反冲运动 火箭

反冲运动 火箭

学习目标

1、知道反冲运动的原理和反冲运动在生活中的应用。 2、知道火箭的飞行原理和主要用途

3、掌握“人船模型”的特征和应用的注意事项

观看视频 思考

1、是什么力量让小花炮转动起来的？ 2、是什么力量让窜天猴在空中飞行呢？ 3、是什么力量让小车自己开动起来的？ 4、是什么力量让水管自己动起来的？ 5、子弹射出以后枪身为什么向后退？

这些物体谁也没有给他们外加力，为什么自己动起来了呢？ 以上几种不同的物体，它们的运动有什么特点？ 1.一个物体分成两个部分 2.两个部分向相反方向运动

3.分裂过程的时间极短，作用力非常大

一、反冲运动

一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运功，另一部分必然向相反方向运动。 反冲是生活和生产实践中常见的一种现象，如何处理反冲运动的问题？

分析：发生反冲运动时间极短，作用力非常大，两部分相互作用的内力会远远大于外力，可以认为动量守恒。 因此，反冲运动可用动量守恒定律处理

12 Mv1?mv2 例题：水平方向射击的大炮，大炮总重455kg，炮弹重5kg，炮弹相对地面射击的速度为450m/s，射击后炮身后退的速度为多大？

解：在发射过程中，内力远大于外力，系统动量守恒。

设炮弹速度方向为正方向，相对于地面的速度大小为450m/s 发射前总动量为0；发射后的总动量为：mv2-（M-m）v1

mv25?450由动量守恒得： v1???5m/smv2-M-mv1?0M?m450

反冲运动应注意的问题

1、速度的方向性：列方程时规定某一部分运动的方向为正方向

2、速度的相对性 ：如果速度指的是两物体的相对速度，列方程时要先将相对速度转化成对地速度。 3、变质量问题 ：注意反冲前后各物体质量的变化

反冲在许多场合是不利的，如大炮和子弹的射击,需要减少或防止反冲的影响； 但还有许多场合，恰好是利用了反冲，如火箭，礼花，喷气式飞机。 现在我们就来认识一下反冲的一个重要应用——火箭

0?Mv?mv??二、火箭

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．

设火箭飞行时在极短的时间 内喷射燃气的质量是 ，喷出的燃气相对于地面的速度为 u ,喷出燃气后火箭的质量为 m ，则火箭在这样一次喷气后增加的速度 ?m?v??u

m问题：影响火箭飞行速度的因素是什么？ 影响火箭飞行速度的因素主要有两个: 一是燃气喷射的速度

二是火箭的质量比，即：火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比

喷气的速度 目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂，喷气速度在2000m/s到4000m/s

m?v??mu?0

质量比 火箭的质量比在6-10 左右，

要发射人造卫星，这样的火箭还不能达到所需的速度 问题：如何解决卫星发射问题？

为了解决这个问题，苏联科学家奥尔柯夫斯基提出了多级火箭的概念：把火箭一级一级地连起来，第一级燃料用完之后把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作。 导学卡p22 例

一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v=1000m/s（相对地面），设火箭的质量M=300kg，发动机每秒喷气20次，当经过三次气体喷出后，火箭的速度是多少？ 解：在火箭上升过程中，内力远大于外力，系统动量守恒。 设气体离开火箭速度方向为正方向，大小为450m/s

v1?2m/s3mv2-M-3mv1?0 发射前总动量为0；发射后的总动量为：3mv2-（M-3m）v1

由动量守恒得：

??三、反冲运动中的“人船模型”

两个原来静止的物体发生互相作用，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒。这样的问题归为“人船模型” 位移关系：

注意：两物体的位移是相对于同一参考系的位移

例2、一辆小车置于光滑水平桌面上，车左端固定一水平弹簧枪，右端安一网兜。若从弹簧枪中发射一粒弹丸，恰好落在网兜内，结果小车（不计空气阻力），则（ ） A 向左移动一段距离 B 留在原位置

C 向右移动一段距离 D 做匀速直线运动

h??mh例3、质量为M的热气球吊筐中有一质量为m的人，共同静止在距离地面hM的高空中。现从气球上放下一根质量不

计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地面，则软绳至少多长？ M?mH?h 解：人在下落的过程中，动量守恒。设气球又上升了h、高度，则 M 故绳子总长至少H=h+h、

总结

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部分，一部分向某一方向运功，另一部分必然向相反方向运动 2、反冲的应用与防止 二、火箭

1、工作原理：反冲运动

2、影响火箭飞行速度的因素：喷气速度和质量比

谢谢各位老师莅临指导

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