165反冲运动火箭课件

第十六章 动量守恒定律 第五节 反冲运动人教版选修人教版选修3-5实实验验：把气球吹满气，猛一松手，会出现什把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？么情形呢？一个物体在内力的作用下分裂为两个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。这个现象分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲叫做反冲一一、反冲反冲1、定义、定义：2、要要点：点：b.一个物体分为两个部分一个物体分为两个部分3、物理物理原原理：理：作用前：作用前：P=0作用后作用后:P=mv+MV则根据动量守恒定律有：则根据动量守恒定律有：P=P即即mv+MV=0故有：故有：V=(m/M)v负号就表示作用后的两部分运动负号就表示作用后的两部分运动方向相反方向相反a.内力作用下内力作用下遵循动量守恒定律遵循动量守恒定律c.两部分运动方向相反两部分运动方向相反4、反冲、反冲运动的应用：运动的应用：反冲运动：大炮反冲运动：大炮反冲运动：火箭的发射反冲运动：火箭的发射反击式水轮机反击式水轮机是大是大型水力发电站应用型水力发电站应用最广泛的水轮机。最广泛的水轮机。它是靠水流的反冲它是靠水流的反冲作用旋转的。我国作用旋转的。我国早在早在70年代就能生年代就能生产转轮直径产转轮直径5.5米，米，质量质量110吨，最大功吨，最大功率达率达30万千瓦的反万千瓦的反击式水轮机。击式水轮机。它是如何利用反冲运动发电的呢？它是如何利用反冲运动发电的呢？二二、火火箭箭1、古代火箭、古代火箭2、现代火箭、现代火箭思考与讨论 质量为 m 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为m的小物体，现在他以相对于飞船为u的速度将小物体抛出。1、小物体的动量改变量是多少？、小物体的动量改变量是多少？2、人的动量改变量是多少？、人的动量改变量是多少？3、人的速度的改变量是多少？、人的速度的改变量是多少？例例1、设火箭在设火箭在t时间内喷射燃气的质量是时间内喷射燃气的质量是m，喷出燃气的速度是，喷出燃气的速度是u，喷出燃气后火箭的质量，喷出燃气后火箭的质量是是m。设法算火箭获得的速度。设法算火箭获得的速度v。（忽略阻力。（忽略阻力和重力的影响）和重力的影响）思考思考分析分析 解：火箭的壳体和火箭内的气体组成系统，在燃气喷出的过程中，动量守恒。根据动量守恒定律，选与火箭相对静止的物体为参考系，火箭原来的动量为零，喷气后火箭与燃气的总动量仍然为零。即：mv +mu =0解出：解出：v=-mu/m通过（通过（1）式）式v=-mu/m，可以看出火箭所获得的速，可以看出火箭所获得的速度与那些因素有关度与那些因素有关?（1）u越大，越大，m/m越大火箭获得的速度越大。越大火箭获得的速度越大。（2）现代火箭的喷气速度在）现代火箭的喷气速度在20004000m/s。（3）火箭起飞时的质量与火箭除去燃料外的壳体质量）火箭起飞时的质量与火箭除去燃料外的壳体质量之比叫做火箭的质量比，这个参数一般小于之比叫做火箭的质量比，这个参数一般小于10。解决办法：解决办法：要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料，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。目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。目前的技术条件下，要发射人造卫星，用一目前的技术条件下，要发射人造卫星，用一级火箭还不能达到所需的速度，必须用级火箭还不能达到所需的速度，必须用多级火箭。多级火箭。例例2、机关枪重机关枪重8kg，射出的子弹质量为，射出的子弹质量为20克，若子弹的出口速度克，若子弹的出口速度是是1000m/s，则机，则机枪的后退速度是多少？枪的后退速度是多少？例例3、一一静止的质量为静止的质量为M的原子核，以相对地的的原子核，以相对地的速度速度v放射出一质量为放射出一质量为m的粒子后，原子核剩余的粒子后，原子核剩余部分作反冲运动的速度大小为（部分作反冲运动的速度大小为（）D、A、B、C、B例例4、采取下列哪些措施有利于增加喷气采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度（式飞机的飞行速度（）A.使喷出的气体速度增大使喷出的气体速度增大B.使喷出的气体温度更高使喷出的气体温度更高C.使喷出的气体质量更大使喷出的气体质量更大D.使喷出的气体密度更小使喷出的气体密度更小AC反冲运动火箭反冲反冲运动运动1.定义：定义：向气体喷出的反方向向气体喷出的反方向运动运动2.原理：原理：动量守恒定律动量守恒定律3.常见反冲运动：常见反冲运动：烟花烟花、射击、射击火箭火箭1.发展：发展：从宋代开始从宋代开始2.原理：原理：动量守恒定律动量守恒定律3.速度速度喷气速度：喷气速度：v质量比质量比M/m课堂小结课堂小结