反沖現(xiàn)象火箭【教材精講精創(chuàng)】 高二物理知識點精講課件（人教版2019選擇性必修第一冊）

第一章動量守恒定律1.6

反沖現(xiàn)象火箭一、反沖現(xiàn)象把氣球吹滿氣，然后松手，氣球會怎樣？發(fā)射炮彈時，炮彈從炮筒中飛出，炮身向后運動。用槍射擊時，子彈向前飛去，槍身向后運動。一、反沖現(xiàn)象（1）“-”號表示速度與噴出氣體的速度方向相反；一個靜止的質(zhì)量為M（包含內(nèi)部氣體）的氣球，以對地速度v放出質(zhì)量m的氣體，則剩余氣體和氣球相對于地的速度為多少。設(shè)v方向為運動的正方向，根據(jù)動量守恒定律，有：v’vM-mm建模簡化問題注意：（2）兩部分都是相對于地面的速度；（3）噴出氣體后，剩余部分質(zhì)量會變小。一、反沖現(xiàn)象反沖小車用酒精燈加熱試管中的水一、反沖現(xiàn)象反擊式水輪機一、反沖現(xiàn)象水從彎管流出，圓筒轉(zhuǎn)動，且運動方向相反。觀察彎管與流出水的運動方向水流方向圓筒旋轉(zhuǎn)方向反擊式水輪機一、反沖現(xiàn)象1.一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩個部分，一部分向某一方向運動，因為動量守恒，另一部分必然向相反的方向運動，這個現(xiàn)象叫作反沖。2.條件：（1）一個靜止（初動量為零）的物體分為兩部分；（2）兩部分運動方向必然相對相反；（3）在內(nèi)力的作用下。實驗名稱實驗現(xiàn)象共同點小車實驗?zāi)救蚝髧姵?，小車向前運動氣球?qū)嶒灴諝庀蜃髧姵?，氣球向右運動圓筒實驗（仰視圖）水從彎管順時針流出，圓筒逆時針轉(zhuǎn)動一、反沖現(xiàn)象1.一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩個部分，一部分向某一方向運動，因為動量守恒，另一部分必然向相反的方向運動，這個現(xiàn)象叫作反沖。實驗名稱實驗現(xiàn)象共同點小車實驗?zāi)救蚝髧姵觯≤囅蚯斑\動氣球?qū)嶒灴諝庀蜃髧姵?，氣球向右運動圓筒實驗（仰視圖）水從彎管順時針流出，圓筒逆時針轉(zhuǎn)動反沖運動是相互作用物體之間的作用力與反作用力產(chǎn)生的效果；反沖過程中，系統(tǒng)的合外力一般不為零；但做反沖運動的物體系統(tǒng)的內(nèi)力遠大于外力，外力可忽略，可以認(rèn)為動量近似守恒。一、反沖現(xiàn)象1.一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩個部分，一部分向某一方向運動，因為動量守恒，另一部分必然向相反的方向運動，這個現(xiàn)象叫作反沖。2.反沖運動的特點：（1）系統(tǒng)內(nèi)力遠遠大于外力，系統(tǒng)動量守恒；3.反沖運動的原理P'=P

即

m1v1+m2v2=0故有：負號就表示作用后的兩部分運動方向相反（2）有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動能，系統(tǒng)動能增加。沖天炮飛上天水母向前運動一、反沖現(xiàn)象噴水飛鞋噴灌裝置實際生產(chǎn)、生活中應(yīng)用反沖現(xiàn)象的例子也很多，例如農(nóng)田、園林的噴灌裝置能夠一邊噴水一邊旋轉(zhuǎn)，這是因為噴口的朝向略有偏斜，水從噴口噴出時，噴管因反沖而旋轉(zhuǎn)。這樣可以自動改變噴水的方向。一、反沖現(xiàn)象應(yīng)用榴彈炮止退犁（火炮緩沖器）一、反沖現(xiàn)象防止火箭噴氣式飛機一、反沖現(xiàn)象古代火箭構(gòu)造和原理：箭桿上捆一個前端封閉的火藥筒,點燃后成的燃氣以很大速度向后噴出,箭桿由于反沖而向前運動。二、火箭箭身火藥筒噴氣方向我國早在宋代就發(fā)明了火箭，箭桿上捆一個前端封閉的火藥筒，點燃后生成的燃氣以很大速度向后噴出，箭桿由于反沖而向前運動。噴氣式飛機和火箭的飛行應(yīng)用了反沖的原理，它們都是靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度的。二、火箭通過噴射高溫高壓燃氣而獲得反作用力，從而沿燃氣噴射的反方向飛行。火箭工作原理：現(xiàn)代火箭例：火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M、燃料燃盡后的質(zhì)量為m，火箭燃氣的噴射速度為v1，求燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大？空氣阻力、重力二、火箭1.影響火箭速度的主要因素：（1）燃氣噴射的速度解：火箭發(fā)射過程中內(nèi)力遠大于外力，所以動量守恒。（以火箭的速度方向為正方向）

則：mv－（M-m）v1=0

（2）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）目前的技術(shù)條件下，火箭的質(zhì)量比在6-10左右。二、火箭要提高噴氣速度，需要使用高質(zhì)量的燃料：液氫——燃料液氧——氧化劑1.如何提高噴氣速度？2.如何提高質(zhì)量比？主要結(jié)構(gòu)：飛船第二級火箭第一級火箭火箭發(fā)射過程：第一級火箭點燃燃盡，空殼脫落下一級火箭點燃多級火箭能及時把空殼拋掉，使火箭的總質(zhì)量減少，因而能夠達到很高的速度，但火箭的級數(shù)不是越多越好，級數(shù)越多構(gòu)造越復(fù)雜，工作的可靠性越差，目前多級火箭一般都是三級。二、火箭

一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m＝200g的氣體，氣體離開發(fā)動機時速度v＝1000m/s，設(shè)火箭質(zhì)量M＝300kg，發(fā)動機每秒噴氣20次，求：(1)當(dāng)?shù)?次氣體噴出后，火箭的速度多大？(2)運動第1s末，火箭的速度多大？(1)設(shè)噴出3次氣體后火箭的速度為v3，以火箭和噴出的3次氣體為研究對象，根據(jù)動量守恒定律可得：(M－3m)v3－3mv＝0(2)以火箭和噴出的20次氣體為研究對象，根據(jù)動量守恒可得：(M－20m)v20－20mv＝0由于每次噴氣速度都一樣，可選整體為研究對象，運用動量守恒來求解：二、火箭三、人船男生向右，船向左女生向左，船向右解決實際問題如何悄無聲息的測出女生的體重？三、人船v1v2

人和船組成的系統(tǒng)，在人從船頭走向船尾的過程中，水平方向上動量守恒。以向左為正，由動量守恒定律可得：S2S1設(shè)人和船相對地面的位移分別為S1和S2：則：解得：如果人是變速運動呢？三、人船由圖可得：一個質(zhì)量為M，底面邊長為b

的斜面靜止在光滑的水平地面上，有一質(zhì)量為m

的物塊由斜面頂部無初速滑到底部時，斜面移動的距離是多少？Mm三、人船S1S2bMm由上圖看出：s1+s2=b

分析和解答：劈和小球組成的系統(tǒng)水平方向不受外力，故水平方向動量守恒，且初