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

第一章 动量守恒定律 第6节 反冲现象 火箭 新教材人教版 物理（选择性必修第一册） 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。 思考与讨论 章鱼、乌贼是怎样游动的哪？ 章鱼运动时应用了什么样的物理原理哪？ 课堂引入 炮弹射出后以很大的速度向前运动，根据动量守恒定律，炮身必将向后运动。只是由于炮身的质量远大于炮弹的质量，所以炮身向后的速度很小。 炮身的这种后退运动叫做反冲 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 ③不同部分在内力作用下向相反方向运动，其它形式的能转化为动能，动能增加 一、反冲现象 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 一、反冲现象 （负号表示作用后运动方向相反） 即 m1 v1 +m2 v2 = 0 作用前的动量 p = 0 作用后的动量 p' = m1 v1 +m2 v2 根据动量守恒定律有：p' = p 4. 反冲的应用与防止： 一、反冲现象 ①灌溉喷水 （1）应用 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。 一、反冲现象 ②水上滑行 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 一、反冲现象 ③喷气飞机、火箭等 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） 一、反冲现象 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 （2）防止：枪射击时枪身向后反冲，止退犁（火炮缓冲器）等 【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 一、反冲现象 新知探究 二、火箭 我国早在宋代就发明了火箭，箭杆上捆了一个前端封闭的火药筒，点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，箭杆由于反冲而向前运动。 新知探究 二、火箭 现代火箭 China,s rocket American rocket 原 理： 遵循动量守恒定律 一、反冲现象 （负号表示作用后运动方向相反） 即 mʋ + Mʋ' = 0 作用前的动量 p = 0 作用后的动量 p' = mʋ + Mʋ' 根据动量守恒定律有：p' = p 燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比决定 质量比 喷气速度 1.速度的方向 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。 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。 3.变质量问题 相互作用前后单个物体的质量可能变化，但是系统总质量不变。 新知探究 注意问题 问题情景：静止在水面上的小船长为L，质量为M，在船的最右端站有一质量为m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？ S2 S1 三、人船模型 【分析】由系统动量守衡： m v1 = M v2 s人 + s船 = L ----------② m v1 t = M v2 t m s人 = M s船 ---------- ① 4、人船位移关系： v1 v2 x1 x2 L M m 人船模型解题思路 1、原理：动量守恒定律 2、运动情况：人走船行、人停船停；人快船快、人慢船慢; 3、人船速度关系： 0=mv1-MV2 任意时刻速度与质量成反比 mx1-MX2=0 则x1/x2=M/m x1+x2=L ----船的长度 则：x1=mL/(m+M), x2=ML/(M+m) 【拓展应用】载人气球原静止在高度为H的高空，气球的质量为M，人的质量为m，现人要沿气球上的软绳梯滑至地面，则绳梯至少要多长？ H S H 【分析】由系统动量守恒： mv1＝Mv2 则 mH＝Ms， 且 s＋H＝L L＝(1＋m/M)H 三、人船模型 课堂小结 遵循动量守恒定律 反冲 静止或运动的物体分离出一部分物体 ，使另一部分向相反方向运动的现象叫反冲运动。 火箭 火箭飞行的原理---利用反冲运动.决定火箭最终飞行速度的因素:喷气速度+质量比 Lavf58.20.100 $$