1.6 反冲现象 课件 -2023-2024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6节 反冲现象 火箭 目录 主题(二) 火箭 主题(一) 反冲现象 第6节 反冲现象 火箭 主题(三) 人船模型 新课引入：鱼在水里如何前进呢？ 结论：左右摆尾或上下摆尾拍打水获得反作用力 新课引入：章鱼在水里如何前进呢？ 它们需要急速前进时，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。 新课引入：鱼与章鱼前进的方式相同吗？ 拍打外部物体 喷出内部物体 可见物体一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反方向运动, 我们称为 反冲 新课引入：聪明的人类利用章鱼前进的原理。 第一部分 反冲现象 1.定义: 一物体在内力作用下分裂成两部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反方向运动的现象。 2.特点: ①内力一般较大 ②动量近似守恒 ③机械能增加 一、反冲现象 3.防止: 武器的后坐力 【典例1】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：机枪和子弹动量守恒， 取子弹速度方向为正方向 0=mv -Mvˊ 得：vˊ =2.5m/s 一、反冲现象 3.防止: 武器的后坐力 一、反冲现象 正确的握抢姿势 3.防止: 武器的后坐力 止退犁 (火炮缓冲器) 3.防止: 武器的后坐力 一、反冲现象 4.应用: ①水轮机: 灌溉、 3.防止: 武器的后坐力 一、反冲现象 4.应用: ①水轮机: 灌溉、 3.防止: 武器的后坐力 一、反冲现象 4.应用: 发电 ②涡轮机: 火箭、 ①水轮机: 灌溉、 3.防止: 武器的后坐力 一、反冲现象 4.应用: 发电 ②涡轮机: 火箭、 ①水轮机: 灌溉、 3.防止: 武器的后坐力 一、反冲现象 4.应用: 发电 导弹、 导弹、 战斗机 ②涡轮机: 火箭、 ①水轮机: 灌溉、 3.防止: 武器的后坐力 一、反冲现象 4.应用: 发电 第二部分 火箭 最早的载人火箭的记录是明代一名叫万户的人，他坐在绑有几十支火箭的椅子上。手拿两个大风筝，叫人点燃火箭，想使自己飞上天去，但他失败了，而且为此献出了生命。他的为科学献身的精神是令人敬佩和值得我们学习的。 二、火箭 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。 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 思考：火箭最终获得速度由什么决定呢？ 【典例2】火箭携带的燃料质量为m，短时间内以对地为V0的速度将燃料喷射完，燃料燃尽后火箭的质量为M，则火箭速度V为多大？ 解: 火箭发射过程中，内力远大于外力。 取向上为正方向，由动量守恒得 0= MV-mV0 得：V= 质量比 喷气速度 V0 V=？ 正 质量比：火箭燃料的质量与火箭壳的质量之比。 1.工作原理: 反冲运动 2.影响因素: ①喷火速度 ②质量比 二、火箭 2000m/s到5000m/s 6～10倍左右 V= 要提高火箭的速度，需要在减轻火箭本身质量上面下功夫。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。因此设计成多级火箭 要发射人造卫星，这样的火箭还不能达到要求。 思考:这个喷火速度是相对于谁的速度? 【典例3】总质量为M的火箭以速度V0飞行，质量为m的燃料相对于火箭以速度u向后喷出，则火箭的速度大小Vx为(　 ) A. B. C. D. A u Vx=？ v0 得:Vx= MV0= (M-m)Vx -mV火 V火=? u-Vx MV0=(M-m)Vx-m(u-Vx) MV0=MVx-mu 【典例4】一宇航员在太空进行太空行走，连同装备质量M=100kg，离飞船一定距离处与飞船相对静止，他带有一个装有0.5kg氧气的储气筒。其喷嘴可以使氧气以50m/s的速度在极短时间内相对于宇航员喷出。求全部喷出后人获得的速度？ 解: V气 V人 0= (M-m)V人 -mV气 得：V人= 4m/s V气= V相对-V人 V船水 V人船 V人水= V人船+V船水 方向相同： V人船 V人水= V人船-V船水 方向相反： 思考:人相对于水的速度V人水=? V船水 【典例4】如图所示，质量为M的小船静止在不计阻力的河面上，小船最右端站着质量为m的人，若人水平方向以相对于船的速度u脱离小船，则人脱离小船后小船的速度多大？ V人 V船 解: 0= MV船 -mV人 得:V船=