1.6反冲 现象火箭 课件 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第 节 6 高中物理 选择性必修一 第一章 杨孝波 反冲现象 火箭 1 思考：你知道章鱼、乌贼怎样游水吗？ 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。 你认为火箭升空、章鱼游水时应用了什么物理原理吗？ 力学角度：水往左喷出，章鱼给水往左的力，由于牛顿第三定律，水给章鱼往右的力 动量角度：章鱼静止在水里，动量守恒，水往左运动，章鱼往右运动 反冲 新课引入 反冲 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 P' = P 即 0=m1v1 + m2v2 故有： 负号就表示作用后的两部分运动方向相反 一、反冲现象 灌溉喷水器 自动灌溉喷水器：由于反冲，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。 一、反冲现象—应用 喷气式飞机 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）。2023年5月28日，国产大飞机C919迎来商业首飞。 一、反冲现象—应用 据伯努利定理——“流体速度越快，其静压值越小 炮弹发射 大炮止退犁 射击时，子弹向前飞去，由于动量守恒，枪身获得向后的动量，发生反冲现象，因此肩膀会感到痛。 一、反冲现象—防止 【例1】下列属于反冲现象的是（　　） A．乒乓球碰到墙壁后弹回 B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退 C．用力向后蹬地，人向前运动 D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动 BD 一、反冲现象 【例2】一桶水且静止在水平地面上,如图所示,桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门,分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)。要使小车向前运动,可采用的方法是(　　)。 A.打开阀门S1 B.打开阀门S2 C.打开阀门S3 D.打开阀门S4 B 一、反冲现象 神舟十三号载人飞船2021年10月16日0时23分发射 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 二、火箭 飞船和火箭为什么能离开地球，升上天空？ 假设火箭在地球表面由静止起飞时，在极短的时间内喷出燃气的质量为△m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度大小为u，喷出燃气后火箭的质量为m，计算火箭在喷气一次后增加的速度 △v？ 模型分析 Δm m 正方向 燃气速度u 发射前的总动量为： 发射后的总动量为： 系统由动量守恒得： 0 mΔv -Δmu 0= mΔv -Δmu 二、火箭 火箭要发射升空的话，它发射的速度都是比较大的，这个速度是要达到7.9km、s以上，那么怎么才能提高火箭的速度呢,下面我们就通过一个简单的情景来分析一下 思考：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 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）。 【问题】卫星发射最小速度为7.9km/s，如何能提升火箭的发射速度，解决卫星发射问题？ 现代的火箭喷气速度通常在2000-5000m/s 质量比： Δm/m一般小于10，火箭强度有限 二、火箭 要提高喷气速度，需要使用高质量的燃料： 液氢——燃料 液氧——氧化剂 1. 如何提高喷气速度？ 2. 如何提高质量比？ 主要结构： 飞船 第二级火箭 第一级火箭 火箭发射过程： 第一级火箭点燃 燃尽，空壳脱落 下一级火箭点燃 二、火箭 观看神十三发射 全过程 二、火箭 例2（2022·全国·高二课时练习）某学习小组在探究反冲运动时，将质量为的一个小液化气瓶固定在质量为的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为，如果在的时间内向后喷射的气体的质量为，忽略水的阻力，则喷射出质量为的气体后，小船的速度是多少？ 【答案】 【详解】由动量守恒定律得： ，得： 二、火箭 2　（2022·全国·高二期末）2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