼體和衛(wèi)星分離時：衛(wèi)星與火箭殼體沿軌道切線方向的相對速度

試分析計算：（1）分離后衛(wèi)星的速度是多大？（2）火箭殼體的速度是多大？（以地面為參考系）解：設(shè)分離時衛(wèi)星速度方向為正方向，分離后衛(wèi)星的速度為v1，火箭殼體的速度為v2，由動量守恒，有

（m+M）v=mv2+Mv1

三、人船模型物理情景：如圖所示，有一只小船停在靜水中，船上一人從船頭走到船尾．如果人的質(zhì)量m＝60kg，船的質(zhì)量M＝120kg，船長為l＝3m，則船在水中移動的距離是多少？(水的阻力不計)

人動船動，人停船停；人快船快，人慢船慢。速度在時間上的累積即為位移：如圖所示，設(shè)船后退的距離為x，人相對地面運動的距離為l－x。

“人船模型”是利用平均動量守恒求解的一類問題，解決這類問題應(yīng)注意：(1)適用條件：①系統(tǒng)由兩個物體組成且相互作用前靜止，系統(tǒng)總動量為零；②在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對運動的過程中至少有一個方向的動量守恒(如水平方向或豎直方向)．(2)畫草圖：解題時要畫出各物體的位移關(guān)系草圖，找出各長度間的關(guān)系，注意兩物體的位移是相對同一參考系的位移．三、人船模型課堂小結(jié)一、反沖（概念、特點）二、火箭的發(fā)射三、人船模型四、反沖現(xiàn)象的應(yīng)用與防止

習(xí)題講解1.一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m＝200g的氣體，氣體離開發(fā)動機噴出時的速度v＝1000m/s。設(shè)火箭質(zhì)量M＝300kg，發(fā)動機每秒鐘噴氣20次。(1)當(dāng)?shù)谌螄姵鰵怏w后，火箭的速度多大？(2)運動第1s末，火箭的速度多大？解析：(1)設(shè)噴出三次氣體后火箭的速度為v3，以火箭和噴出的三次氣體為研究對象，由動量守恒定律得：(M－3m)v3－3mv＝0(2)發(fā)動機每秒鐘噴氣20次，以火箭和噴出的20次氣體為研究對象，由動量守恒定律得

：(M－20m)v20－20mv＝02.如圖所示，大氣球質(zhì)量為100kg，載有質(zhì)量為50kg的人，靜止在空氣中距地面20m高的地方，氣球下方懸一根質(zhì)量可忽略不計的繩子，此人想從氣球上沿繩慢慢下滑至地面，為了安全到達地面，則這繩長至少應(yīng)為(可以把人看做質(zhì)點)()A．10m

B．30mC．40m

D．60m解析：人與氣球組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)人的速度為v1，氣球的速度為v2，運動時間為t.以人與氣球組成的系統(tǒng)為研究對