16.5反冲运动.新.ppt

1、动量守恒定律解题的步骤 定研究对象为系统；23 系统内各物体的受力情况，分内力与外力, 确定系统动量是否守恒； 定相互作用过程的始末状态，定正方向， 作用前：P = 作用后: P = 列动量守恒方程P = P ； 若求得的是矢量，注意正负而定方向.,动量守恒指系统任一瞬时前后的动量的矢量和恒定。,实 验 ： 把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？,引入新课,你能举出哪些物体的运动类似于气球所做的运动？,反冲运动 火箭,反冲运动 火箭,一、反冲运动,1. 定义：,2. 特 点：,b. 物体所受外力一 般不为零，但远远小于内力。,3. 原 理：,作用前：P = 0 作用后: P = m V1

2、+ M V2 则根据动量守恒定律有： P = P 即 m V1 + M V2 = 0 故有：V2 = ( m / M ) V1 负号就表示作用后的两部分运动方向相反,物体间相互作用突然发生，时间短，作用强。,遵循动量守恒定律,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,D,2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S1 B打开阀门S2 C打开阀门S3 D打开阀门S4,B,4.

3、 反冲运动的应用和防止：,应用：,1 . 反击式水轮机；,2 . 喷气式飞机；,防止：,榴 弹 炮,反击式水轮机是大型水力发电站应用最广泛的水轮机。它是靠水流的反冲作用旋转的。我国早在70年代就能生产转轮直径5.5米，质量110吨，最大功率达30万千瓦的反击式水轮机。,它是如何利用反冲运动发电的呢？,法国“幻影”2000,中国新型自行榴弹炮,2. 车身后的止退犁又是起什么作用的呢？,1. 自行火炮为什么要装在履带式车辆上？,二、火 箭,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。,你认识它们吗？,日 本

4、M 系 列,俄 罗 斯 能 源 号,欧 洲 阿 丽 亚 娜,美 国 大 力 神 号,火箭的发射,为什么多级火箭在发射过程中要将空壳抛掉？火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关呢？,假设火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气对地的喷射速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？ 组成系统， 总结,在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒.以火箭的速度方向为正方向,由动量守恒得 ：,影响火箭飞行速度的因素:一是燃气喷射的速度二是火箭的质量比（即：火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比。）,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

5、液氢，用液氧做氧化剂。,目前的技术条件下，火箭的质量比在6 - 10 左右，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。,3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，空气对火箭的反作用力推动火箭 D火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭,B,分析：在水平方向火药的爆炸力远大于此瞬间机枪受的外力（枪手的托力），故可认为在水平方向系统动量守恒：即子弹向前的动量等于机枪向后的动量，总动量保持“零”值不变。,4、机关

6、枪重8Kg，射出的子弹质量为20g， 若子弹的出口速度为1000m/s，则机枪的后 退速度是多少？,正确答案 ： 2.5m/s,例与练,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,课堂小结,例与练,5、一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v=1000m/s，设火箭的总质量M=300kg，发动机每秒喷气20

7、次。 （1）当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？ （2）运动第1s末，火箭的速度多大？,光滑水平面上质量为m1的物体a以速度V1冲向静置的圆弧形光滑斜槽b（质量为m 2），求a物到达最大高度时的速度V和能到达的最大高度h。,4.人船模型,例题：如右图所示，长为L，质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人站在船头，若不计水的粘滞阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地的位移各是多少?,分析：人和船组成的系统动量守恒得 mv人Mv船=0,mv人=Mv船,ms人=Ms船,ms人=Ms船,又s人+s船=L,适用条件：,系统原来是静止的 系统动量要守恒,有一只长为L=3m，质量为M=120kg的小

8、船停在静水中，一个质量为m=60kg的人立在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移各是多少？,船1米 人2米,练习：如图所示，质量为M的光滑的斜面，倾角为，放在光滑水平面上，另有质量为m1 m2的两物块用不可伸长的轻细绳连接跨放在斜面顶部的光滑滑轮两侧装置释放后在沿斜面下滑距离L的过程中，斜面在水平面上移动距离为多少？,解：M , m1和m2组成的系统水平方向动量时刻守恒,m1s1=(M+m2)s2,又s1+s2=L cos,得,M,m1,m2,反冲运动,1。定义：反冲是静止或运动的物体通过分离出部分物质，而使自身在反方向获得加速的现象,3。 研究反冲运动的目的：

9、是找反冲速度的规律，求反冲速度的关键是确定相互作用的物体系统和其中各物体对地的运动状态,2。特点：,动量：,动能：,反冲运动过程中，如果没有外力作用或外力的作用远小于内力，动量守恒。,总动能增加。,反冲运动是作用力与反作用力做正功的典型事例。,练习:用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以速度V=7.0103m/s绕地球做匀速圆周运动；已知卫星质量m=500kg，最后一节火箭壳体的质量M=100kg；某时刻火箭与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度u=1.8103m/s。试分析计算：分离后卫星的速度增加到多大？火箭壳体的速度多大？分离后他们将如何运动？,解：设分离后卫星的对地速度为V1,火箭壳体对地的速度为V2.以V的方向为正方向,分离瞬间动量守恒得：,(M+m)V=mV1+MV2,又V1V2 =u,V，离心运动,V，向心运动,例2. 质量为60千克的火箭竖直向上发射时喷气速度为1000米/秒,问刚开始时如果要使火箭产生2g的竖直向上的加速度, 每秒大约要喷出多少气