反冲运动---火箭(实用)

.,?,实验：把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？,.,5.6反冲运动火箭,5.6反冲运动火箭,.,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,.,反击式水轮机的转轮,反击式水轮机的蜗壳,.,2.火箭（应用）,明（公元13681644年）。长108厘米。在箭支前端缚火药筒，利用火药向后喷发产生的反作用力把箭发射出去。这是世界上最早的喷射火器。,.,古代的火箭,现代的火箭,.,.,Q:火箭飞行的最大速度是由什么因素决定的？设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v，燃料燃尽后火箭的飞行速度为v.,答案在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，则由动量守恒定律得mv(Mm)v0,所以,.,1。燃气喷射的速度v,2。火箭的质量比M/m（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。,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。,注：目前的技术条件下，火箭的质量比在6-10左右，,.,Q: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。,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。,.,3.武器中的反冲运动,东风15,巨浪2,应用,.,歼11,应用,.,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。,止退犁,.,1。同学们是不是在电影里看到，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？,我们要设计一种装置，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。这样火炮既解决了寿命问题又兼顾了连发精度问题，做到了合理设计。,2.我们如何既避免反冲危害又能保证命中精度呢？,结果：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。,.,.,.,【例3】如图2所示,长为L、质量为M的小船停在静水中,质量为m的人从静止开始从船头走到船尾,不计水的阻力，求船和人对地面的位移各为多少?,三、人船模型的特点及应用,.,.,动,右,反比,反比,地,静,.,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,.,运载火箭一般采用液体推进剂，第一、二级多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末级用液氧、液氢高能推进，称为低温液体火箭，技术比较复杂，目前只有美国、俄斯、法国、中国和日本等少数几个国家掌握低温液体火箭技术,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。当今世界上最大的运载火箭是俄罗斯的“能源”号，它长60米，底部最大直径20米，重3000多吨，能将120吨的有效载荷送入近地轨道。迄今为止运载火箭均为一次使用的，成本高。一次发射，少的几千万美元，多的上亿美元。不能重复使用，资源浪费大。,.,例2.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,1,A,.,例3：某人在一只静止于水面的小船上练习射击，船、人、枪、靶、子弹的总质量为M，枪内有n颗子弹，每颗子弹质量为m，枪口到靶的距离为l,子弹射出时相对于地速度为v,在发射后一颗子弹时，前一颗已陷入靶中，则在发射完n颗子弹后小船后退的距离为多少？,.,例3：,传送带以V0=2m/s的速度把质量m=20kg的行李包送到原来静止的光滑轨道的小车上，其质量为M=30kg，包与车间的动摩擦因数为