反冲运动火箭

16.5《反冲运动－火箭》教学目标（一）知识与技能1．进一步巩固动量守恒定律2．知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用3．了解航天技术的发展和应用（二）过程与方法理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。（三）情感、态度与价值观培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。★教学重点运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质★教学难点动量守恒定律的应用．★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。★教学用具：铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理模型，礼花，有关航天发射、空间站等的录像带剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排1课时 检索反冲运动火箭反冲运动的应用影响火箭飞行速度的因素反冲运动在现代技术中的应用中国航天事业的成就当一个物体向某一方向射出（或抛出）它的一部分时，这个物体的剩余部分将向相反方向运动。这就是反冲运动。什么样的现象属于反冲运动?长征一号如何解决有关反冲运动的问题？特点：？物体间相互作用突然发生，时间短，作用强。物体系无外力作用或外力远小于内力时，反冲运动中动量是守恒的。例1在沙堆上有一木块，M=5Kg,木块上放一爆竹，质量为m=0.10Kg,点燃后木块陷入沙中5cm,若沙对木块运动的阻力恒为58N，不计火药质量和空气阻力，求爆竹上升的最大高度？系统是：过程是：共受几个力？∑F是：正向为：陷入沙中5cm有用吗？20例2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=0.4，则包从滑上车到最远处所经历的时间为多少？0.3如图所示，质量为M的光滑滑块放置在光滑的水平面上，另一质量m的物体以速度v向上滑去，物体刚好能到达最高点，求物体到m达最高点的速度?例4：如图所示，一排人站在沿x轴的水平轨道旁，原点O两侧人的序号都记为n(n＝1，2，3…)每人只有一个沙袋，x＞0一侧的每个沙袋的质量为m＝14kg，x＜0一侧的每个沙袋的质量m'＝20kg，一质量为M＝48kg的小车以某初速度从原点出发向正x方向滑行，不计轨道阻力，当车每经过一人身旁时，此人就把沙袋以水平速度v朝与车相反的方向沿车面扔到车上，u的大小等于扔此沙袋之前的瞬间车速大小的2n倍(n是此人的序号数)

(1)空车出发后，车上堆积了几个沙袋时，车就反向滑行？

(2)车上最终有大小沙袋共多少个？※例5分析：本题未告知小车的初速，事实上车上的沙袋数与小车的初速无关，这是因为小车车速越快，扔沙袋的反向速度也越大。另外，本题若逐次运用动量守恒定律计算是非常麻烦的。抓住动量为一状态量的特点，即可巧解此题。解：(1)设空车出发后，车上堆积了n个沙袋反向，则第n个沙袋未扔前动量为：［M＋(n－1)m］Vn其中Vn为车过第n个人身边时的车速，依题意有m2nVn＞［M＋(n－1)m］Vn

解得n＞34/14＝2.4

因为n为整数，故取n＝3

(2)同理有：［M＋3m＋(n'－1)m'］Vn'＝m′.2n′Vn′解得n'＝8

最后结果是车上有沙袋总数N＝3＋8＝11个。相关知识介绍：榴弹炮反击式水轮机：喷气式飞机：火箭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。

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。火炮中的物理学还多着呐！弹道学、弹头引信解锁原理、光学瞄准仪、雷达炮瞄等等。。

同学们，一门火炮中的物理现象和解决问题的思路是不是说明学好物理是多么的重要啊！火箭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