高中物理選修3-5 5反沖運(yùn)動(dòng)-火箭課件

歡迎指導(dǎo)你知道章魚，烏賊怎樣游泳嗎？它們先把水吸入體腔，然后用力壓水，通過身體前面的孔噴出，使身體很快的運(yùn)動(dòng)章魚烏賊你認(rèn)為章魚、烏賊游泳時(shí)運(yùn)用了什么原理呢？（反沖）看圖想象與思考

§5反沖運(yùn)動(dòng)

火箭一、反沖運(yùn)動(dòng)1.定義：一個(gè)靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩個(gè)部分，一部分向某一方向運(yùn)動(dòng)另一部分必然向相反的方向運(yùn)動(dòng)。這個(gè)現(xiàn)象叫做反沖注：被分離的一部分物體可以是高速噴射出的液體、氣體，也可以是固體．2.特點(diǎn)：b.一個(gè)物體分為兩個(gè)部分3.原理：作用前：P=0作用后:P'=mv+MV則根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：P'=P即mv+MV=0故有：V=?(m/M)v（負(fù)號(hào)就表示作用后的兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反有其它形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能不守恒)內(nèi)力作用下遵循動(dòng)量守恒定律c.兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反系統(tǒng)所受合外力為零或在某一方向上所受合外力為零。則在全過程中動(dòng)量守恒（或單方向動(dòng)量守恒）；內(nèi)力遠(yuǎn)大于合外力

4.應(yīng)用水上飛人用槍射擊時(shí)，子彈向前飛去，槍身發(fā)生反沖向后運(yùn)動(dòng)。槍身的反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性，所以用步槍射擊時(shí)要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響。5.防止1.同學(xué)們是不是在電影里看到，火炮在發(fā)射時(shí)炮管一縮一伸的運(yùn)動(dòng)？有的人稱之為：縮頭炮。為什么炮管要做這樣的運(yùn)動(dòng)呢？

