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

1. 弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞。 (1) 规律：动量守恒、机械能守恒 (2) 能量转化情况：系统动能没有损失 2. 非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。 (1) 规律：动量守恒，机械能减少 (2) 能量转化情况：系统动能减少，完全非弹性碰撞中系统动能损失最大 3. 对心碰撞和非对心碰撞 知识回顾 4、弹性碰撞实例： 第一章 动量守恒定律 6、反冲现象、火箭 CONTENTS 01 02 03 04 目标 反 冲 现 象 反冲的应用与防止 火 箭 人 船 模 型 3 思考：你知道在刚才的视频中宇航员在太空中怎样移动的吗？ 宇航员将宇航服的喷气装置打开，通过宇航服上的喷气孔将气体高速喷出，使身体很快地运动。宇航员能够调整自己的喷气孔的方向，这样可以使得身体向任意方向前进。类似的还有章鱼在水中游动 你认为宇航员或者章鱼运动时应用了什么物理原理吗？如何解释呢？ 反冲 章鱼静止在水里，运动内力远大于外力，动量守恒， 水往左运动，章鱼往右运动，动量守恒。 力学角度： 水往左喷出，章鱼给水往左的力，再由牛顿第三定律，水给章鱼往右的力。 动量角度： 以章鱼为例 一、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． 要点： （1）内力作用（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 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。 灌溉喷水器 反冲的应用 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）。 喷气式飞机 反冲的应用 海上冲水 反冲的应用 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： 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。 大炮止退犁 反冲的防止 【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 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． 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。 1.古代火箭 二、火箭 2. 现代火箭 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。 火箭的工作原理：火箭应用了反冲的原理，火箭燃料燃烧产生的高温、高压的气体从尾部告诉喷出，由动量守恒，火箭本身也获得了巨大的速度 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 结论：决定火箭最大飞行速度的因素： 喷气速度 质量比 ：火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比。 火箭起飞前的质量