1.6 反冲现象 火箭 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

6　反冲现象　火箭 1 章鱼在水中时，是先把水吸入体内，然后用力压水，使水流向后喷出，从而向前移动。 再看这个气球，当释放它时,会向外飞出。当向下喷气时，气球向上飞出。 当向右喷气时，气球向左运动。 有哪位同学能总结出，这两种运动的特点吗？ 反冲运动 1.定义：一个静止的系统在内力的作用下分裂为两个部分,当其中一部分向某个方向运动时,另一部分向相反方向运动，这就叫做反冲运动。 2.规律： ①内力远大于外力，作用时间极短。 ②系统遵循动量守恒定律。 1.以气球为例，当向下喷气时，气球向上运动。当向右喷气时，气球向左运动。所以，反冲运动的两部分速度一定相反。方向知道了，那大小呢？ 2.可以通过动量守恒计算。假设气球的质量为M,喷出气体的质量为m，气球速度大小为V1，气体速度的大小为V2。规定气球运动方向为正。 让同学说式子，我来写。 了解反冲运动之后，就可以利用它。还是气球，当我直接释放时，它会直接向外飞去，那我想让它旋转呢？ 3.注意：这里反冲是相对运动，我们可以选择地面为参考系，但是也可以选择某一部分为参考系，这个视情况而定。 反冲的应用1 为什么喷灌装置会旋转？ 了解了反冲的原理，我们就可以利用它。比如说，还是刚才这个气球，我想改变它的运动状态，比如说让它旋转。我在气球上绑了一个吸管，（插吸管不重要，重要的是我要将吸管弯折）。请看，气球为什么发生了明显的旋转呢？哪位同学能解释一下？ 在生活中，我们利用这个设计了灌溉装置。现实中的喷灌头是图片上的样子，它的出水孔设计了一定的角度的弯折。目的是想让它能一边喷水一边旋转。那能否真的实现呢？ 我们来做个演示实验，这个杯子的底部有两个弯折的出水孔，当杯中加水时，我们来观察，杯子发生了旋转。因为我们改变了喷出水流的方向，所以杯子的运动方向也改变了。喷灌的喷头可以（视频里）旋转，实现360度全方面覆盖。 思考：开炮时，炮身做什么运动？--后坐力 1.以气球为例，当向下喷气时，气球向上运动。当向右喷气时，气球向左运动。所以，反冲运动的两部分速度一定相反。方向知道了，那大小呢？ 2.可以通过动量守恒计算。假设气球的质量为M,喷出气体的质量为m，气球速度大小为V1，气体速度的大小为V2。规定气球运动方向为正。 让同学说式子，我来写。 了解反冲运动之后，就可以利用它。还是气球，当我直接释放时，它会直接向外飞去，那我想让它旋转呢？ 3.注意：这里反冲是相对运动，我们可以选择地面为参考系，但是也可以选择某一部分为参考系，这个视情况而定。 思考：狙击手射击时，为什么用肩膀抵住枪托？ 有时反冲又是有害的。射击时狙击手通常会用肩膀抵住枪托，有同学能分析下为什么吗？ “那枪身的速度和子弹的速度谁大？”“因为枪身的质量远大于子弹嘛” 但我们探寻出一个规律后，就有可能通过设计来利用它或者防止它。 那说到利用，反冲运动目前最重要的一项研究，就是在火箭上。 应用2：火箭 古代火箭 现代火箭 刚才我们看到气球通过向下排出气体，从而向上飞出。而火箭也是一样的原理，只不过它喷出的是，高温高压的气体。 注意：火箭是由壳体和燃料组成，而喷气过程又要燃烧燃料，所以火箭的喷射过程是一个“变质量过程”。 同学们根据这个原理尝试猜想一下，火箭的速度可能会受哪些因素影响？ 现在，我们用动量定理来对火箭喷射过程做一个分析。 章鱼在水中时，是先把水吸入体内，然后用力压水，使水流向后喷出，从而向前移动。 再看这个气球，当释放它时,会向外飞出。当向下喷气时，气球向上飞出。 当向右喷气时，气球向左运动。 有哪位同学能总结出，这两种运动的特点吗？ ？ 问题：火箭在极短时间内喷射燃气的质量是，喷出燃气后的火箭质量为，燃气相对喷气前的火箭的速度是。 求火箭在这样一次喷气后增加的速度？ 喷气前系统总动量： 喷气后系统总动量： 由动量守恒定律得： 改为书上的例子。 不要怕，正常分析正常列式子。 如果我们用地面参考系，也能得到这个式子，只是初状态相对地面动量为零，也就是研究从静止发射。而采用火箭参考系，可以研究任一状态，适用范围更广。 我国的长征火箭家族 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、印度和以色列。 长征火箭已经拥有退役、现役共计4代20种型号。 研究的是发射瞬间，喷气还未接触到地面（故不受地面反作用力），动量守恒。 【问题情境】静止在水面上的小船长为L，质量为，在船的最右端站有一质量为的人，不计水的阻力，当人从最右端走到最左端的过程中，小船移动的距离是多大？ 【分析】由系统动量守衡： m v1 = M v2 m = M m = M m 人 = M x船 ---------- ① x人 + x船 = L ----------② S2 S1 m = M m = M 忽略水对船的阻力。 变速问题还要求距离，就很讨厌了。 大小是什么样的关系？方向又是什么样的关系？ 【问题情境】静止在水面上的小船长为L，质量为，在船的最右端站有一质量为的人，不计水的阻力，当人从最右端走到最左端的过程中，小船移动的距离是多大？ 忽略水对船的阻力。 变速问题还要求距离，就很讨厌了。 大小是什么样的关系？方向又是什么样的关系？ 　1.如图所示，物体A和B质量分别为m1和m2，图示直角边长分别为a和b。设B与水平地面无摩擦，当A由顶端O从静止开始滑到B的底端时，B的水平位移是 　1.某人以大小为v0、方向与水平向右方向夹角θ＝60°的初速度斜向上抛出一颗手榴弹，手榴弹到达最高点时炸成质量分别为m和3m的两块。其中质量大的一块沿着手榴弹爆炸前瞬间的速度方向以大小v0的速度飞行。不计空气阻力，不计炸药质量。求： (1)手榴弹在最高点的速度v1的大小和方向； (2)质量较小的一块弹片速度v2的大小和方向； (3)爆炸过程中转化为弹片动能的化学能E。 忽略水对船的阻力。 变速问题还要求距离，就很讨厌了。 大小是什么样的关系？方向又是什么样的关系？ Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 A.b B.b C.(b－a) D.(b－a) $$