云南省峨山彝族自治县高中物理 第十六章 动量守恒定律 16.5 反冲运动火箭课件 新人教版选修35.ppt

实验 把气球吹满气 猛一松手 会出现什么情形呢 反冲运动火箭 火箭 喷气式飞机 射击 以上几种不同的物体 它们的运动有什么特点 1 一个物体分成两个部分2 两个部分向相反方向运动3 分裂过程的时间极短 作用力非常大 一 反冲运动 1 定义 2 要点 b 一个物体分为两个部分 3 物理原理 作用前 p 0作用后 p mv mv则根据动量守恒定律有 p p即mv mv 0故有 v m m v负号就表示作用后的两部分运动方向相反 内力作用下 遵循动量守恒定律 c 两部分运动方向相反 生活 生产中的反冲现象 水闸放水 带动水轮发电 右图为世界最大的反击式水轮发电机转轮 三峡左岸电站5号机组转轮正被吊离驳船 中国新型自行榴弹炮火炮被称为 战争之神 自行火炮起源于第二次世界大战的 法西斯德国 当时德国陆军将一种淘汰的坦克底盘装上大口径榴弹炮装备炮兵 当时它的名称是 突击炮 榴弹炮 自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢 履带表面有较深的突起抓地钩型设计 摩擦系数较大 止退 止退犁 看到了吗 止退犁上又有两个液压缓冲器 这一切都是为了提高火炮的连射时的命中精度而精心设计的 在电影里看到 火炮在发射时炮管一缩一伸的运动 有的人称之为 缩头炮 为什么炮管要做这样的运动呢 我们知道 根据中学物理中的动量守恒定律 火炮在发射炮弹时 炮身将存在向炮弹发射方向相反的方向运动的趋势 如果我们将炮身固定住 当然有利于连发的命中精度 但是巨大的反冲作用就全靠炮身的材料硬度抵消了 这样的结果是火炮的寿命大大减少 这显然是不合理的设计 因此只有设计一种装置 它可以先允许炮身做反冲运动 并把这种运动能量储存为弹性势能 等反冲运动结束时 再利用储存的那部分能量使炮身复位 这就是火炮缓冲器的作用 二 火箭 1 古代火箭 2 现代火箭 设火箭在 t时间内喷射燃气的质量是 m 喷出燃气的速度是v 喷出燃气后火箭的质量是m 设法算火箭获得的速度v 忽略阻力和重力的影响 思考分析 通过式 v mu m 可以看出火箭所获得的速度与那些因素有关 1 u越大 m m越大火箭获得的速度越大 2 现代火箭的喷气速度在2000 4000m s 3 火箭起飞时的质量与火箭除去燃料外的壳体质量之比叫做火箭的质量比 这个参数一般小于10 解决办法 要提高喷气速度 就要使用高质量的燃料 目前常用的液体燃料是液氢 用液氧做氧化剂 目前的技术条件下 要发射人造卫星 用一级火箭还不能达到所需的速度 必须用多级火箭 反冲运动火箭 反冲运动 1 定义 向气体喷出的反方向运动2 原理 动量守恒定律3 常见反冲运动 烟花 射击 火箭 1 发展 从宋代开始2 原理 动量守恒定律 3 速度 喷气速度 v 质量比m m 例1 机关枪重8kg 射出的子弹质量为20克 若子弹的出口速度是1000m s 则机枪的后退速度是多少 例2 一静止的质量为m的原子核 以相对地的速度v放射出一质量为m的粒子后 原子核剩余部分作反冲运动的速度大小为 b a b d c 例3 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 例 火箭喷气发动机每次喷出m 200g的气体 喷出气体相对地的速度v 1000m s 设火箭初质量m 300kg 发动机每秒喷气20次 在不考虑地球引力及空气阻力的情况下 火箭发动机1秒末的速度是多大 解析 选火箭和1秒末喷出的气体