反冲运动-火箭(公开课)精讲PPT参考课件.ppt

请认真观察实验现象,看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。,探究一、,实验一、实验二中，气球、炮筒为什么会向后退呢？实验三中水轮机为什么会旋转起来呢？,小组合作讨论,1,反冲运动火箭,2,一、反冲运动,一、反冲运动（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。,二、特点：,1、系统动量守恒,2、系统动能增加,3,问题一：实验二中，小车与地面间是否有摩擦力？这个力是外力还是内力？这个力与爆炸力相比如何?,合作讨论一,有,外力,非常小,问题二：以上系统动量是否守恒，如果守恒，守恒原理是？,守恒,内力远大于外力,4,（1）一个物体分成部分,（2）两个部分向的方向运动,（2）分裂时间极，作用力非常,两个,相反,短,大,问题三：上面实验物体运动特点是什么,合作讨论二,5,讨论结果：当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。,合作讨论三,问题一：实验一、实验二中，气球、炮筒为什么会向后退呢？实验三中水轮机为什么会旋转起来呢？,6,二、反冲运动的应用,同学们想想生活中有哪些运动是反冲运动？,7,二、反冲运动的应用步枪射击,射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性。,8,二、反冲运动的应用手枪射击,9,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。,自行榴弹炮为什么要装在履带式的车辆上呢？,二、反冲运动的应用大炮发射,中国新型自行榴弹炮,履带表面有较深的突起抓地钩型设计。摩擦系数较大，止退,10,二、反冲现象的应用喷气式飞机,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。,11,这是一项现代化农业发展的前沿技术，这是一项规模化农业广泛应用的技术，这是一项发展高效节水农业的重要技术，它就是拥有百年发展历史的,二、反冲现象的应用,喷灌技术,灌溉喷水器,12,二、反冲运动的应用燃放的礼花,分析：礼花为什么会上天？,13,我国早在宋代就发明了火箭，在箭支上扎个火药筒，火药筒的前端是封闭的，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。,三、火箭古代火箭,14,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。,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空间轨道飞行,三、火箭现代火箭,15,发射人造地球卫星,运送载人飞船,三、火箭用途,神州十一号载人飞船,16,运载空间站,运载探测器,三、火箭用途,17,三、火箭结构及其示意图,18,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u，喷出燃气后火箭的质量是m。设法算火箭在一次喷气后增加的速度v。（忽略阻力和重力的影响）,三、火箭火箭的最终速度,思考与讨论,19,解：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，,发射前的总动量为,发射后的总动量为,由动量守恒得：,V,三、火箭火箭的最终速度,0,mV-m燃料u,0=mV-m燃料u,由公式知：火箭喷出的燃气的速度越大，火箭喷出气体的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度越大,一般u在20004000ms，质量之比小于10。,20,多级火箭一般都是三组火箭。因为三组火箭能达到目前发射人造卫星的需求，又因级数越多，结构越复杂，并难以控制，因此降低了性能的可靠性，难以达到预期的目的。,三、火箭火箭的最终速度,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,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,21,三、火箭我国3大航天城,22,三、火箭酒泉卫星发射中心,23,三、火箭西昌卫星发射中心,24,三、火箭太原卫星发射中心,25,一、反冲运动二、反冲的应用与防止三、火箭,四、总结,1、定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运功，另一部分必然向相反方向运动。,1、工作原理：反冲运动2、影响火箭飞行速度的因素：喷气速度和质量比,26,例1.火箭喷气发动机每次喷出质量m0.2kg的气体，喷出的气体相对地面的速度为v1000m/s，设火箭的初始质量M300kg，发动机每秒喷气20次，若不计地球对它的引力作用和空气阻力作用，求火箭发动机工作5s后火箭的速度达多大？,解：以火箭(包括在5s内要喷出的气体)为系统，系统的总动量守恒，以火箭的运动方向为正，则5s后火箭的动量为所喷出的气体动量为则由动量