我們要設(shè)計(jì)一種裝置，它可以先允許炮身做反沖運(yùn)動(dòng)，并把這種運(yùn)動(dòng)能量?jī)?chǔ)存為彈性勢(shì)能，等反沖運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，再利用儲(chǔ)存的那部分能量使炮身復(fù)位，這就是火炮緩沖器的作用。這樣火炮既解決了壽命問題又兼顧了連發(fā)精度問題，做到了合理設(shè)計(jì)。2.我們?nèi)绾渭缺苊夥礇_危害又能保證命中精度呢？巨大的反沖作用就全靠炮身的材料硬度抵消了，這樣的結(jié)果是火炮的壽命大大減少，這顯然是不合理的設(shè)計(jì)。二、火箭古代火箭的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段？宋代明代現(xiàn)代1.古代火箭火箭模型明（公元1368－1644年）。長(zhǎng)108厘米。在箭支前端縛火藥筒，利用火藥向后噴發(fā)產(chǎn)生的反作用力把箭發(fā)射出去。這是世界上最早的噴射火器。最早的載人火箭的記錄是明代一名叫萬戶的人，他坐在綁有幾十支火箭的椅子上。手拿兩個(gè)大風(fēng)箏，叫人點(diǎn)燃火箭，想使自己飛上天去，但他失敗了，而且為此獻(xiàn)出了生命。他的為科學(xué)獻(xiàn)身的精神是令人敬佩和值得我們學(xué)習(xí)的?；鸺?.現(xiàn)代火箭工作原理：動(dòng)量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃?xì)猥@得反作用力向前推進(jìn)的飛行器2.火箭的工作原理當(dāng)火箭的推進(jìn)劑燃燒時(shí)，從尾部噴出的氣體具有很大的動(dòng)量，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，火箭獲得大小相等，方向相反的動(dòng)量，因而發(fā)生連續(xù)的反沖現(xiàn)象，隨著推進(jìn)劑的燃燒，火箭的質(zhì)量逐漸減小，加速度不斷增大，當(dāng)推進(jìn)劑燃盡時(shí)，火箭即以獲得的速度沿著預(yù)定的空間軌道飛行。工作原理：動(dòng)量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃?xì)猥@得反作用力向前推進(jìn)的飛行器2.火箭的工作原理當(dāng)火箭的推進(jìn)劑燃燒時(shí)，從尾部噴出的氣體具有很大的動(dòng)量，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，火箭獲得大小相等，方向相反的動(dòng)量，因而發(fā)生連續(xù)的反沖現(xiàn)象，隨著推進(jìn)劑的燃燒，火箭的質(zhì)量逐漸減小，加速度不斷增大，當(dāng)推進(jìn)劑燃盡時(shí)，火箭即以獲得的速度沿著預(yù)定的空間軌道飛行。工作原理：動(dòng)量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃?xì)猥@得反作用力向前推進(jìn)的飛行器2.火箭的工作原理當(dāng)火箭的推進(jìn)劑燃燒時(shí)，從尾部噴出的氣體具有很大的動(dòng)量，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，火箭獲得大小相等，方向相反的動(dòng)量，因而發(fā)生連續(xù)的反沖現(xiàn)象，隨著推進(jìn)劑的燃燒，火箭的質(zhì)量逐漸減小，加速度不斷增大，當(dāng)推進(jìn)劑燃盡時(shí)，火箭即以獲得的速度沿著預(yù)定的空間軌道飛行。工作原理：動(dòng)量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃?xì)猥@得反作用力向前推進(jìn)的飛行器2.火箭的工作原理當(dāng)火箭的推進(jìn)劑燃燒時(shí)，從尾部噴出的氣體具有很大的動(dòng)量，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，火箭獲得大小相等，方向相反的動(dòng)量，因而發(fā)生連續(xù)的反沖現(xiàn)象，隨著推進(jìn)劑的燃燒，火箭的質(zhì)量逐漸減小，加速度不斷增大，當(dāng)推進(jìn)劑燃盡時(shí)，火箭即以獲得的速度沿著預(yù)定的空間軌道飛行。工作原理：動(dòng)量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃?xì)猥@得反作用力向前推進(jìn)的飛行器例1火箭飛行時(shí)在極短時(shí)間Δt時(shí)間內(nèi)噴射燃?xì)獾馁|(zhì)量是Δm，噴出的燃?xì)庀鄬?duì)噴氣前火箭的速度是u，噴出燃?xì)夂蠡鸺馁|(zhì)量是m。求這次噴氣后火箭獲得的速度Δv。（忽略阻力和重力的影響）由動(dòng)量守恒得：0=mΔv+Δmu

解：以噴氣前的火箭為參考系Δv=-u(Δm/m)通過Δv=-Δmu/m式可以看出火箭所獲得的速度與哪些因素有關(guān)?

u越大、Δm/m越大：即火箭噴出的質(zhì)量與噴出燃?xì)夂蠡鸺|(zhì)量之比越大?；鸺@得的速度越大。影響火箭飛行速度的主要因素是什么呢？*燃?xì)鈬娚涞乃俣龋ìF(xiàn)代火箭噴氣速度在2000~4000m/s）如何提高火箭燃?xì)獾膰娚渌俣?？（有限?火箭的質(zhì)量比（即火箭起飛時(shí)的質(zhì)量與火箭除燃料外的箭體質(zhì)量之比）。答：要提高噴氣速度，就要使用高質(zhì)量的燃料，目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑。

注：目前的技術(shù)條件下，火箭的質(zhì)量比在6-10左右，要發(fā)射人造衛(wèi)星，用一級(jí)火箭還不能達(dá)到所需的速度(達(dá)不到7.9km/s）

