寧夏回族自治區(qū)銀川市六盤(pán)山高級(jí)中學(xué)高中物理人教版選修3-5課件16.5反沖運(yùn)動(dòng)火箭

第十六章動(dòng)量守恒定律第五節(jié)反沖運(yùn)動(dòng)火箭

一、反沖運(yùn)動(dòng)的例子射擊時(shí)的反沖運(yùn)動(dòng)一、反沖運(yùn)動(dòng)的例子校園科技節(jié)上的水火箭思考下列問(wèn)題1、什么是反沖運(yùn)動(dòng)？2、說(shuō)明反沖運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)；1、定義

當(dāng)一個(gè)物體向某一方向射出（或拋出）它的一部分時(shí)，這個(gè)物體的剩余部分將向相反方向運(yùn)動(dòng)。這就是反沖運(yùn)動(dòng)。2、特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)動(dòng)量守恒

（2）系統(tǒng)總動(dòng)能增加一、反沖運(yùn)動(dòng)二、反沖運(yùn)動(dòng)的原理氣球噴出的氣體二、反沖運(yùn)動(dòng)的原理

質(zhì)量為m的人在遠(yuǎn)離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對(duì)靜止，由于沒(méi)有力的作用，他與飛船總保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。這個(gè)人手中拿著一個(gè)質(zhì)量為△m的小物體。現(xiàn)在他以相對(duì)于飛船為u的速度把小物體拋出（1）小物體的動(dòng)量改變量是多少？（2）人的動(dòng)量改變量是多少？（3）人的速度改變量是多少？三、火箭古代的火箭現(xiàn)代的火箭明（公元1368－1644年）。長(zhǎng)度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。

火箭作為運(yùn)載工具，例如發(fā)射探測(cè)儀器、常規(guī)彈頭和核彈頭、人造衛(wèi)星和宇宙飛船．1、火箭的主要用途：三、火箭2、火箭的工作原理：

火箭是利用燃?xì)鈬姲l(fā)時(shí)的反沖運(yùn)動(dòng)，遵循動(dòng)量守恒定律?；鸺臉?gòu)造火箭的最終速度火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M，燃料燃盡后的總質(zhì)量為m，燃?xì)獾膰姎馑俣葹関0，則火箭最終的速度為多大？解：在火箭發(fā)射過(guò)程中，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以動(dòng)量守恒?；鸺淖罱K速度設(shè)火箭的速度方向?yàn)檎较?，發(fā)射前的總動(dòng)量為0；發(fā)射后的總動(dòng)量為mV

-（M-m)V0由動(dòng)量守恒得：0=mV

-（M-m)V0

M-mV0m正方向

總質(zhì)量為M的火箭豎直向上發(fā)射，每次噴出氣體的質(zhì)量為m，速度均為v，則：①噴出1次氣體后，火箭獲得速度的大小是多大？②噴出2次氣體后，火箭獲得多大的速度？③若1秒內(nèi)火箭噴出n次氣體，那么1秒末火箭的速度是多大？拓展應(yīng)用1.燃?xì)鈬娚涞乃俣?；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。

