1.6 反冲现象 火箭 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第一章 动量守恒定律 第6节 反冲现象 火箭 人教版（2019）物理（选择性必修 第一册） 素养目标 1.通过实验认识反冲运动，能举出反冲运动的实例，知道火箭的发射式反冲现象 2.能结合动量守恒定律对常见的反冲现象作出解释 3.了解我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的自信 思考与讨论 水向下喷出 水母向上运动 塞子向前喷出 小车向后运动 观察分析两种运动的特点 1.定义：一个静止的物体在内力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。 一、反冲现象 思考与讨论 开炮时，炮身为什么向后退呢？ 炮筒内部的作用力具有怎样的特点？ 2.特点： ①不同的部分在内力的作用下向相反的方向运动。 ②系统所受外力一般不为零，内力远大于外力。 3.遵循动量守恒定律 一、反冲现象 ③其他形式的能转化为动能，动能增加。 【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 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： 一、反冲现象 ①水上滑行 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）。 ② 喷气飞机 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。 ③大炮止退犁 一、反冲现象 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 一、反冲现象 思考：弯管盛水器转动的快慢和什么因素有关呢？ 问题：弯管盛水器转起来的原因是什么呢？ 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。 新知探究 二、火箭 1.古代火箭 2. 现代火箭 新知探究 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。 现代火箭结构 思考：火箭最终获得速度由什么决定呢？ M-m V0 正方向 V=？ m 【理论推导】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 新知探究 二、火箭 结论——决定火箭最大飞行速度的因素： 火箭起飞前的质量 燃料燃尽后的火箭壳质量 喷气速度 质量比 新知探究 二、火箭 质量比：火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比。 新知探究 二、火箭 喷气的速度：目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂，喷气速度在2000m/s到5000m/s 要发射人造卫星，这样的火箭还不能 达到所需的速度。 如何解决卫星发射问题？ 新知探究 科学漫步 质量比：火箭的质量比在6～10 左右 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。 苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出多级火箭的概念：把火箭一级一级接在一起，第一级燃料用完后把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作，一级一级连续工作，理论上火箭速度可以提的很高。 要提高火箭的速度，需要在减轻火箭本身质量上面下功夫。 新知探究 科学漫步 实际应用中一般不会超过4级，因为级数太多时，连接机构和控制机构的质量会增加很多，工作的可靠性也会降低。 一、反冲现象 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。 三、动量守恒定律中的相对速度 三、动量守恒定律中的相对速度 【例题】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，则火箭的速度大小为(　　) A．v0＋mu/M B．v0－mu/M C．v0＋(v0＋u) m/(M-m) D．v0＋mu/(M-m) 【分析】设向前为正方向。燃料相对地速度V1=V-u 2.喷射前后火箭、燃料系统动量守恒 MV0=（M-m)V+m(v-u) , 解得：v= v0＋mu/M 课堂小结 遵循动量守恒定律 反冲 静止的物体在内力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。 火箭 火箭飞行的原理--反冲.决定火箭最终飞行速度的因素:喷气速度+质量比 1（多选）一只质量为0.9kg的乌贼吸入0.1kg的水后，静止在水中。遇到危险时，它在极短时间内把吸入的水向后全部喷出，以大小为2m/s的速度向前逃窜。下列说法正确的是（　　） A．乌贼喷出的水的速度大小为18m/s B．在乌贼喷水的过程中，乌贼所受合力的冲量大小为0.9N·s C．在乌贼喷水的过程中，乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大 D．在乌贼喷水的过程中，有18J的生物能转化成机械能 作业 2.如图所示，装甲车和其中炮弹的总质量为M，正沿轨道向右匀速行驶，其速度为v0，发射一枚质量为m的炮弹后，装甲车的速度变为v，仍向右行驶．若不计轨道的摩擦，求炮弹射出炮口时相对于炮口的速度是多少？(炮管是水平的) 作业 课后思考题 Lavf58.51.100 Lavf58.28.100 $