，必須用多級(jí)火箭。長(zhǎng)征五號(hào)結(jié)構(gòu)圖運(yùn)載火箭一般采用液體推進(jìn)劑，第一、二級(jí)多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末級(jí)用液氧、液氫高能推進(jìn)，稱為低溫液體火箭，技術(shù)比較復(fù)雜，目前只有美國(guó)、俄斯、法國(guó)、中國(guó)和日本等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握低溫液體火箭技術(shù)三.我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展東方紅一號(hào)中國(guó)太空行走第一人是翟志剛東方紅一號(hào)中國(guó)太空行走第一人是翟志剛東方紅一號(hào)中國(guó)太空行走第一人是翟志剛東方紅一號(hào)中國(guó)太空行走第一人是翟志剛東方紅一號(hào)中國(guó)太空行走第一人是翟志剛東方紅一號(hào)我國(guó)自1956年建立了專門的航天研究機(jī)構(gòu)到現(xiàn)在，火箭技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。1964年6月，我國(guó)自行研制的運(yùn)載火箭首次升空。1970年4月24日，我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星一次發(fā)射成功。我國(guó)的大型系列運(yùn)載火箭以“長(zhǎng)征”命名，至今已經(jīng)完成100多次各種衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)，成功地實(shí)現(xiàn)了載人航天飛行，并在國(guó)際航天市場(chǎng)占有一席之地。我國(guó)的火箭技術(shù)已經(jīng)跨入了世界先進(jìn)行列。天宮一號(hào)發(fā)射架發(fā)射場(chǎng)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心西昌衛(wèi)星發(fā)射中心太原衛(wèi)星發(fā)射中心中國(guó)殲-10美政府智庫(kù)——“美國(guó)科學(xué)家聯(lián)盟”認(rèn)為，殲-10優(yōu)于臺(tái)軍的主力戰(zhàn)機(jī)。殲-10最大巡航速度2.2馬赫，升限18000米，作戰(zhàn)半徑1100公里，最大航程2500公里，可以接受空中加油，從而使得航程倍增，整體性能優(yōu)于臺(tái)灣空軍列裝的F-16A和“幻影2000-5”。盡管在未來臺(tái)海沖突中，戰(zhàn)機(jī)的可靠性、電子設(shè)備性能、人員素質(zhì)、戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練與美軍的馳援等，都是勝負(fù)的關(guān)鍵，但是中國(guó)大陸一旦大量裝備殲-10來壓制臺(tái)灣，臺(tái)海的空中力量對(duì)比將迅速向大陸傾斜。

《漢和防務(wù)評(píng)論》雜志認(rèn)為，殲-10在研制過程中的各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，都是立足于趕超臺(tái)灣空軍F-16A/B戰(zhàn)斗機(jī)的。經(jīng)過綜合評(píng)估，殲-10已領(lǐng)先F-16A/B。在發(fā)動(dòng)機(jī)方面，殲-10戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)推力已經(jīng)接近F16C/D戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)，明顯高于臺(tái)軍使用的F-16A/B戰(zhàn)斗機(jī)。這意味著殲-10比F-16A/B戰(zhàn)機(jī)能更加快速地升空，攜帶更多彈藥，在空中格斗中占據(jù)機(jī)動(dòng)性能優(yōu)勢(shì)。美國(guó)：F16美國(guó)：隱形“117”例2如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的小船停在靜水中，一個(gè)質(zhì)量為m的人站在船頭，若不計(jì)水的阻力，當(dāng)人從船頭走到船尾的過程中，船和人對(duì)地面的位移各是多少？2mSLMm=+1,MSLMm=+2mSLMm=+2mSLMm=+2mSLMm=+S人=L-S船S船若有兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)且相互作用前各物體均靜止,相互作用后均發(fā)生運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)所受合外力為零或在某一方向上所受合外力為零。則在全過程中動(dòng)量守恒（或單方向動(dòng)量守恒），則這一系統(tǒng)在全過程中的平均動(dòng)量也必定守恒。

人船模型及其應(yīng)用則由0=m1v1-m2v2（其中v1、v2是平均速度）得推論：m1s1=m2s2,使用時(shí)應(yīng)明確s1、s2必須是相對(duì)同一慣性參考系的大小。1、首先根據(jù)動(dòng)量守恒確定兩物體絕對(duì)位移大小之比等于它們各自質(zhì)量的反比關(guān)系，即：2、其次由幾何關(guān)系確定兩物體的絕對(duì)位移大小之和等于相對(duì)位移的關(guān)系，即

S１＋Ｓ２=L相對(duì)［解題規(guī)律］：S１

m２S２

m１——=——［解題關(guān)鍵］確定兩物體的相對(duì)位移和絕對(duì)位移之間的關(guān)系１、系統(tǒng)滿