2.火箭的質(zhì)量比（即火箭開(kāi)始飛行時(shí)的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量之比）目前的技術(shù)條件下，火箭的質(zhì)量比在6-10左右。思考問(wèn)題：影響火箭飛行速度的主要因素是什么？運(yùn)載物第三級(jí)第二級(jí)第一級(jí)三、中國(guó)現(xiàn)代火箭-----長(zhǎng)征系列運(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)。目前擁有運(yùn)載火箭的國(guó)家有俄羅斯、美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、中國(guó)、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(hào)，它長(zhǎng)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。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心太原衛(wèi)星發(fā)射中心四、反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用灌溉噴水器。四、反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用水母的運(yùn)動(dòng)四、反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用導(dǎo)彈的發(fā)射反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用止退犁中國(guó)新型自行榴彈炮反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用牛刀小試?yán)?：水平射擊的大炮，炮身重450kg，炮彈質(zhì)量為5kg,炮彈射擊速度為450m/s，射擊后炮身后退的距離是45cm，則炮身受到地面的平均阻力時(shí)多大？思與辯1、有人認(rèn)為火箭前進(jìn)的動(dòng)力來(lái)自空氣對(duì)火箭的反作用力。你怎么認(rèn)為？2、直升飛機(jī)上升是反沖運(yùn)動(dòng)么？小結(jié)反沖運(yùn)動(dòng)1．定義：靜止的物體分離出一部分物體，使另一部分向相反方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動(dòng)。2．反沖運(yùn)動(dòng)中一般遵循動(dòng)量守恒定律3．防止：射擊時(shí)，用肩頂住槍身火箭1．飛行的原理---利用反沖運(yùn)動(dòng)2．決定火箭最終飛行速度的因素噴氣速度質(zhì)量比應(yīng)用：反擊式水輪機(jī)、噴氣式飛機(jī)、火箭等作業(yè)布置1、閱讀了解火箭的知識(shí)；2、《選修3-5》教材第24頁(yè)第1、2題；3、《精講精練》第20-21頁(yè)配套練習(xí)；1.下圖為一空間探測(cè)器示意圖，1，2，3，4，是四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，1，3的連線與空間空間固定坐標(biāo)系的x軸平行，2，4的連線與y軸平行，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)，都能向探測(cè)器提供推力，但不會(huì)使探測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)，探測(cè)器以恒定的速率v向正x方向飛行，要使探測(cè)器改為向正x偏負(fù)y60°的方向以原來(lái)的速率v平動(dòng)，則可（）A.先開(kāi)動(dòng)1適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)4適當(dāng)時(shí)間B.先開(kāi)動(dòng)3適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)2適當(dāng)時(shí)間C.開(kāi)動(dòng)4適當(dāng)時(shí)間D.先開(kāi)動(dòng)3適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)4適當(dāng)時(shí)間1234xyA鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)2.A鞏固練習(xí)3.4.在沙堆上有一M=5Kg的木塊，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(duì)木塊運(yùn)動(dòng)的平均阻力為58N，不計(jì)火藥質(zhì)量和空氣阻力，求爆竹上升的最大高度？鞏固練習(xí)h=1.7m5.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?鞏固練習(xí)傳送帶以V0=2m/s的速度把質(zhì)量m=20kg的行李包送到原來(lái)靜止的光滑軌道的小車上，其質(zhì)量為M=30kg，包與車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4，則包從滑上車到最遠(yuǎn)處所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？0.3如圖所示，一排人站在沿x軸的水平軌道旁，原點(diǎn)O兩側(cè)人的序號(hào)都記為n(n＝1，2，3…)每人只有一個(gè)沙袋，x＞0一側(cè)的每個(gè)沙袋的質(zhì)量為m＝14kg，x＜0一側(cè)的每個(gè)沙袋的質(zhì)量m'＝20kg，一質(zhì)量為M＝48kg的小車以某初速度從原點(diǎn)出發(fā)向正x方向滑行，不計(jì)軌道阻力，當(dāng)車每經(jīng)過(guò)一人身旁時(shí)，此人就把沙袋以水平速度v朝與車相反的方向沿車面扔到車上，u的大小等于扔此沙袋之前的瞬間車速大小的2n倍(n是此人的序號(hào)數(shù))

(1)空車出發(fā)后，車上堆積了幾個(gè)沙袋時(shí)，車就反向滑行？

(2)車上最終有大小沙袋共多少個(gè)？分析：本題未告知小車的初速，事實(shí)上車上的沙袋數(shù)與小車的初速無(wú)關(guān)，這是因?yàn)樾≤囓囁僭娇?，扔沙袋的反向速度也越大。另外，本題若逐次運(yùn)用動(dòng)量守恒定律計(jì)算是非常麻煩的。抓住動(dòng)量為一狀態(tài)量的特點(diǎn)，即可巧解此題。解：(1)設(shè)空車出發(fā)后，車上堆積了n個(gè)沙袋反向，則第n個(gè)沙袋未扔前動(dòng)量為：［M＋(n－1)m］Vn其中Vn為車過(guò)第n個(gè)人身邊時(shí)的車速，依題意有m2nVn＞［M＋(n－1)m