第四节反冲运动 火箭

第四节反冲运动,知识回顾,1.动量守恒定律内容？,2.动量守恒定律适用的条件？,系统所受的合外力为零,系统内力远大于外力,某一方向合外力分量为零或者内力远大于外力，这一方向的动量守恒。,实验：把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？,实验演示1,新课引入,实验演示,释放气球,演示实验2,气球动力小车,提问：刚才演示实验有物体间相互作用吗？能分清楚哪些物体之间相互作用呢？,气球和喷出气体相互作用,气球小车和喷出气体相互作用,一、反冲运动,当一个物体向某一方向射出（或抛出）其中一部分时，这个物体剩余部分物体将向相反方向运动。这个现象叫做反冲。,要点：（1）内力作用下（2）一个物体分为两个部分（3）两部分运动方向相反,下列哪些是反冲运动?,孔明灯,火箭弹,沙漏,分析反冲现象的原理,反冲运动和碰撞、爆炸相似，相互作用力一般很大，一般满足内力外力，所以反冲运动符合动量守恒。,作用前：P=0作用后:P=mv+MV则根据动量守恒定律有：P=P即mv+MV=0故有：V=(m/M)v负号就表示作用后的两部分运动方向相反,例1反冲小车放在水平玻璃上，点燃蜡烛，水蒸气将橡皮塞冲出，小车沿着相反方向运动。如果小车的总质量是M=3kg，水平喷出的橡皮塞的质量是m=0.1kg，橡皮塞喷出时速度v=2.9m/s，求小车的反冲速度。,解,小车和橡皮塞组成系统，所受合外力之和为零。,根据动量守恒定律,负号表示小车运动方向与橡皮塞的运动方向相反,研究对象：,小车与橡皮塞,研究过程：,水蒸气将橡皮塞斜向上60冲出，小车沿相反方向运动,对系统进行受力分析：,Mg,N,f,系统是否动量守恒：,是,相互作用前系统水平方向总动量：,相互作用后系统水平方向总动量：,若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60角，小车的反冲速度又是如何？,解：,规定小车运动的反方向为正方向,对小车和橡皮塞在水平方向，根据动量守恒定律有,解得,小车的反冲速度大小为0.05m/s，方向与规定的正方向相反。,1、一个静止的、不稳定的原子核的质量为M，当它放射出一个质量为m，速度为v的粒子后，剩余部分获得的反冲速度大小为（）,C,练习,提问：反冲运动在生活中很常见，你们可以列举出哪些例子呢？,喷气飞机飞行、火箭、烟花、开枪射击等等,反冲运动的防止,肩部抵住枪托，减小枪支的反冲速度，可以提高射击精确度。,止退犁,履带,4、反冲运动的应用：,部分烟花、反击式水轮机、火箭的发射等等,实验演示3,易拉罐模拟反冲运动,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？,反击式水轮机的转轮,反冲运动的应用,二、火箭,古代火箭,现代火箭,火箭飞行的最大速度是由什么因素决定的？,喷射高温高压燃气,获得反作用力,遵循动量守恒定律,例2火箭飞行的最大速度是由什么因素决定的？设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v，燃料尽后火箭的飞行速度为。,解,在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。取火箭的速度方向为正方向。,根据动量守恒定律,所以,喷气速度v越大，越大，火箭飞行速度就越大,*影响火箭飞行速度的主要因素,a.喷气速度V,b.质量比（火箭起飞时质量M与燃料燃尽时质量m之比）,提高喷气速度,高品质燃料（液氢液氧）,提高质量比,多级火箭（一般三级火箭）,提高火箭运行速度的方法,运载物,第三级,第二级,第一级,中国现代火箭,*现代火箭的喷气速度在20004000m/s。*火箭起飞时的质量与火箭除去燃料外的壳体质量之比叫做火箭的质量比，这个参数一般小于10。,2、采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度（）,A、使喷出的气体速度更大,B、使喷出的气体温度更高,C、使喷出的气体质量更大,D、使喷出的气体密度更小,AC,练习,世界上著名的火箭,土星五号,火箭的主要用途,火箭作为运载工具，可以发射洲际导弹，人造卫星，宇宙飞船等,反冲运动,反冲运动,1.定义：向气体喷出的反方向运动2.原理：动量守恒定律3.常见反冲运动：烟花、射击,火箭,1.发展：从宋代开始2.构造：运载物、多级燃料3.原理：动量守恒定律,4.速度,喷气速度：v质量比M/m,课堂小结,宇航员如何在太空中移动？,如果一个物体要有持久的加速度，可以采取什么措施呢？,课后思考,思考与讨论,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。Zxxk这个人手中拿着一个质量为m的小物体，现在他以相对于飞船为u的速度将小物体抛出。,1、小物体的动量改变量是多少？,2、人的动量改变量是多少？,3、人的速度的改变量是多少？,？,例1、设火箭在t时间内喷射燃气的质量是m，喷出燃气的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m。设法算火箭获得的速度v。（忽略阻力和重力的影响）,思考分析,解：火箭的壳体和火箭内的气体组成系统，在燃气喷出的过程中，动量守恒。根据动量守恒定律，选与火箭相对静止