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(共23張PPT)
第一章 動量守恒定律
第6節 反沖現象 火箭
章魚靠把吸入體腔的水用力壓出，從而使身體快速向前運動。
1.認識反沖現象，并能舉出幾個反沖運動的實例；
2.能結合動量守恒定律對反沖運動做出解釋；
3.了解火箭的飛行原理，知道火箭飛行速度的決定因素。
知識點一：反沖現象
1. 定義：系統在內力作用下，當一部分向某一方向的運動時，剩余部分沿相反方向運動的現象。
發射炮彈時，炮彈從炮筒中飛出，炮身則向后退。炮身的這種后退運動叫作反沖。
1. 把一個氣球吹起來，用手捏住氣球的通氣口，然后突然放開，讓氣體噴出，觀察氣球的運動。
現象：我通過實驗發現，氣球口朝下，氣球往上飛，氣球口朝上，氣球往下飛。
做一做：
氣球向一個方向噴氣時，就會受到一個相反方向的力，而向相反方向運動，這是反沖現象。
思考：你能把氣球的運動的實驗的結果用一句比較簡單的語言歸納起來嗎？ 這屬于什么現象？
思考：氣球噴氣會受到一個相反方向力的作用向相反方向運動，如果噴出的不是氣，而是液體像水，會怎樣呢？
2.如圖所示，把彎管裝在可旋轉的盛水容器的下部。當水從彎管流出時，容器怎樣旋轉？
我們發現，盛水容器轉動的方向剛好和水噴出的方向相反。
并且盛水容器的水越多，轉動就越快，水減少，水杯的轉動就慢，最后就停下來。
歸納：反沖的力的方向和物體噴出氣體和液體的方向相反。
做一做：
（1）物體的不同部分在內力作用下向相反方向運動。
（2）反沖運動和碰撞、爆炸有相似之處，相互作用力常為變力，且作用力大，一般都滿足內力 外力，所以反沖運動可用動量守恒定律來處理。
（3）反沖過程中，由于有其他形式的能轉化為機械能，所以系統的總動能增加。
2.特點
反沖運動是系統內力作用的結果。在發生反沖運動的過程中，系統所受到的外力遠遠小于內力，遵循動量守恒定律。
作用前：P = 0
作用后: P' = m1 v 1+ m2 v2
則根據動量守恒定律有： P' = P
即 m1v1 + m2v2 = 0 故有：v2 = ( m1 / m2 ) v1
負號就表示作用后的兩部分運動方向相反
3. 反沖運動的原理
4. 反沖現象的應用及防止
（1）反沖現象的應用
灌溉噴水器
禮花燃放
海上沖水
（2）反沖現象的防止
大炮止退犁
步槍射擊
槍身的反沖會影響射擊的準確性，用步槍射擊時要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響。
炮車的履帶表面有較深的突起抓地鉤型設計和是為了增大摩擦力，止退犁和兩個液壓緩沖器，都是為了在火炮連射時起到“止退”的作用，提高命中精度而精心設計的。
5. 反沖現象的典型應用——人船模型
例題：靜止在水面上的小船長為L，質量為M，在船的最右端站有一質量為m的人，不計水的阻力，當人從最右端走到最左端的過程中，小船移動的距離是多大？
條件: 系統動量守衡且系統初動量為零
結論: 人船對地位移為將二者相對位移按質量反比分配關系
處理方法: 利用系統動量守衡的瞬時性和物體間作用的等時性,
求解每個物體的對地位移
mv1 = Mv2 mv1 t = Mv2 t
ms1 = Ms2 ---------- ①
s1 + s2 = L ---------- ②
兩個原來靜止的物體發生相互作用時，若所受外力的矢量和為零，則動量守恒。在相互作用的過程中，任一時刻兩物體的速度大小之比等于質量的反比。這樣的問題歸為“人船模型”問題。
（1）定義
① 兩物體滿足動量守恒定律：
（2）特點
② 運動特點：人動船動，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它們質量的反比；人船平均速度(瞬時速度)比等于它們質量的反比，即：
③應用此關系時要注意一個問題：即公式中 和x1、x2一般都是相對地面而言的。
（3）解決“人船模型”問題
①解前畫出人、船位移草圖
②運動情況：人走、船行；人停船停；人加速船加速；人減速船減速。
③原理：動量守恒定律
④人船速度關系：0=mv1-Mv2 .
則v1/v2=M/m ，任意時刻速度與質量成反比。
⑤人船位移關系：
mx1-Mx2=0, 則x1/x2=M/m。
x1+x2=L L----船的長度
則：x1=mL/(m+M), x2=ML/(M+m)
v1
v2
x1
x2
L
M
M
m
我國早在宋代就發明了火箭，在箭桿上捆一個前端封閉的火藥筒，火藥點燃后生成的燃氣以很大的速度向后噴出，火箭由于反沖而向前運動。
1.古代火箭
知識點二：火箭
現代火箭主要由殼體和燃料組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出，火箭就向前飛去。
2. 現代火箭
思考：火箭最終獲得速度由什么決定呢？
M-m
v0
正方向
v=？
m
例題：火箭發射前的總質量為M，燃料全部燃燒完后的質量為m，火箭燃氣的對地噴射速度為v0，燃料燃盡后火箭的速度v為多大？
解：
在火箭發射過程中，內力遠大于外力，所以動量守恒。設火箭的速度方向為正方向，由動量守恒得：
（1）火箭的速度
設火箭在時間內噴射燃氣的質量為，速度為，噴氣后火箭的質量為m，獲得的速度為v，由動量守恒定律：，得。
（2）火箭飛行速度的決定因素
火箭獲得速度取決于燃氣噴出速度及燃氣質量與火箭本身質量之比兩個因素．
1.關于反沖運動的說法中，正確的是（ ）
A．拋出物m1的質量要小于剩下質量m2才能獲得反沖
B．若拋出質量m1大于剩下的質量m2，則m2的反沖力大于m1所受的力
C．反沖運動中，牛頓第三定律適用，但牛頓第二定律不適用
D．對拋出部分和剩余部分都適用于牛頓第二定律
D
2.運送人造地球衛星的火箭開始工作后,火箭做加速運動的原因是( )
A.燃料燃燒推動空氣,空氣反作用力推動火箭
B.火箭發動機將燃料燃燒產生的氣體向后推出,氣體的反作用力推動火箭
C.火箭吸入空氣,然后向后推出,空氣對火箭的反作用力推動火箭
D.火箭燃料燃燒發熱,加熱周圍空氣,空氣膨脹推動火箭
B
3．一枚火箭搭載著衛星以速率 v0 進入太空預定位置，由控制系統使箭體與衛星分離。已知前部分的衛星質量為m1，后部分的箭體質量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統質量的變化，則分離后衛星的速率v1為（　 　）
A． B．
C． D．
D
4.（多選）一只質量為0.9kg的烏賊吸入0.1kg的水后，靜止在水中。遇到危險時，它在極短時間內把吸入的水向后全部噴出，以大小為2m/s的速度向前逃竄。下列說法正確的是（　　）
A．烏賊噴出的水的速度大小為18m/s
B．在烏賊噴水的過程中，烏賊所受合力的沖量大小為0.9N·s
C．在烏賊噴水的過程中，烏賊和噴出的水組成的系統的動量增大
D．在烏賊噴水的過程中，有18J的生物能轉化成機械能
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