反沖運動火箭演示文稿

反沖運動火箭演示文稿當前第1頁\共有46頁\編于星期二\19點反沖運動火箭當前第2頁\共有46頁\編于星期二\19點動畫：反沖運動當前第3頁\共有46頁\編于星期二\19點

§5反沖運動

火箭當前第4頁\共有46頁\編于星期二\19點新課引入氣球實驗：

將一個氣球吹大，然后松手，看看會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？如何解釋這種現(xiàn)象呢？請思考!當前第5頁\共有46頁\編于星期二\19點一、反沖運動1.定義：一個靜止的物體在內力的作用下分裂為兩個部分，一部分向某一方向運動另一部分必然向相反的方向運動。這個現(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．當前第6頁\共有46頁\編于星期二\19點2.特點：b.一個物體分為兩個部分且運動方向相反3.原理：作用前：P=0作用后:P'=mv+MV則根據(jù)動量守恒定律有：P'=P即mv+MV=0故有：V=?(m/M)v（負號表示作用后的兩部分運動方向相反有其它形式的能轉化為機械能，機械能不守恒)

a.物體間相互作用突然發(fā)生，時間短，作用強.物體系所受外力一般不為零，但遠遠小于內力。遵循動量守恒定律系統(tǒng)所受合外力為零或在某一方向上所受合外力為零。則在全過程中動量守恒（或單方向動量守恒）；內力遠大于合外力當前第7頁\共有46頁\編于星期二\19點

4.應用當前第8頁\共有46頁\編于星期二\19點水上飛人當前第9頁\共有46頁\編于星期二\19點當前第10頁\共有46頁\編于星期二\19點用槍射擊時，子彈向前飛去，槍身發(fā)生反沖向后運動。槍身的反沖會影響射擊的準確性，所以用步槍射擊時要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響。5.防止當前第11頁\共有46頁\編于星期二\19點當前第12頁\共有46頁\編于星期二\19點履帶表面有較深的突起抓地鉤型設計摩擦系數(shù)較大，止退止退犁，看到了嗎？止退犁上又有兩個液壓緩沖器。這一切都是為了提高火炮的連射時的命中精度而精心設計的。當前第13頁\共有46頁\編于星期二\19點1.同學們是不是在電影里看到，火炮在發(fā)射時炮管一縮一伸的運動？有的人稱之為：縮頭炮。為什么炮管要做這樣的運動呢？

我們要設計一種裝置，它可以先允許炮身做反沖運動，并把這種運動能量儲存為彈性勢能，等反沖運動結束時，再利用儲存的那部分能量使炮身復位，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，做到了合理設計。2.我們如何既避免反沖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，這樣的結果是火炮的壽命大大減少，這顯然是不合理的設計。當前第14頁\共有46頁\編于星期二\19點常見的一些反沖運動水閘放水，帶動水輪發(fā)電。右圖為世界最大的反擊式水輪發(fā)電機轉輪——三峽左岸電站5號機組轉輪正被吊離駁船。當前第15頁\共有46頁\編于星期二\19點反擊式水輪機的模型當前第16頁\共有46頁\編于星期二\19點反擊式水輪機的轉輪反擊式水輪機的蝸殼當前第17頁\共有46頁\編于星期二\19點反擊式水輪機是大型水力發(fā)電站應用最廣泛的水輪機。它是靠水流的反沖作用旋轉的。我國早在70年代就能生產轉輪直徑5.5米，質量110噸，最大功率達30萬千瓦的反擊式水輪機。他是如何利用反沖運動發(fā)電的呢？當前第18頁\共有46頁\編于星期二\19點反沖運動的應用：灌溉噴水器當前第19頁\共有46頁\編于星期二\19點二、火箭當前第20頁\共有46頁\編于星期二\19點古代火箭的發(fā)展經歷了哪些階段？宋代明代現(xiàn)代1.古代火箭當前第21頁\共有46頁\編于星期二\19點反沖運動的利用3-火箭 我國早在宋代就發(fā)明了火箭，在箭支上扎個火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點燃后生成的燃氣以很大的速度向后噴出，火箭由于反沖而向前運動。當前第22頁\共有46頁\編于星期二\19點古代火箭當前第23頁\共有46頁\編于星期二\19點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。手拿兩個大風箏，叫人點燃火箭，想使自己飛上天去，但他失敗了，而且為此獻出了生命。他的為科學獻身的精神是令人敬佩和值得我們學習的。當前第24頁\共有46頁\編于星期二\19點火箭2.現(xiàn)代火箭當前第25頁\共有46頁\編于星期二\19點工作原理：動量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃氣獲得反作用力向前推進的飛行器2.火箭的工作原理當火箭的推進劑燃燒時，從尾部噴出的氣體具有很大的動量，根據(jù)動量守恒定律，火箭獲得大小相等，方向相反的動量，因而發(fā)生連續(xù)的反沖現(xiàn)象，隨著推進劑的燃燒，火箭的質量逐漸減小，加速度不斷增大，當推進劑燃盡時，火箭即以獲得的速度沿著預定的空間軌道飛行。工作原理：動量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃氣獲得反作用力向前推進的飛行器2.火箭的工作原理當火箭的推進劑燃燒時，從尾部噴出的氣體具有很大的動量，根據(jù)動量守恒定律，火箭獲得大小相等，方向相反的動量，因而發(fā)生連續(xù)的反沖現(xiàn)象，隨著推進劑的燃燒，火箭的質量逐漸減小，加速度不斷增大，當推進劑燃盡時，火箭即以獲得的速度沿著預定的空間軌道飛行。工作原理：動量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃氣獲得反作用力向前推進的飛行器2.火箭的工作原理當火箭的推進劑燃燒時，從尾部噴出的氣體具有很大的動量，根據(jù)動量守恒定律，火箭獲得大小相等，方向相反的動量，因而發(fā)生連續(xù)的反沖現(xiàn)象，隨著推進劑的燃燒，火箭的質量逐漸減小，加速度不斷增大，當推進劑燃盡時，火箭即以獲得的速度沿著預定的空間軌道飛行。工作原理：動量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃氣獲得反作用力向前推進的飛行器2.火箭的工作原理當火箭的推進劑燃燒時，從尾部噴出的氣體具有很大的動量，根據(jù)動量守恒定律，火箭獲得大小相等，方向相反的動量，因而發(fā)生連續(xù)的反沖現(xiàn)象，隨著推進劑的燃燒，火箭的質量逐漸減小，加速度不斷增大，當推進劑燃盡時，火箭即以獲得的速度沿著預定的空間軌道飛行。工作原理：動量守恒定律1.火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃氣獲得反作用力向前推進的飛行器當前第26頁\共有46頁\編于星期二\19點例1火箭飛行時在極短時間Δt時間內噴射燃氣的質量是Δm，噴出的燃氣相對噴氣前火箭的速度是u，噴出燃氣后火箭的質量是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）由動量守恒得：0=mΔv+Δmu解：以噴氣前的火箭為參考系Δv=-u(Δm/m)當前第27頁\共有46頁\編于星期二\19點通過Δv=-Δmu/m式可以看出火箭所獲得的速度與哪些因素有關?

