學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第四節(jié)反沖運(yùn)動學(xué)習(xí)目標(biāo)重點難點1．理解反沖運(yùn)動的概念；了解反沖運(yùn)動的典型事例．2．理解反沖運(yùn)動的原理是動量守恒定律．3．了解火箭的工作原理．了解決定火箭能力大小的因素．4．會用動量守恒定律分析解答反沖運(yùn)動問題．重點：1．理解反沖運(yùn)動問題的實質(zhì)．2．“人船模型"．難點：火箭獲得速度的求解．1．定義當(dāng)一個物體向某一方向射出（或拋出）它的一部分時，這個物體的剩余部分將向____方向運(yùn)動．2．遵從的規(guī)律在拋射的短暫時間內(nèi)，物體系統(tǒng)________作用或________________時，反沖運(yùn)動中系統(tǒng)____是守恒的．預(yù)習(xí)交流1農(nóng)田、園林的噴灌裝置能夠一邊噴水一邊旋轉(zhuǎn)，其原理是什么呢？3．反沖運(yùn)動現(xiàn)象的防止及應(yīng)用（1)防止：射擊時槍身的后退,影響射擊的______．（2）應(yīng)用eq\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(a。蝴蝶飛行時翅膀的扇動。，b。烏賊和大多數(shù)頭足類軟體動物在水里的活動。，c?；鸺陌l(fā)射。））預(yù)習(xí)交流2在步槍射擊中，有一個很重要的動作要領(lǐng)是：射擊者將槍托與肩部緊靠在一起,試思考其中的物理原理．在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時加以關(guān)注？請在下列表格中做個備忘吧！我的學(xué)困點我的學(xué)疑點答案：1．相反2．不受外力所受外力作用遠(yuǎn)小于內(nèi)力動量預(yù)習(xí)交流1：答案:這是因為噴口的朝向略有偏斜，水從噴口噴出時，噴管因反沖而旋轉(zhuǎn),這樣可以自動改變噴水的方向．3．（1)準(zhǔn)確性預(yù)習(xí)交流2:答案：步槍射擊是典型的反沖現(xiàn)象,根據(jù)動量守恒，則有m1v1－m2v2＝0．在子彈的質(zhì)量和子彈的速度不變的情況下，肩與槍托緊密接觸時，相當(dāng)于增加了槍的質(zhì)量，從而減小反沖速度，增加了射擊的準(zhǔn)確性．一、對反沖運(yùn)動的進(jìn)一步理解1．反沖運(yùn)動的特點是什么？2．反沖運(yùn)動的原理是什么？解有關(guān)反沖運(yùn)動的題目時，如何選用公式？一火箭噴氣發(fā)動機(jī)每次噴出m＝200g的氣體，氣體離開發(fā)動機(jī)噴出時的速度v＝1000m/s（相對地面）,設(shè)火箭質(zhì)量M＝300kg,發(fā)動機(jī)每秒噴氣20次．求當(dāng)?shù)谌螝怏w噴出后,火箭的速度為多大?分析火箭類問題應(yīng)注意的問題1．火箭在運(yùn)動過程中,隨著燃料的燃燒，火箭本身的質(zhì)量不斷減小，故在應(yīng)用動量守恒定律時，必須取在同一相互作用時間內(nèi)的火箭和噴出的氣體為研究對象．注意反沖前、后各物體質(zhì)量的變化．2．明確兩部分物體初、末狀態(tài)的速度的參考系是否是同一參考系,如果不是同一參考系要設(shè)法予以調(diào)整，一般情況要轉(zhuǎn)換成對地球的速度．3．列方程時要注意初、末狀態(tài)動量的方向．反沖物體速度的方向與原物體的運(yùn)動方向是相反的．二、“人船模型”的處理方法1．設(shè)系統(tǒng)總動量為零，如果系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量為M和m的兩物體在相互作用過程中任一時刻總動量都守恒，設(shè)質(zhì)量為M和m的兩物體的位移分別為X和x，試證明MX＝mx．2．處理“人船模型”問題的方法是什么？如圖所示，AB為一光滑水平橫桿，桿上套一質(zhì)量為M的小圓環(huán)，環(huán)上系一長為L、質(zhì)量不計的細(xì)繩，繩的另一端拴一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)將繩拉直，且與AB平行，由靜止釋放小球，則當(dāng)細(xì)繩與AB成θ角時，圓環(huán)移動的距離是多少？（1）“人船模型”問題中，兩物體的運(yùn)動特點是：“人”走“船”行，“人"?！按?停．(2)問題中的“船長”通常理解為“人"相對“船”的位移．而在求解過程中應(yīng)討論的是“人”及“船”相對地的位移，即相對于同一參考系的位移．1．2010年8月，中國海軍在黃海演習(xí)，一炮艇在海面上勻速行駛,突然從船頭和船尾同時向前和向后發(fā)射一發(fā)炮彈,設(shè)兩炮彈質(zhì)量相同，相對于地的速率相同，牽引力、阻力均不變，則船的動量和速度的變化情況是（）．A．動量不變，速度增大B．動量變小,速度不變C．動量增大，速度增大D．動量增大,速度減小2．如圖所示，質(zhì)量為M的汽缸置于光滑的水平面上,缸內(nèi)有一隔板P,隔板右側(cè)是真空，左側(cè)是質(zhì)量為m的高壓氣體,若將隔板突然抽去，則汽缸的運(yùn)動情況是（)．A．保持靜止不動B．向左移動一段距離后靜止C．向左移動一段距離后，繼續(xù)向左勻速運(yùn)動D．