第五节反冲运动 火箭

1、知识回顾 1.碰撞的特点 t0; x0; 内力 外力 2.两球碰撞满足的条件,第五节 反冲运动 火箭,学习目标,1. 知道反冲运动的含义和反冲运动在生活 中的应用。 2. 理解反冲运动中的物理规律；并能够初步应用反冲运动的规律解决问题。 3. 知道火箭的飞行原理和最终速度的决定因素。,一、反冲运动,1、定义: 一个静止的物体在内力的作 用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动，这个现象叫作反冲。,要点：（1）内力作用下（内力外力） （2）一个物体分为两个部分 （3）两部分运动方向相反,2. 原 理：,遵循动量守恒定律,二、火 箭,阅读思考问题： 1、介绍我国古代的

2、火箭是什么样的？ 2、现代火箭主要用途是什么？ 3、现代火箭为什么要采取多级结构？,现代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其主要用途是：利用火箭作为运载工具，例如发射探测器、常规弹头、人造卫星和宇宙飞船,现代火箭用途,火箭最终获得速度由什么决定呢？,问题：,例题：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为V0，燃料燃尽后火箭的速度V为多少？,结论： 决定火箭最大飞行速度的因素：,喷气速度,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。,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

3、与飞船总保持相对静止状态。这个人手中拿着一个质量为m的小物体。现在他以相对于飞船为u的速度把小物体抛出 （1）小物体的动量改变量是多少？ （2）人的动量改变量是多少？ （3）人的速度改变量是多少？,课堂互动讲练,1.总质量为M的火箭竖直向上发射，每次喷出气体的质量为m，速度均为v，则： 喷出1次气体后，火箭获得速度的大小是多大？ 喷出2次气体后，火箭获得多大的速度？若1秒内火箭喷出n次气体，那么1秒末火箭的速度是多大？,课堂互动讲练,2.一质量为m的人站在停靠岸边的小船上， 小船质量为M，现在： （1）人以对地的水平速度v跳上岸； （2）人以对地的速度斜向上跳上岸， v和水平方向成角； （3）

4、人以对船的水平速度u跳上岸； 求上述三种情况下，人跳起后，小船后退 的速度各是多大（不计水的阻力）？,3.一静止的质量为M的原子核，以相对地的速度v放射出一质量为m的粒子后，原子核剩余部分作反冲运动的速度大小为（ ）,B,A,B,D,C,4 下图为一空间探测器示意图，1，2，3，4，是四个喷气发动机，1，3，的连线与空间空间固定坐标系的轴平行，2，4，的连线与轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动，开始时，探测器以恒定的速率v向正x方向飞行，要使探测器该为向正x偏负y60的方向以原来的速率v平动，则可： A. 先开动1,适当时间，再开动4,适当时间 B. 先开动3,

5、适当时间，再开动2,适当时间 C. 开动4,适当时间 D. 先开动3,适当时间，再开动4,适当时间,0,A,反冲运动 火箭,反冲运动,1定义：静止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,小结：,反击式水轮机原理演示仪,法国“幻影”2000,中国歼教1,反击式水轮机是靠水流的反冲作用旋转的。,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

6、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。,练一练：,机关枪重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？,解：机枪和子弹这一系统动量守恒，令子弹的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：0=m v -M v v = ( m / M ) v =(0.02/8) 1000m/s =2.5m/s,作用前：P = 0 作用后: P = m v +m v 则根据动量守恒定律有： P = P 即 m v +m v = 0 故有：v = -( m / m ) v,生活中的反冲运动,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。,例题：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为V0，燃料燃尽后火箭的速度V为多少？,解：在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。,设火箭的速度方向为正方向，,发射前的总动量为0；,发射后的总动量为 mV -（M-m)V0,由动量守恒得：0= mV -（M-m)V0,3. 反冲运动的应用和防止：,应用：,喷气式飞机,防止：,榴 弹 炮,火箭,中国新型自行榴弹炮,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