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

第一章 动量守恒定律 第六节 反冲运动 火箭 高一年级物理备课组 情景思考 问题一：火箭是如何起飞的，它的原理又是什么呢？ 情景思考 任务一、观察、描述、分析两种运动的特点 水向下喷出 火箭向上飞 子弹向前飞出 人和枪械向后退去 新知探索 一个静止的物体如果在内力的作用下短时间内分裂为两个部分，一部分向某一方向运动另一部分必然向相反的方向运动。 探究结论： 新知探索 装甲车发射炮弹 新知探索 炮身在高压气体作用下，受到反向的内力，运动状态发生改变，向相反方向运动 思考：开炮时，炮身为什么会向后运动？ 新知探索 1、上述运动“内力”具有什么样的特点 内力 特别大 时间极短 2、你能从冲量和动量的角度分析这类运动吗？ 内力≫外力 时间极短 系统动量守恒 一、反冲运动 发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身向后退，这种情况由于系统内力很大，外力可以忽略，可用动量守恒定律来解答，射击前，炮弹静止炮筒中，他们的总动量为0，炮弹射出后以很大的速度向前运动，根据动量守恒定律，炮身必将向后退，炮身的这种后退运动叫做反冲。 思考：炮身后退时候的速度与哪些因素有关？ 一、反冲 理论探究影响反冲速度的因素 原来静止在水平地面上的小车系统以速度v2短时间内喷出质量为m2的气体，剩余质量m1的小车获得的反冲速度v1与哪些因素有关？ 小组讨论，进行问题探究 结论：v1的大小与m1、m2、v2均有关系 1、定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，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。 2. 特 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 （4）系统所受合外力为零或在某一方向上所受合外力为零。则在全过程中动量守恒（或单方向动量守恒）；内力远大于合外力。 一、反冲 3、原理：动量守恒 (1)反冲现象中一般内力远大于外力，系统动量守恒且系统总动量为零． 作用前：P = 0 作用后: P' = m v +M v' m v +M v' = 0 故有：v' = -( m / M ) v负号就表示作用后的两部分运动方向相反 (2)反冲运动中，有其他形式的能转变为机械能，系统的总动能增加． 一、反冲 4、反冲的应用及防止 喷灌装置的自动旋转 吹足气的气球由静止释放气体后带动小车运动 （1）应用 一、反冲 （2）防止 用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响 一、反冲 二、火箭 古代火箭 现代火箭 二、火箭 思考：火箭所获得的速度与那些因素有关？ 问题：设火箭发射前的总质量为M，在极短时间△t内喷射出的燃气质量为△m，燃气相对喷气前火箭的速度为v，一次喷气后火箭增加的速度△v为多大？ 以喷气前火箭为参考系，一火箭及其燃料为系统，则: 发射前的总动量为0； 发射后的总动量为 mV +（M-m) (-V0) 由动量守恒得：0= mV -（M-m)V0 结论：决定火箭最大飞行速度的因素： 喷气速度 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。 二、火箭 思考：以同样的方式，第二次喷气过程火箭增加的速度呢？ 16 二、火箭 拓展 问题： 设火箭每次在极短时间△t内喷射出的燃气的质量为△m燃气对喷气前火箭的速度为u则燃气喷尽后火箭增加的速度△v为多大？ 二、火箭 理论证明： 在不考虑重力和空气阻力的情况下，单级火箭的最终速度与喷气的速度u，喷气前火箭的质量M和燃料燃尽后火箭的质量m的比值有关 喷气的速度（u）：目前常用的燃料是液氢，用液氧做氧化剂，相对火箭的喷气速度在2000m/s到3000m/s之间，很难再有提升。 质量比（M/m）:一般在10以下 问题：考虑重力和空气阻力的情况下，单级火箭达不到发射卫星所需要的最小速度7.9km/s，那该怎么办呢？ 二、火箭 多级火箭 多级火箭有多个单级火箭组成，发射时先点燃第一级火箭，燃料用尽后空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作 级数越多越好吗？ 级数越多，结构越复杂，技术要求越高，工作时可靠性较差，目前火箭一般是三级火箭 50年前 我国成功发射的第一颗人造卫星，只有“微小”的0.178吨 50年后，一代代中国运载火箭载着 北斗、风云、高分、鹊桥、尖兵 实践、长空、烽火、海洋、神通 探测、前哨、资源、鑫诺、天链 中星、天拓、天绘、珞珈、云海 载着神舟、天舟、嫦娥、天宫一次次摆脱地心引力奔向星辰大海 1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件 1.6反冲现象 火箭—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册课件 3、中国航天50年 二、火箭 反冲现象 火箭 反冲现象 火箭