16.5 反冲运动 火箭(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-5）

16.5 反冲运动 火箭 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 实验一： 把气球吹满气，猛的一松手，会出现什么现象？ 为什么？ 结论：气球要向前运动，必须向相反方向喷气。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 一、反冲运动 1、定义：一个静止（或运动）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，另一部分必然向相反方向运动。这个现象叫做反冲。 要点：（1）内力作用下 （2）一个物体分为两个部分 （3）两部分运动方向相反 2.特点： 在反冲运动中，系统的合外力一般不为零；但内力远大于外力，可认为反冲运动中系统动量是守恒的。 3. 物理原理： 作用前：P = 0 作用后: P' = m1 v1 - m 2v2 则根据动量守恒定律有： P' = P 即 m1 v1 - m 2v2 = 0 故有：v2 = ( m1 / m2 ) v1 负号就表示作用后的两部分运动方向相反 遵循动量守恒定律 燃放的礼花 喷气式飞机 冲浪 射击 4、反冲运动的应用和防止 它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔喷出，使身体很快的运动。你认为章鱼、乌贼游泳时运用了什么原理呢？ 你知道章鱼、乌贼怎样游泳吗？ 生活中的反冲运动 农田、园林的灌溉装置能够一边喷水一边旋转，这是因为喷口的朝向略有偏斜，水从喷口喷出时，喷管因反冲而旋转，这样可以自动改变喷水的方向。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 生活中的反冲运动 反击式水轮机是大型水力发电站应用最广泛的水轮机。它是靠水流的反冲作用旋转的。我国早在70年代就能生产转轮直径5.5米，质量110吨，最大功率达30万千瓦的反击式水轮机。 反击式水轮机 火箭 生活中的反冲运动 生活中的反冲运动 用枪射击时，子弹向前飞去，枪身发生反冲向后运动。枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。 自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢？ 履带表面有较深的突起抓地钩型设计？ 中国新型自行榴弹炮 都是为了增大摩擦力，防止炮车后退。 止退犁，看到了吗？ 这一切都是为了提高火炮的连射时的命中精度而精心设计的 练一练： 机关枪重8Kg，射出的子弹质量为20g，若子弹的出口速度为1000m/s，则机枪的后退速度v’是多大？ 分析：在水平方向火药的爆炸力远大于此瞬间机枪受的外力（手对枪的力），故可认为在水平方向系统动量守恒：即子弹向前的动量和机枪向后的动量大小相等，总动量保持“零”值不变。 解：机枪和子弹这一系统动量守恒，取子弹的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：0=m v -M v' v' = ( m / M ) v =[(0.02÷8) x1000]m/s =2.5m/s 我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。 古代的火 箭 二、火箭 现代火箭较古代火箭结构复杂得多，现代火箭主要由壳体和燃料组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。 现代的火箭 思考： 火箭最终获得速度由什么决定呢？ 火箭 设火箭在Δt时间内喷射燃气的质量是Δm，喷出燃气的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m。求火箭获得的速度Δv。（忽略阻力和重力的影响） 由动量守恒得： 解： Δv = (Δm/m) u mΔv - Δmu =0 影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢？ 1、燃气喷射的速度 如何提高火箭燃气的喷射速度？ 2、 火箭的质量比（即火箭 开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。 答：要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料， 目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。 注：目前的技术条件下，火箭的质量比在6-10 左右 苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出了多级火箭的概念 M-m V0 正方向 V=？ m 例题：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的对地喷射速度为V0，燃料燃尽后火箭的速度V为多大？ 解：在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。 设火箭的速度方向为正方向， 由动量守恒得：0= mV -（M-m)V0 例题：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的对地喷射速