§16-5反冲运动---火箭课件(实用)

实验：把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？§5.6反冲运动火箭§5.6反冲运动火箭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：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a.内力作用下遵循动量守恒定律c.两部分运动方向相反反击式水轮机的转轮反击式水轮机的蜗壳2.火箭（应用）明（公元1368－1644年）。长108厘米。在箭支前端缚火药筒，利用火药向后喷发产生的反作用力把箭发射出去。这是世界上最早的喷射火器。古代的火箭现代的火箭Q: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，燃料燃尽后火箭的飞行速度为v′.答案在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒．取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，则由动量守恒定律得mv'－(M－m)v＝0所以vmMvmmMv1'1。燃气喷射的速度v2。火箭的质量比M/m（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。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。注：目前的技术条件下，火箭的质量比在6-10左右，'1MmMvvvmmQ:为什么多级火箭在发射过程中要将空壳抛掉？试从理论上加以说明。火箭在飞行过程中抛掉空壳后，可以使m变得更小，从而使得质量比增大，进而提高火箭最终所能获得的速度。3.武器中的反冲运动东风15巨浪2应用歼11应用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。止退犁1。同学们是不是在电影里看到，火炮在发射时炮管一缩一伸的运动？有的人称之为：缩头炮。为什么炮管要做这样的运动呢？我们要设计一种装置，它可以先允许炮身做反冲运动，并把这种运动能量储存为弹性势能，等反冲运动结束时，再利用储存的那部分能量使炮身复位，这就是火炮缓冲器的作用。这样火炮既解决了寿命问题又兼顾了连发精度问题，做到了合理设计。2.我们如何既避免反冲危害又能保证命中精度呢？结果：巨大的反冲作用就全靠炮身的材料硬度抵消了，这样的结果是火炮的寿命大大减少，这显然是不合理的设计。【例1】反冲小车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动．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.(1)若橡皮塞喷出时获得水平速度v＝2.9m/s,求小车的反冲速度.(2)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？解析(1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零．根据动量守恒定律，mv＋(M－m)v′＝0v′＝－mM－mv＝－0.1m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是0.1m/s.mvcos60°＋(M－m)v＝0v＝－mvcos60°M－m＝－0.05m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是0.05m/s.(2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒．【例3】如图2所示,长为L、质量为M的小船停在静水中,质量为m的人从静止开始从船头走到船尾,不计水的阻力，求船和人对地面的位移各为多少?三、人船模型的特点及应用解析设任一时刻人与船速度大小分别为v1、v2，作用前都静止．因整个过程中动量守恒，所以有mv1＝Mv2而整个过程中的平均速度大小为v1、v2，则有mv1＝Mv2，称为平均动量守恒．两边乘以时间t有mv1t＝Mv2t，即mx1＝Mx2.且x1＋x2＝L，可求出x1＝Mm＋ML；x2＝mm＋ML.人船模型的特点1．两物体满足动量守恒定律：m1v1－m2v2＝0.2．运动特点：人动船，人静船，人快船快,人慢船慢，人左船；人船位移比等于它们质量的；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的，即x1x2＝v1v2＝Mm.3．应用此关系时要注意一个问题：即公式中v、v和x一般都是相对而言的．动右反比反比地静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运载火箭一般采用液体推进剂，第一、二级多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末级用液氧、液氢高能推进，称为低温液体火箭，技术比较复杂，目前只有美国、俄斯、法国、中国和日本等少数几个国家掌握低温液体火箭技术目前拥有运载火箭的国家有俄罗斯、美国、法国、英国、中国、日本、印度和以色列。当今世界上最大的运载火箭是俄罗斯的“能源”号，它长60米，底部最大直径20米，重3000多吨，能将120吨的有效载荷送入近地轨道。迄今为止运载火箭均为一次使用的，成本高。一次发射，少的几千万美元，多的上亿美元。不能重复使用，资源浪费大。例2.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：某人在一只静止于水面的小船上练习射击，船、人、枪、靶、子弹的总质量为M，枪内有n颗子弹，每颗子弹质量为m，枪口到靶的距离为l,子弹射出时相对于地速度为v,在发射后一颗子弹时，前一颗已陷入靶中，则在发射完n颗子弹后小船后退的距离为多少？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