高中物理-反冲现象 火箭教学课件设计

反冲现象火箭授课老师：人教版选择性必修1动量守恒定律的适用条件？

温故知新

成立条件：(1)理想守恒：系统不受外力或所受外力的合力为零，则系统动量守恒．(2)近似守恒：系统受到的合力不为零，但当内力远大于外力时，系统的动量可近似看成守恒（如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计）(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒．why?实验：把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？引入新课反冲现象火箭学习目标1.知道反冲运动的含义和及其在生活中的应用。2.理解反冲运动中的物理规律；并能够初步应用反冲运动的规律解决问题。3.知道火箭的飞行原理和最终速度的决定因素。（1）一个物体分成部分（2）两个部分向的方向运动两个相反问题：视频中物体运动特点是什么合作讨论一、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。大炮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?合作讨论有外力非常小问题：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、反冲运动的物理学原理？动量守恒定律系统机械能增加二、反冲运动的应用同学们想想生活中有哪些运动是利用反冲运动？哪些运动是防止反冲？二、反冲运动——步枪射击用枪射击时，子弹向前飞去，枪身发生反冲向后运动。枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。止退犁，看到了吗？有什么作用呢？自行榴弹炮为什么要装在履带式的车辆上呢？二、反冲运动——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。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。法国“幻影”2000二、反冲现象的应用——灌溉喷水器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——喷灌技术喷灌技术农田、园林的灌溉装置能够一边喷水一边旋转，这是因为喷口的朝向略有偏斜，水从喷口喷出时，喷管因反冲而旋转，这样可以自动改变喷水的方向二、反冲现象的应用——灌溉的原理？二、反冲运动的应用——燃放的礼花分析：礼花为什么会上天？思考问题：1、介绍我国古代的火箭是什么样的？2、现代火箭主要用途是什么？三、火箭

最早的载人火箭的记录是明代一名叫万户的人，他坐在绑有几十支火箭的椅子上。手拿两个大风筝，叫人点燃火箭，想使自己飞上天去，但他失败了，而且为此献出了生命。他的为科学献身的精神是令人敬佩和值得我们学习的。

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运载空间站运载探测器三、火箭——用途火箭最终获得速度由什么决定呢？问题：设火箭在Δt时间内喷射燃气的质量是Δm，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Δv。（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：Δm燃料uΔV三、火箭——火箭的最终速度0mΔV-Δm燃料u0=mΔV-Δm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思考问题：现代火箭为什么要采取多级结构？三、火箭

三、火箭——火箭的最终速度要提高喷气速度，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。喷气速度通常在2000-5000m/s，火箭需瘦身，火箭起飞时质量与火箭除燃料外的箭体质量之比叫做火箭质量比，一般小于10，否则火箭结构的强度就有问题。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。把火箭一级一级地接在一起，第一级燃料用完后就把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作，这样一级一级地连起来。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——火箭的最终速度例.火箭喷气发动机每次喷出质量m＝0.2kg的气体，喷出的气体相对地面的速度为v＝1000m/s，设火箭的初始质量M＝300kg，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．则由动量守恒定律得：

0=(M－m×20×5)v′－(m×20×5)vv′=71.4m/s(M－m×20×5)v′－(m×20×5)v五、计算1．一人静止于完全光滑的冰面上，现欲离开冰面，下列可行的方法是(

)A．向后踢腿B．手臂向上摆C．在冰面上滚动D．脱下外衣水平抛出巩固练习D2．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)．要使小车向前运动，可采用的方法是(

)A．打开阀门S1B．打开阀门S2C．打开阀门S3D．打开阀门S4巩固练习B3．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是(

)A．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