16.5反冲运动-火箭

生物界的反冲运动火药类武器的反冲运动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。体育运动中的反冲运动生活中的反冲运动反击式水轮机的模型工业中的反冲运动反击式水轮机的转轮反击式水轮机的蜗壳喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气，可以得到超过音速的飞行速度。法国幻影”2000一个物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一方向运动另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲一、反冲运动1.定义：2.要点：b.一个物体分为两个部分3.物理原理：mv1+MV2=0故有：V2=−(mv1/M)负号就表示作用后的两部分运动方向相反a.内力作用下遵循动量守恒定律c.两部分运动方向相反例1.一静止的质量为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（）A.C.B.D.mMvmMmvvmmMvmmMB质量为200kg的船静止在水面上，质量60kg的人从船头由静止开始向船尾，以2m/s走去，求：船速多大？（忽略水的阻力）例题2思考1：若人匀速运动，船如何运动？若人突然停下，船如何运动？思考2：若人匀速运动2m，船运动多远？思考3：若船长13m，人从船头走到船尾，人对地走多远？二、火箭1、古代火箭2、现代火箭长征一号西昌卫星发射中心例3：设火箭起飞前的总质量为M,起飞前燃料仓燃料的质量为m，点火后在极短的时间内，火箭将燃料仓燃料燃烧完并以速度向下喷出燃气，求当燃料燃烧完后，火箭获得向上的速度。思考分析0vv思考：影响火箭速度的因素？00()mvMmv0mvvMm向下为正（2）火箭的质量比：火箭起飞时的质量与火箭除去燃料外的壳体质量之比。影响火箭获得速度大小的因素：喷气速度________,质量比_________,火箭获得的速度越大。（1）燃气喷射速度：现代火箭的喷气速度在2000~4000m/s，近期是无法大幅度提高的。思考：影响火箭速度的因素？越大越大MCMm可燃气体解决办法：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。目前的技术条件下，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。练习1.采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度（）A.使喷出的气体速度增大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例4、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，假设相对于地面的速度均为v，则：（1）喷出1次气体后，火箭获得速度的大小是多大？（2）喷出2次气体后，火箭获得多大的速度？（3）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？例5：设火箭飞行时在极短时间内喷射燃气的质量为m,喷出的燃气相对火箭的速度为u，喷出燃气后火箭的质量为M。计算火箭喷气后的速度。守恒条件应用：对地参考系问题反冲运动火箭反冲运动1．定义：静止或运动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：【例6】一辆质量为60kg的小车上有一质量为40kg的人（相对车静止）一起以2m／s的速度向前运动，突然人相对车以4m／s的速度向车后跳出去，则车速为多大？解析：据动量守恒定律，(M+m)v0=Mv+mv`选地为参照物，小车运动方向为正，（60＋40）×2＝60v+40（v-4）解得v=3．6m/s守恒条件应用：对地参考系问题练习3．机关枪重8kg，射出的子弹质量为20克，若子弹的出口速度是1000m/s，则机枪的后退速度是多少？-2.5m/s4．静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后，火箭的速度为()A．Δmv0/(M-Δm)B．—Δmv0/(M-Δm)；C．Δmv0/MD．—Δmv0/M5、A、B两船的质量均为M，它们都静止在平静的湖面上，当A船上质量为的人以水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳回A船．设水对船的阻力不计，经多次跳跃后，人最终跳到B船上，则()．A．A、B两船的速度大小之比为3∶2B．A、B(包括人)动量大小之比为1∶1C．A、B(包括人)动量之和为零2M例1.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,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11234xyA例3：传送带以V0=2m/s的速度把质量m=20kg的行李包送到原来静止的光滑轨道的小车上，其质量为M=30kg，包与车间的动摩擦因数为=0.4，则包从滑上车到最远处所经历的时间为多少？0.3•如图所示，质量为M的光滑滑块放置在光滑的水平面上，另一质量m的物体以速度v向上滑去，物体刚好能到达最高点，求物体到m达最高点的速度?v例4：如图所示，一排人站在沿x轴的水平轨道旁，原点O两侧人的序号都记为n(n＝1，2，3…)每人只有一个沙袋，x＞0一侧的每个沙袋的质量为m＝14kg，x＜0一侧的每个沙袋的质量m'＝20kg，一质量为M＝48kg的小车以某初速度从原点出发向正x方向滑行，不计轨道阻力，当车每经过一人身旁时，此人就把沙袋以水平速度v朝与车相反的方向沿车面扔到车上，u的大小等于扔此沙袋之前的瞬间车速大小的2n倍(n是此人的序号数)(1)空车出发后，车上堆积了几个沙袋时，车就反向滑行？(2)车上最终有大小沙袋共多少个？※例5分析：本题未告知小车的初速，事实上车上的沙袋数与小车的初速无关，这是因为小车车速越快，扔沙袋的反向速度也越大。另外，本题若逐次运用动量守恒定律计算是非常麻烦的。抓住动量为一状态量的特点，即可巧解此题。解：(1)设空车出发后，车上堆积了n个沙袋反向，则第n个沙袋未扔前动量为：［M＋(n－1)m］Vn其中Vn为车过第n个人身边时的车速，依题意有m2nVn＞［M＋(n－1)m］Vn解得n＞34/14＝2.4因为n为整数，故取n＝3(2)同理有：［M＋3m＋(n'－1)m'］Vn'＝m′.2n′Vn′解得n'＝8最后结果是车上有沙袋总数N＝3＋8＝11个。