1.6 反冲现象 火箭 课件 -2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

1.6 反冲现象 火箭 1 你知道章鱼、乌贼怎样游动的吗？ 它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体很快地运动。 章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体 向任意方向前进。 你认为章鱼游动时体现了什么物理原理？ 反冲现象： 发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。这 种情况由于系统内力很大，外力可忽略，可用动量守恒定律来解释。 射击前，炮弹静止在炮筒中，它们的总动量为0。炮弹射出后以很大的速度向前运动，根据动量守恒定律，炮身必将向后运动。只是由于炮身的质量远大于炮弹的质量，所以炮身向后的速度很小。炮身的这种后退运动叫作反冲。 反冲运动 1. 定义：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反的方向运动，这个现象叫做反冲运动。 中国新型自行榴弹炮 履带式自行榴弹炮炮车后面为什么装有止退犁？履带表面为什么有较深的突起抓地钩型设计？ ？ 思考与讨论 止退犁 在实际中常常需要考虑反冲现象带来的影响。 减少反冲的影响。 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。 6 水从水管快速喷出后，水管自己动了起来 7 反冲现象的应用： 实际生产、生活中应用反冲现象的例子也很多， 例如，农田、园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转（如上图），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。 8 反冲现象的应用： 做一做 1.把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口（图1.6-2甲），然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。 2.如图1.6-2乙，把弯管装在可旋转 的盛水容器的下部。当水从弯管流出时，容器就旋转起来 火箭的发射、反击式水轮机。 反冲现象的应用： 点燃烟花，烟花向后喷出气体，上端封口的圆筒向天上飞去 11 二、火 箭 1. 古代火箭 12 二、火 箭 1. 古代火箭 我国早在宋代就发明了火箭（图 1.6-3）。箭杆上捆了一个前端封闭的火药筒，点燃后生成的燃气以很大速度向后喷出，箭杆由于反冲而向前运动。 13 2. 现代火箭 14 15 火箭喷气速率一般在2000m/s到4000m/s之间； 火箭发射过程中，把燃气箱空壳等多余的物 体抛掉，以获得更大的速度. 17 思考与讨论 质量为 m 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态 这个人手中拿着一个质量为 ∆m 的小物体。现在他以相对于飞船为 u 的速度把小物体抛出（图 1.6-4）。 1. 小物体的动量改变量是多少？ 2. 人的动量改变量是多少？ 3. 人的速度改变量是多少？ 18 上面思考与讨论中所描述的情境与火箭发射的原理大 致相同。设火箭飞行时在极短的时间∆t内喷射燃气的质量是∆m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是 u，喷出燃气后火箭的质量是 m。我们就可以计算火箭在这样一次喷气后增加的速度∆v。 19 以喷气前的火箭为参考系。喷气前火箭的动量是 0， 喷气后火箭的动量是 m∆ v，燃气的动量是∆ mu。根据动量守恒定律，喷气后火箭和燃气的总动量仍然为 0，所以 m∆v ＋∆mu ＝ 0 解出 上式表明，火箭喷出的燃气的速度 u 越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度∆v就越大。 20 漫漫“长征”路：长征系列运载火箭发展史 要发射人造卫星，用一级火箭还不能达到所需的速度，必须用多级火箭 21 原 理：在发射的短暂时间内，物体系统无外力作用或外力远小于内力，反冲运动中系统动量是守恒的. 0 ＝ mvm + MvM 反冲运动 矢量式 22 例1 机关枪的质量 M＝ 8 kg，射出的子弹质量 m＝ 20 g，若子弹从枪口飞出的速度 ʋ＝ 1000 m/s，则求机关枪后退的速度大小 ʋ'。 典例探究 由此题引出反冲运动的应用和防止，说明看待事物得一分为二。然后，再引入反冲运动的一个重要应用——火箭。 例2 如图所示，长为 L 的船静止在平静的水面上，立于左侧船尾的人的质量为 m，船的质量为 M，不计水的阻力，人从船尾走到右侧船头的过程中，求船对地面的运动位移大小。 典例探究 【提示】　摩擦力．向左运动，即与人行的方向相反． 探讨2：当人走到船头相对船静止时，小船还运动吗？为什么？ 【提示】　不运动．小船和人组成的系统动量守恒，当人的速度为零时，船的速度也为零． 如图所示，为一条约为180 kg的小船漂浮在静水中，当人从船尾走向船头时，小船也发生了 移动，不计水的阻力． 探讨