反冲运动.孙培

1、第五节第五节 反冲运动反冲运动 火箭火箭实实 验验 ： 把气球吹满气，猛一松手，会出现什把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？么情形呢？提问，以上几种运动有什么共同之处？提问，以上几种运动有什么共同之处？充满气的气球，在松手以前处于什么状态？松手之后呢？充满气的气球，在松手以前处于什么状态？松手之后呢？烟花在点燃之前处于什么状态？点燃之后呢？烟花在点燃之前处于什么状态？点燃之后呢？水管中如果仅仅是有水，而水没有喷出，水管会运动吗？水管中如果仅仅是有水，而水没有喷出，水管会运动吗？持枪射击时，如果不用肩膀抵住枪托，会发生什么？持枪射击时，如果不用肩膀抵住枪托，会发生什么？一、反冲运动一、反冲

2、运动 1、定义、定义: 一个静止的物体在内力的作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。向运动，这个现象叫作反冲。要点：（要点：（1）内力作用下）内力作用下 （2）一个物体分为两个部分）一个物体分为两个部分 （3）两部分运动方向相反）两部分运动方向相反b. 物体系统所受外力一物体系统所受外力一 般不为零，但远般不为零，但远远小于内力。远小于内力。 物体间相互作用突然发生，时间短，物体间相互作用突然发生，时间短， 作用强。作用强。2. 原原 理：理： 遵循动

3、量守恒定律遵循动量守恒定律作用前：作用前：P = 0作用后作用后: P = m v - M v则根据动量守恒定律有：则根据动量守恒定律有： P = P即即 m v -M v = 0 故有：故有：v = ( m / M ) v上述公式中的上述公式中的v和和v 是速度的大小是速度的大小反冲的应用反冲的应用：古代火箭古代火箭 我国早在宋代就发明了火箭，在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，火燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于箭由于反冲反冲而向前运动。而向前运动。喷气式飞机

4、喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速通过连续不断地向后喷射高速空气，可以得到超过音速的飞行速度。空气，可以得到超过音速的飞行速度。法国法国“幻幻影影”2000中国歼教中国歼教1灌溉喷水器反击式水轮机的转轮练一练：练一练：n 机关枪重机关枪重8Kg，射出的子弹质量为，射出的子弹质量为20g，若子弹的出口速度为，若子弹的出口速度为1000m/s，则，则机枪的后退速度是多少？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，由动量守子弹的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：恒定律得：0=m v -M v v = ( m / M ) v

5、=(0.02/8) 1000m/s =2.5m/s 思考与讨论：思考与讨论： 质量为质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他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状态。这个人手中拿着与飞船总保持相对静止状态。这个人手中拿着一个质量为一个质量为m的小物体。现在他以相对于飞的小物体。现在他以相对于飞船为船为u的速度把小物体抛出的速度把小物体抛出（1）小物体的动量改变量是多少？）小物体的动量改变量是多少？ （2）人的动量改变量是多少？）人的动量改变量是多少？（3）人的速度改变量是多少？）人的速度改变量是多少

6、？um um umm 现代火箭： 美国 大力神号 能源号 俄罗斯 欧洲阿丽亚娜日本M系列 中国长征系列二、火二、火 箭箭阅读思考问题：阅读思考问题：1 1、现代火箭主要用途是什么？、现代火箭主要用途是什么？2 2、现代火箭为什么要采取多级结构？现代火箭为什么要采取多级结构？火箭最终获得速度由什么决定呢？火箭最终获得速度由什么决定呢？问题：问题： 例题：例题：火箭发射前的总质量为火箭发射前的总质量为M，燃料全，燃料全部燃烧完后的质量为部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的喷射速，火箭燃气的喷射速度为度为V0，燃料燃尽后火箭的速度，燃料燃尽后火箭的速度V为多少？为多少？M-mV0正方向正方向V=？m解：

