1.6 反冲现象 火箭（课件）（含视频）-2021-2022学年下学期高二物理同步精品课堂（新教材人教版选择性必修第一册）

第一章 动量守恒定律 第6节 反冲现象 火箭 学易同步精品课堂 新教材人教版 物理（选择性必修第一册） 课堂引入 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。 你认为宇航员和章鱼运动时应用了什么物理原理吗？ 思考与讨论 1.定义：当一个物体向某一方向射出(或抛出)它的一部分时，这个物体的剩余部分向相反方向运动的现象． 2.特点： ①物体间相互作用突然发生，时间短，作用强。 ②系统所受外力一 般不为零，但远远小于内力。 3. 原 理： 遵循动量守恒定律 一、反冲现象 4. 反冲的应用与防止： 灌溉喷水器是利用反冲原理设计的一种自动灌溉装置，转动方向与水的喷射方向相反,水的前进导致管的后退，弯管就旋转起来。 ①灌溉喷水 一、反冲现象 水上滑行能让你在水底潜行，并向海豚一般跃出水面，激起层层浪花，它动作如钢铁侠一般带劲!通过喷射装置产生的巨大推动力，可以产生100马力，并将上升高度提升至接近10米甚至更高，让你领略高于一切的海岸新视角! 作者： 一、反冲现象 ②水上滑行 2017年5月5日，中国第一架国产大型喷气式客机C919顺利完成它的首次飞行。C919是商飞公司按照国际标准研发、制造的大型喷气式民用飞机，最多可以乘坐190人（C919得名的原因之一）。 ③ 喷气飞机 一、反冲现象 中国新型履带式自行榴弹炮炮车的履带表面有较深的突起抓地钩型设计是为了增大摩擦力，止退犁和两个液压缓冲器，都是为了在火炮连射时起到“止退”的作用，提高命中精度而精心设计的。 ④大炮止退犁 一、反冲现象 【例题】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vˊ是多大？ 【解析】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=mv -Mvˊ vˊ = ( m / M ) v =[(0.02÷8) x 1000]m/s =2.5m/s 一、反冲现象 1.速度的矢量性 对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛出部分必然相反． 新知探究 一、反冲现象 讨论反冲运动应注意的两个问题 2.速度的相对性 在反冲问题中，若给出的速度是物体间的相对速度，应用动量守恒定律列方程时，应将相对速度转化为相对于同一参考系的速度。 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。 新知探究 二、火箭 1.古代火箭 2. 现代火箭 新知探究 二、火箭 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。 现代火箭结构 思考：火箭最终获得速度由什么决定呢？ 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？ 【解析】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 新知探究 二、火箭 结论——决定火箭最大飞行速度的因素： 喷气速度 质量比 火箭起飞前的质量 燃料燃尽后的火箭壳质量 新知探究 二、火箭 质量比：火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比。 喷气的速度：目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂，喷气速度在2000m/s到5000m/s 要发射人造卫星，这样的火箭还不能 达到所需的速度. 如何解决卫星发射问题？ 新知探究 科学漫步 质量比：火箭的质量比在6～10 左右 火箭在飞行过程中抛掉空壳后，可以使m变得更小，从而使得质量比增大，进而提高火箭最终所能获得的速度。 要提高火箭的速度，需要在减轻火箭本身质量上面下功夫。 苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出多级火箭的概念：把火箭一级一级接在一起，第一级燃料用完后把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作，一级一级连续工作，理论上火箭速度可以提的很高。 新知探究 科学漫步 实际应用中一般不会超过4级，因为级数太多时，连接机构和控制机构的质量会增加很多，工作的可靠性也会降低。 运载火箭一般采用液体推进剂，第一、二级多用液氧、煤油或四氧化二氮。末级用液氧、液氢高能推进，称为低温液体火箭，技术比较复杂，目前只有美国、俄斯、法国、中国和日本等少数几个国家掌握低温液体火箭技术. 目前拥有运载火箭的国家有俄罗斯、美国、法国、英国、中国、日本、印度和