人教版高中物理選修3-5 5　反沖運(yùn)動　火箭【省一等獎】

5反沖運(yùn)動火箭16.5《反沖運(yùn)動－火箭》教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1．進(jìn)一步鞏固動量守恒定律2．知道反沖運(yùn)動和火箭的工作原理，了解反沖運(yùn)動的應(yīng)用3．了解航天技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用（二）過程與方法理解反沖運(yùn)動的物理實(shí)質(zhì)，能夠運(yùn)用動量守恒定律分析、解決有關(guān)反沖運(yùn)動的問題。（三）情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力，發(fā)掘?qū)W生探索新知識的潛能?！锝虒W(xué)重點(diǎn)運(yùn)用動量守恒定律認(rèn)識反沖運(yùn)動的物理實(shí)質(zhì)★教學(xué)難點(diǎn)動量守恒定律的應(yīng)用．★教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流?！锝虒W(xué)用具：鋁箔紙，火柴和支架，反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的原理模型，禮花，有關(guān)航天發(fā)射、空間站等的錄像帶剪輯，投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時安排1課時 當(dāng)一個物體向某一方向射出（或拋出）它的一部分時，這個物體的剩余部分將向相反方向運(yùn)動。這就是反沖運(yùn)動。什么樣的現(xiàn)象屬于反沖運(yùn)動?如何解決有關(guān)反沖運(yùn)動的問題？特點(diǎn)：？物體間相互作用突然發(fā)生，時間短，作用強(qiáng)。物體系無外力作用或外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力時，反沖運(yùn)動中動量是守恒的。例1在沙堆上有一木塊，M=5Kg,木塊上放一爆竹，質(zhì)量為m=0.10Kg,點(diǎn)燃后木塊陷入沙中5cm,若沙對木塊運(yùn)動的阻力恒為58N，不計火藥質(zhì)量和空氣阻力，求爆竹上升的最大高度？系統(tǒng)是：過程是：共受幾個力？∑F是：正向為：陷入沙中5cm有用嗎？20例2某人在一只靜止于水面的小船上練習(xí)射擊，船、人、槍、靶、子彈的總質(zhì)量為M，槍內(nèi)有n顆子彈，每顆子彈質(zhì)量為m，槍口到靶的距離為l,子彈射出時相對于地速度為v,在發(fā)射后一顆子彈時，前一顆已陷入靶中，則在發(fā)射完n顆子彈后小船后退的距離為多少？例3：傳送帶以V0=2m/s的速度把質(zhì)量m=20kg的行李包送到原來靜止的光滑軌道的小車上，其質(zhì)量為M=30kg，包與車間的動摩擦因數(shù)為=0.4，則包從滑上車到最遠(yuǎn)處所經(jīng)歷的時間為多少？0.3如圖所示，質(zhì)量為M的光滑滑塊放置在光滑的水平面上，另一質(zhì)量m的物體以速度v向上滑去，物體剛好能到達(dá)最高點(diǎn)，求物體到m達(dá)最高點(diǎn)的速度?例4：相關(guān)知識介紹：榴彈炮反擊式水輪機(jī)：噴氣式飛機(jī)：火箭中國新型自行榴彈炮

火炮被稱為“戰(zhàn)爭之神”。自行火炮起源于第二次世界大戰(zhàn)的“法西斯德國”，當(dāng)時德國陸軍將一種淘汰的坦克底盤裝上大口徑榴彈炮裝備炮兵，當(dāng)時它的名稱是：突擊炮。榴彈炮自行火炮為什么要裝在履帶式的車輛上呢？履帶表面有較深的突起抓地鉤型設(shè)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(shè)計的。

同學(xué)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(yùn)動？有的人稱之為：縮頭炮。為什么炮管要做這樣的運(yùn)動呢？

我們知道：根據(jù)中學(xué)物理中的動量守恒定律，火炮在發(fā)射炮彈時，炮身將存在向炮彈發(fā)射方向相反的方向運(yùn)動的趨勢。如果我們將炮身固定住，當(dāng)然有利于連發(fā)的命中精度，但是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。因此只有設(shè)計一種裝置，它可以先允許炮身做反沖運(yùn)動，并把這種運(yùn)動能量儲存為彈性勢能，等反沖運(yùn)動結(jié)束時，再利用儲存的那部分能量使炮身復(fù)位，這就是火炮緩沖器的作用。

火炮中的物理學(xué)還多著吶！彈道學(xué)、彈頭引信解鎖原理、光學(xué)瞄準(zhǔn)儀、雷達(dá)炮瞄等等。。

同學(xué)們，一門火炮中的物理現(xiàn)象和解決問題的思路是不是說明學(xué)好物理是多么的重要啊！火箭影響火箭飛行速度的因素主要有兩個，一是燃?xì)鈬娚涞乃俣?，二是火箭的質(zhì)量比（即火箭開始飛行時的質(zhì)量與燃料燃盡時的質(zhì)量之比）。只有在很短時間內(nèi)，火箭速度的變化非常小，以地面為參照物噴氣的速度可以認(rèn)為不變的情況下，可以近似得出：MV-mv=0由此可知該時刻火箭的速度：

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。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，用一級火箭還不能達(dá)到所需的速度，必須用多級火箭。運(yùn)載火箭一般采用液體推進(jìn)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(jìn)，稱為低溫液體火箭，技術(shù)比較復(fù)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(shù)目前擁有運(yùn)載火箭的國家有俄羅斯、美國、法國、英國、中國、日本、印度和以色列。當(dāng)今世界上最大的運(yùn)載火箭是俄羅斯的“能源”號，它長60米，底部最大直徑20米，重3000多噸，能將120噸的有效載荷送入近地軌道。迄今為止運(yùn)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(fù)使用，資源浪費(fèi)大。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心簡介西昌衛(wèi)星發(fā)射中心（XSLC）隸屬于中國衛(wèi)星發(fā)射測控中心（CLTC），主要用于發(fā)射地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）衛(wèi)星。XSLC位于中國西南部的四川省西昌地區(qū)，其總部設(shè)在距發(fā)射場65公里的西昌市內(nèi)。

還可發(fā)射太陽同步軌道衛(wèi)星和低軌道衛(wèi)星，目前可以發(fā)射長征二號E、長征三號、長征三號甲、長征三號乙等四種我國自行研制的運(yùn)載火箭。反擊式水輪機(jī)是大型水力發(fā)電站應(yīng)用最廣泛的水輪機(jī)。它是靠水流的反沖作用旋轉(zhuǎn)的。我國早在