7、在火箭发射过程中，内力远大于解：在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。外力，所以动量守恒。设火箭的速度方向为正方向，设火箭的速度方向为正方向，发射前的总动量为发射前的总动量为0；发射后的总动量为发射后的总动量为 mV -（M-m)V0由动量守恒得：由动量守恒得：0= mV -（M-m)V0 00V)1mM(VmmMV 结论：结论：决定火箭最大飞行速度的因素：决定火箭最大飞行速度的因素：00) 1(VmMVmmMV喷气速度喷气速度质量比质量比即：火箭开始飞行时的质量即：火箭开始飞行时的质量 与燃料燃尽时的质量之比。与燃料燃尽时的质量之比。 影响火箭飞行速度的影响火箭飞行速度的因素因素主

8、要有两个：一是主要有两个：一是喷喷气速度气速度，二是，二是质量比质量比（即火箭开始飞行时的质量与（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。燃料燃尽时的质量之比）。 解决办法：解决办法： 要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料，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液氢，用液氧做氧化剂。目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。 目前的技术条件下，火箭的质量比在目前的技术条件下，火箭的质量比在6 - 10 左左右，要发射人造卫星，用一级火箭还不能达到所需右，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。的速度，必须用多级火箭。日日本本M系系列列俄俄罗

9、罗斯斯能能源源号号欧欧洲洲阿阿丽丽亚亚娜娜美美国国大大力力神神号号中中 国国神舟系列神舟系列课堂互动讲练课堂互动讲练1.1.总质量为总质量为M M的火箭竖直向上发射，每次喷的火箭竖直向上发射，每次喷出气体的质量为出气体的质量为m m，速度均为，速度均为v v，则：，则：喷出喷出1 1次气体后，火箭获得速度的大小是次气体后，火箭获得速度的大小是多大？多大？喷出喷出2 2次气体后，火箭获得多大的速度？次气体后，火箭获得多大的速度？若若1 1秒内火箭喷出秒内火箭喷出n n次气体，那么次气体，那么1 1秒末火秒末火箭的速度是多大？箭的速度是多大？课堂互动讲练课堂互动讲练2.2.一质量为一质量为m m的

10、人站在停靠岸边的小船上，的人站在停靠岸边的小船上，小船质量为小船质量为M M，现在：，现在：（1 1）人以对地的水平速度）人以对地的水平速度v v跳上岸；跳上岸；（2 2）人以对地的速度斜向上跳上岸，）人以对地的速度斜向上跳上岸， v v和水平方向成和水平方向成角；角；（3 3）人以对船的水平速度）人以对船的水平速度u u跳上岸；跳上岸；求上述三种情况下，人跳起后，小船后退求上述三种情况下，人跳起后，小船后退的速度各是多大（不计水的阻力）？的速度各是多大（不计水的阻力）？ 反冲运动的防止反冲运动的防止：榴榴 弹弹 炮炮止退犁止退犁 （火炮缓冲器）（火炮缓冲器）1一同学在地面上立定跳远的最好成绩

11、是一同学在地面上立定跳远的最好成绩是s(m)，假设他站在车的假设他站在车的A端，如图所示，想要跳上距离为端，如图所示，想要跳上距离为l(m)远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则( )A只要只要ls，他一定能跳上站台，他一定能跳上站台B只要只要ls，他有可能跳上站台，他有可能跳上站台C只要只要ls，他一定能跳上站台，他一定能跳上站台D只要只要ls，他有可能跳上站台，他有可能跳上站台一个质量为一个质量为m的物体从高处自由下落，当的物体从高处自由下落，当物体下落物体下落h距离时突然炸裂成两块，其中质量为距离时突然炸裂成两块，其中质量为m1的一块恰好能沿竖直方向回到开始下落的位置，的一块恰好能沿竖直方向回到开始下落的位置，求刚炸裂时另一块的速度求刚炸裂时另一块的速度v2.反冲运动反冲运动 火箭火箭反冲运动反冲运动1 1定义：静止的物体分离出一部分物体定义：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使另一部分向相反方向运动的现