第04节反冲运动

1、第十六章 动量守恒定律,第5节反冲运动 火箭,细管为什么会沿气嘴相反方向运动？,盛水的容器为什么会旋转起来？,实验探究,农田、园林为什么能进行自动灌溉？,火箭为什么会飞起来？,如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两部分，一部分向某个方向运动，另一部分将向相反的方向运动。这个现象叫反冲运动。,反冲运动,反冲运动的应用和防止,炮弹发射,反击式水轮机,章鱼,止退犁,打枪时的反冲,灌溉喷水器,把一个气球吹起来，用手握住气球的吹气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。,做一做,气体喷出是因为球壁对球内气体有作用力的冲量使气体的动量增加，气体对球壁的反作用力冲量使气球的动量也增加。,(1)、用动

2、量定理分析：,(2)、用动量守恒定律分析：,气球为什么会沿气嘴相反方向运动?,反冲运动是相互作用物体之间的作用力与反作用力产生的效果。反冲过程中，系统的合外力一般不为零；但反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可认为反冲运动中系统动量是守恒的。,深入理解,1、速度的反向性,2、速度的相对性,一静止的质量为M的气球和气体，以对地速度v放出质量m的气体，研究剩余部分和气球相对于地的速度。,3、变质量问题：,设v方向为正方向, 根据动量守恒定律,分析,注意,古代的火箭,现代的火箭,火箭,人和他抛出的小物体是一个系统,以飞船为参考系,抛出过程系统动量守恒,以速度u的方向为正方向, p物= mu -0

3、 = mu, p人= -mu,mu+ p人=0, p人= mv = -mu,分析,质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为m的小物体。现在他以相对飞船为u的速度把小物体抛出。 1.小物体的动量改变量是多少？ 2.人的动量的改变量是多少？3.人的速度改变量是多少？,思考与讨论1,在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以发射前、后总动量守恒。,m1 v1 +m2 v2 = 0,解析,负号表示速度方向与喷出的燃气方向相反,多级火箭能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很高的速度，可用来完成洲际导

4、弹、人造卫星、宇宙飞船的发射工作，但火箭的级数不是越多越好，级数越多构造越复杂，工作的可靠性越差，目前多级火箭一般都是三级。,燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比决定,火箭发射喷射出来的燃气的质量为m1，燃料燃尽后火箭的质量为m2，火箭燃气的喷射速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度v2为多大？,思考与讨论2,反冲运动 火箭,反冲运动,1定义：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两部分，一部分向某个方向运动，另一部分将向相反的方向运动。这个现象叫反冲运动。,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原理-利用反

5、冲运动,2决定火箭最终飞行速度的因素,喷气速度,质量比,小 结,随堂练习1,反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动如果小车的总质量M3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m0.1 kg. (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v2.9 m/s，求小车的反冲速度 (2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60角，小车的反冲速度又如何？,根据动量守恒定律可得,mv(Mm)v0,负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，,解析,系统,正方向,(1),动量守恒,反冲速度大小是0.1 m/s,随堂练习1,反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮

6、塞水平喷出，小车沿相反方向运动如果小车的总质量M3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m0.1 kg. (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v2.9 m/s，求小车的反冲速度 (2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60角，小车的反冲速度又如何？,mvcos 60(Mm)v0,负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的水平方向相反，反冲速度大小是0.05 m/s.,解析,系统,正方向,(2),0.1 m/s,水平方向动量守恒,一火箭喷气发动机每次喷出m200 g的气体，气体离开发动机时速度v1 000 m/s，设火箭质量M300 kg，发动机每秒喷气20次，求： (1)当第3次气体喷出后，火箭的速度多大？ (2)运动第1 s末，火箭的速度多大？,(1)设喷出3次气体后火箭的速度为v3，以火箭和喷出的3次气体为研究对象，根据动量守恒定律可得,(M3m)v