人教课标版高中物理选修动量守恒定律第五节反冲运动火箭PPT课件.ppt

反冲运动 火箭,授课教师：石劲蕾,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,生活中的反冲运动,中国新型自行榴弹,止退犁（火炮缓冲器）,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,生活中的反冲运动,喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气，可以得到超过音速的飞行速度。,美国 F 117,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,生活中的反冲运动,火箭,在箭支前端缚上火药筒，利用火药向后喷发产生的反冲作用力把箭发射出去。,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,生活中的反冲运动,喷气式汽车,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,生活中的反冲运动,反击式水轮机,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,生活中的反冲运动,用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口。内装有火柴头刮下的药粉，把它放在增加上，使细管呈水平状态。用火柴给细管加热，当管内的药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,生活中的反冲运动,灌溉喷水器,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,生活中的反冲运动,反冲运动的应用：火箭、喷气式飞机或水轮机、灌溉喷水器等。,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,反冲运动,1. 定义：,一个物体在内力的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，这个现象叫做反冲。,2. 要点：,内力作用,一个物体分为两个部分,两部分运动方向相反,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,反冲运动,根据动量守恒定律,0=m1v1+m2v2,3. 物理原理：,在反冲现象中，系统所受的合外力一般不为0；,但是反冲运动中如果属于内力远远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒.,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,思考与讨论,质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为m的小物体。现在他以相对于飞船为u的速度把小物体抛出。,（1）小物体的动量改变量是多少？ （2）人的动量改变量是多少？ （3）人的速度改变量是多少？,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器。,火箭的工作原理：动量守恒定理,当火箭推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动量，根据动量守恒定律，火箭获得大小相等，方向相反的动量，因而发生连续的反冲现象，随着推进剂的消耗，火箭的质量逐渐减小，加速度不断增大，当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的轨道飞行。,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,现代火箭,用途：,现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头、人造卫星或宇宙飞船，即利用火箭作为运载工具。,那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关呢？,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,假设火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气对地的喷射速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？,在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒.发射前的总动量为0，发射后的总动量为:,（以火箭的速度方向为正方向）,由动量守恒得 ：,燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比共同决定 。,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,决定火箭最大速度的因素主要有两个:,一是燃气喷射的速度,二是火箭的质量比: 即：火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比,一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度，发射卫星需要多级火箭。,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,长征二号 型运载火箭,现代火箭的构造,助推器,一级火箭,二级火箭,整流罩,逃逸塔,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,采用多级火箭提高速度 一般不超过四级,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,第一节火箭脱离过程,多级火箭由单级火箭组成，发射时先点燃第一级火箭，燃料用完以后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作 。,为什么多级火箭在发射过程中要将空壳抛掉？试从理论上加以说明。,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,为什么多级火箭在发射过程中要将空壳抛掉？,火箭在飞行过程中抛掉空壳后，可以改变火箭的质量比，进而提高火箭最终所能获得的速度。由于火箭的发射原理和反冲原理一样，都遵循动量守恒定律，故有：,其中M为火箭的总质量。 m为燃料燃尽后的质量。 v 为气体喷出的速度。 v 为火箭最终速度。,由上式可知，当抛掉空壳之后可以使m变得更小，从而从质量比增大，提高了火箭的最终速度。,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,反冲运动 火箭,反冲运动,1定义：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。,2反冲运动中一般遵循动量守恒定律,3,应用：反击式水轮机、喷气式飞机 、火箭等,防止：射击时，用肩顶住枪身,火箭,1飞行的原理-利用反冲运动,2决定火箭最终飞行速度的因素,喷气速度,质量比,小结：,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度（ ） A. 使喷出的气体速度增大 B. 使喷出的气体温度更高 C. 使喷出的气体质量更大 D. 使喷出的气体密度更小,AC,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,1,下图为一空间探测器示意图，1，2，3，4，是四个喷气发动机，1，3，的连线与空间空间固定坐标系的轴平行，2，4，的连线与轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动，开始时，探测器以恒定的速率v向正x方向飞行，要使探测器该为向正x偏负y60的方向以原来的速率v平动，则可： A. 先开动1,适当时间，再开动4,适当时间 B. 先开动3,适当时间，再开动2,适当时间 C. 开动4,适当时间 D. 先开动3,适当时间，再开动4,适当时间,A,选修 35 16.4 反冲运动 火箭,112N,3.步枪的质量为4kg，子弹的质量为0.008kg，子弹从枪口飞出时的速度为700ms，如果战士抵住枪托，阻止枪身后退，枪身与战士的作用时间