先向左移動，后向右移動并回到原來位置3．一人從靜止的小船船頭跳上岸，不計水的阻力，下列說法中正確的是（）．A．人跳出的速度一定大于船后退的速度B．人跳出的動量一定小于船后退的動量C．人跳出的動量一定大于系統(tǒng)原有的總動量D．人跳出的動量一定小于系統(tǒng)原有的總動量4．質(zhì)量為M的原子核，原來處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)它以速度v放出質(zhì)量為m的粒子時(設(shè)v方向為正）,剩余部分的速度為()．A．eq\f(mv，M－m）B．－eq\f（mv，M－m)C．－eq\f（mv,m－M）D．－eq\f(mv,M)5．如圖所示，平靜水面上停有一小船，船長為L＝3m，質(zhì)量為M＝120kg，一人從船頭走到船尾,人的質(zhì)量m＝60kg．那么，在人從船頭走到船尾的過程中船移動的距離為多少？（水的阻力可以忽略不計）提示:用最精煉的語言把你當(dāng)堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來并進(jìn)行識記．知識精華技能要領(lǐng)答案：活動與探究1：1．答案：(1）物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動．(2）反沖運(yùn)動中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，所以系統(tǒng)的總動能增加．2．答案:反沖運(yùn)動和碰撞、爆炸有類似之處,相互作用力常為變力且作用力很大,可以認(rèn)為內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動量守恒或某個方向上動量守恒，因此可以用動量守恒定律處理反沖運(yùn)動的問題．若系統(tǒng)初始動量為零，動量守恒定律為:m1v1′＋m2v2′＝0;若系統(tǒng)初始動量不為零,設(shè)分離前系統(tǒng)總質(zhì)量為M，分離質(zhì)量為m,分離前系統(tǒng)速度為v1,m分離速度為v2′，剩余部分速度為v1′，根據(jù)動量守恒定律得：（M－m）v1′＋mv2′＝Mv1．遷移與應(yīng)用1:答案：2m/s解析：解法一：噴出氣體的運(yùn)動方向與火箭的運(yùn)動方向相反,系統(tǒng)動量守恒．第一次氣體噴出后,火箭速度為v1,有（M－m)v1－mv＝0，所以v1＝eq\f(mv，M－m);第二次氣體噴出后,火箭速度為v2，有(M－2m）v2－mv＝(M－m）v1，所以v2＝eq\f（2mv,M－2m）;第三次氣體噴出后，火箭速度為v3,有（M－3m）v3－mv＝（M－2m)v2,所以v3＝eq\f(3mv,M－3m）＝eq\f(3×0.2×1000,300－3×0。2)m/s＝2m/s．解法二:選取整體為研究對象，運(yùn)用動量守恒定律求解．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，據(jù)動量守恒定律，得(M－3m）v3－3mv＝0，所以v3＝eq\f(3mv，M－3m）＝2m/s．活動與探究2：1．答案：設(shè)M和m的速度分別為v1和v2，因為在任意時刻總動量守恒,由動量守恒定律得Mv1＝mv2．又因為它們相互作用時間相等，由v1＝eq\f(X,t)，v2＝eq\f（x,t）知Meq\f(X,t)＝meq\f（x,t)所以MX＝mx．2．答案：（1）利用動量守恒，確定兩物體速度關(guān)系，再確定兩物體通過的位移的關(guān)系．由于動量守恒,所以任一時刻系統(tǒng)的總動量為零，動量守恒式可寫成m1v1＝m2v2的形式（v1、v2為兩物體的瞬時速率），表明任意時刻的瞬時速率都與各物體的質(zhì)量成反比．所以全過程的平均速度也與質(zhì)量成反比．進(jìn)而可得兩物體的位移大小與各物體的質(zhì)量成反比．即eq\f(x1,x2)＝eq\f（m2,m1）．（2）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．遷移與應(yīng)用2:答案:mL（1－cosθ）/(M＋m）解析：設(shè)細(xì)繩與AB成θ角時小球速度的水平分量大小為v,圓環(huán)的速度大小為V,方向水平，則由水平方向動量守恒有MV＝mv且在任意時刻或位置，V與v均滿足這一關(guān)系，加之時間相同，公式中的V和v可分別用其水平位移替代，設(shè)圓環(huán)移動的距離是d，小球移動的水平距離是x，則上式可寫為Md＝mx又L－Lcosθ＝d＋x解得圓環(huán)移動的距離：d＝mL（1－cosθ)/（M＋m）．當(dāng)堂檢測1．A解析：炮艇勻速運(yùn)動，受到的合力為零，發(fā)射炮彈時，牽引力、阻力均不變，合力始終為零,故動量守恒，有Mv0＝mv1－mv1＋（M－2m）v2，v2＝eq\f（M,M－2m）v0，故v2＞v0，A正確．2．B解析：因水平面光滑，汽缸與氣體組成的系統(tǒng)動量守恒，抽去隔板，氣體向右運(yùn)動，汽缸向左運(yùn)動，氣體停止運(yùn)動時，汽缸也停止運(yùn)動，B正確．3．C解析:因不計水的阻力，人與船組成的系統(tǒng)動量守恒，初動量為零，有0＝m人v人－m船v船，即m人v人＝m船v船，B錯誤；因人、船質(zhì)量關(guān)系未知，故A錯誤;人跳出后的動量大于零，C正確，D錯誤．4．B解