高中物理 165《反冲运动 火箭》精品课件 新版人教版选修3-5.ppt

1、新课标人教版课件系列,高中物理 选修3-5,16.5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

2、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,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：？,物体间相互作用内力突然发生，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。 (有其它形式的能转化为机械能，机械能不守恒),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

3、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

4、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,工作原理：动量守恒定律,1.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,2.火箭的工作原理 当火箭的推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动能，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，随着推进剂的燃烧，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

5、飞行。,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是俄罗斯的“能源”号，它长60米，底部最大直径20米，重3000多吨，能将120吨的有效载荷送入近地轨道。迄今为止运载火箭均为一次使用的，成本高。一次发射，少的几千万美元，多的上亿美元。不能重复使用，资源浪费大。,天宫一号,发射架,发射场,酒泉卫星发射中心,太原卫星发射中心,法国幻影”

6、2000,美国：F16,美国：隐形“117”,F-117超级隐形性能,一、隐形外形设计 在总体设计上，外形十分奇特。该机采用多面体结构，整机呈楔状，由多个小平面拼合而成，整架飞机完全是一种由平板组成的多面体。该机乍看上去像是一只展翅腾飞的蝙蝠，又像是一架小型 航天飞机。F-117A翼身融为一体，采用后掠机翼和V型尾翼，机身为多角多面锥体和飞翼式布局；全机下部没有什么突出部和外挂物，导弹、炸弹等武器全在机身或机冀内，其目的是抑制和散射雷达波束，使雷达反射截面积减小到最低限度。 二、隐形结构设计 F-117具有独特的隐形结构设计：对发动机进行专门处理，对进气口、排气口和座舱盖进行特别设计。整机采用

7、小内舱，没有外挂武器。机内不装载大功率有源传感器，以降低电磁辐射和热辐射，实现光电隐形。飞机上取消了发射强大功率的微波雷达，而是装两套激光红外系统和导航攻击系统；发动机噪声低，红外辐射特征小，从而降低声、光探测器的发现概率。进气口和排气口都备有吸波挡板，进气口和排气口也都在机身上部，装有降低雷达截面和红外特征的装置。,三、隐形材料设计 F-117主要是以铝合金结构为主，大量使用复合材料，全机纯金属材料不超过结构重量的5%，在这5%的金属材料上，也尽可能都涂上隐形涂料，机体表面广泛使用了雷达吸波材料，主要是吸波涂料。有的还涂以红外隐形涂层，甚至连座舱和透明窗口的玻璃都涂有防护涂层，以降低机体与背

8、景的对比度。据报道，其使用了6种不同的雷达吸波涂层材料，例如机身上(特别是机身底部)采用了在SR-71侦察机上使用过的高效磁性-耗能型“铁球”吸波涂层，这种涂层可以数倍地甚至10倍地减小雷达散射截面积。在驾驶舱的风挡玻璃上采用了介电-耗能型吸波涂层，可使人射的雷达波不能透过风挡玻璃照到驾驶员的头盔上。 由于F-117采取了多种措施来达到“隐形藏身”之目的，它的雷达散射截面积仅为0.01-0.1平方米，较一般飞机的雷达散射截面积缩小2-3个数量级，其红外特征和噪声也显著减小。它具有的这种突出隐形性能，使雷达几乎难以发现，因而其突防能力和生存能力都特强，可算举世首屈一指。,中国歼-10,美政府智库

9、“美国科学家联盟”认为，歼-10优于台军的主力战机。歼-10最大巡航速度2.2马赫，升限18000米，作战半径1100公里，最大航程2500公里，可以接受空中加油，从而使得航程倍增，整体性能优于台湾空军列装的F-16A和“幻影2000-5”。尽管在未来台海冲突中，战机的可靠性、电子设备性能、人员素质、战术训练与美军的驰援等，都是胜负的关键，但是中国大陆一旦大量装备歼-10来压制台湾，台海的空中力量对比将迅速向大陆倾斜。 汉和防务评论杂志认为，歼-10在研制过程中的各项技术标准，都是立足于赶超台湾空军F-16A/B战斗机的。经过综合评估，歼-10已领先F-16A/B。在发动机方面，歼-10战机的发动机推力已经接近F16C/D战斗机的动力标准，明显高于台军使用的F-16A/B战斗机。这意味着歼-10比F-16A/B战机能更加快速地升空，携带更多弹药，在空中格斗中占据机动性能优势。,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