u越大、Δm/m越大：即火箭噴出的質量與噴出燃氣后火箭質量之比越大?；鸺@得的速度越大。當前第28頁\共有46頁\編于星期二\19點影響火箭飛行速度的主要因素是什么呢？*燃氣噴射的速度（現(xiàn)代火箭噴氣速度在2000~4000m/s）如何提高火箭燃氣的噴射速度？（有限）*火箭的質量比（即火箭起飛時的質量與火箭除燃料外的箭體質量之比）。答：要提高噴氣速度，就要使用高質量的燃料，目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑。

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

，必須用多級火箭。當前第29頁\共有46頁\編于星期二\19點當前第30頁\共有46頁\編于星期二\19點

迄今為止運載火箭均為一次使用的，成本高。一次發(fā)射，少的幾千萬美元，多的上億美元。不能重復使用，資源浪費大。當前第31頁\共有46頁\編于星期二\19點長征五號結構圖運載火箭一般采用液體推進劑，第一、二級多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末級用液氧、液氫高能推進，稱為低溫液體火箭，技術比較復雜，目前只有美國、俄斯、法國、中國和日本等少數(shù)幾個國家掌握低溫液體火箭技術當前第32頁\共有46頁\編于星期二\19點天宮一號發(fā)射架發(fā)射場酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心當前第33頁\共有46頁\編于星期二\19點西昌衛(wèi)星發(fā)射中心當前第34頁\共有46頁\編于星期二\19點太原衛(wèi)星發(fā)射中心當前第35頁\共有46頁\編于星期二\19點火箭能為我們做些什么呢？發(fā)射人造地球衛(wèi)星運送載人飛船當前第36頁\共有46頁\編于星期二\19點運載空間站運載探測器火箭能為我們做些什么呢？當前第37頁\共有46頁\編于星期二\19點日本-M系列現(xiàn)代火箭：

美國-大力神號俄羅斯—能源號歐洲—阿麗亞娜長征系列中國當前第38頁\共有46頁\編于星期二\19點中國殲-10當前第39頁\共有46頁\編于星期二\19點美政府智庫——“美國科學家聯(lián)盟”認為，殲-10優(yōu)于臺軍的主力戰(zhàn)機。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)于臺灣空軍列裝的F-16A和“幻影2000-5”。盡管在未來臺海沖突中，戰(zhàn)機的可靠性、電子設備性能、人員素質、戰(zhàn)術訓練與美軍的馳援等，都是勝負的關鍵，但是中國大陸一旦大量裝備殲-10來壓制臺灣，臺海的空中力量對比將迅速向大陸傾斜。

《漢和防務評論》雜志認為，殲-10在研制過程中的各項技術標準，都是立足于趕超臺灣空軍F-16A/B戰(zhàn)斗機的。經過綜合評估，殲-10已領先F-16A/B。在發(fā)動機方面，殲-10戰(zhàn)機的發(fā)動機推力已經接近F16C/D戰(zhàn)斗機的動力標準，明顯高于臺軍使用的F-16A/B戰(zhàn)斗機。這意味著殲-10比F-16A/B戰(zhàn)機能更加快速地升空，攜帶更多彈藥，在空中格斗中占據(jù)機動性能優(yōu)勢。當前第40頁\共有46頁\編于星期二\19點當前第41頁\共有46頁\編于星期二\19點美國：F16當前第42頁\共有46頁\編于星期二\19點美國：隱形“117”當前第43頁\共有46頁\編于星期二\19點例2如圖所示，長為L、質量為M的小船停在靜水中，一個質量為m的人站在船頭，若不計水的阻力，當人從船頭走到船尾的過程中，船和人對地面的位移各是多少？2mSLMm=+1,MSLMm=+2mSLMm=+2mSLMm=+2mSLMm=+當前第44頁\共有46頁\編于星期二\19點S人=L-S船S船當前第45頁\共有46頁\編于星期二\19點