反沖現(xiàn)象 火箭 高二上物理人教版（2019）選擇性必修一

1.6反沖火箭你知道章魚、烏賊怎樣游水嗎？？思考與討論它們先把水吸入體腔，然后用力壓水，通過身體前面的孔將水噴出，使身體很快地運動。章魚能夠調(diào)整自己的噴水口的方向，這樣可以使得身體向任意方向前進。你認為火箭升空、章魚游水時應(yīng)用了什么物理原理嗎？反沖

1.定義：一個靜止的物體，在內(nèi)力的作用下，分裂為兩個部分，一部分向某個方向運動，另一部分必然向相反的方向運動。這個現(xiàn)象叫反沖。一、反沖問題探究1：（1）氣球是如何實現(xiàn)反沖的？（2）在反沖運動中，能量如何轉(zhuǎn)化?

1.定義：一個靜止的物體，在內(nèi)力的作用下，分裂為兩個部分，一部分向某個方向運動，另一部分必然向相反的方向運動。一、反沖2.特點：（1）不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運動（2）內(nèi)力遠大于外力，動量守恒（3）其它形式的能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加3.動量守恒方程：作用前：p=0作用后:p'=mv+Mv'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例1：一桶水且靜止在水平地面上,如圖所示,桶的前、后、底及側(cè)面各裝有一個閥門,分別為S1、S2、S3、S4(圖中未畫出)。要使小車向前運動,可采用的方法是(

)。A.打開閥門S1 B.打開閥門S2C.打開閥門S3 D.打開閥門S4B4.反沖運動的應(yīng)用和防止（1）應(yīng)用：章魚章魚烏賊游泳；農(nóng)田、園林的噴灌裝置；噴氣式飛機；火箭；（2）防止：4.反沖運動的應(yīng)用和防止止退犁用槍射擊時，由于槍聲的反沖會影響射擊的準(zhǔn)確性，所以用步槍射擊時要把槍身底在肩部以減少反沖的影響；大炮止退犁；問題：氣球為什么會沿氣嘴相反方向運動？氣體噴出是因為球壁對球內(nèi)氣體有作用力的沖量，使氣體的動量增加，氣體對球壁的反作用力沖量使氣球的動量也增加。(1)、用動量定理分析：(2)、用動量守恒定律分析：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；但反沖運動中如果屬于內(nèi)力遠大于外力的情況，可認為反沖運動中系統(tǒng)動量是守恒的。做一做：把一個氣球吹起來，用手握住氣球的吹氣口，然后突然放開，讓氣體噴出，觀察氣球的運動。例2：一靜止的質(zhì)量為M的氣球和氣體，以對地速度v放出質(zhì)量m的氣體，研究剩余部分和氣球相對于地的速度。v’vM-mm設(shè)v方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律1、速度的反向性2、速度的相對性3、變質(zhì)量問題：注意：二、火箭1.古代火箭2.現(xiàn)代火箭火箭構(gòu)造（1）定義：現(xiàn)代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,是反沖運動的典型應(yīng)用之一。（2）現(xiàn)代火箭的主要用途利用火箭作為運載工具,例如發(fā)射探測儀器、常規(guī)彈頭和核彈頭、人造衛(wèi)星和宇宙飛船。2.現(xiàn)代火箭（3）構(gòu)造：主要由殼體和燃料兩大部分組成。（4）規(guī)律：反沖，動量守恒定律燃料燃盡時火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質(zhì)量比決定例3、設(shè)火箭發(fā)射前的總質(zhì)量是M，燃料燃盡后的質(zhì)量為m，火箭燃氣的噴射速率為v.求燃料燃盡后火箭的飛行速度為v′．解：在火箭發(fā)射過程中，由于內(nèi)力遠大于外力，所以動量守恒。取火箭的速度方向為正方向mv'vM-m噴氣速度越大,質(zhì)量比越大,火箭最終速度就越大?；鸺蚯帮w行所能達到的最大速度,一般來說就是燃料燃盡時火箭的速度。（5）最大飛行速度的決定因素：A、噴氣速度B、質(zhì)量比(火箭開始飛行時的質(zhì)量與火箭除燃料外的箭體質(zhì)量之比)2.現(xiàn)代火箭說明：噴氣速度越大,質(zhì)量比越大,火箭最終速度就越大?；鸺蚯帮w行所能達到的最大速度,一般來說就是燃料燃盡時火箭的速度?？茖W(xué)漫步：噴氣的速度：目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑，噴氣速度在2000m/s到5000m/s質(zhì)量比：火箭的質(zhì)量比在6～10左右要發(fā)射人造衛(wèi)星，這樣的火箭還不能達到所需的速度如何解決衛(wèi)星發(fā)射問題？（6）.用多級火箭發(fā)射衛(wèi)星獲得所需速度

多級火箭是由單級火箭構(gòu)成，發(fā)射時先點燃第一級火箭，燃料用完后，空殼自動脫落，然后下一級火箭脫落，多級火箭及時把外殼脫落，使火箭的總質(zhì)量減少，因而達到更高的速度。但并非火箭級數(shù)越多就越好，級數(shù)越多結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，技術(shù)要求越高，工作可靠性越差，目前多級火箭一般是三級火箭。[典例4]一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m＝200g的氣體，氣體噴出時的速度v＝1000m/s，設(shè)火箭質(zhì)量M＝300kg，發(fā)動機每秒噴氣20次。(1)當(dāng)?shù)谌螝怏w噴出后，火箭的速度為多大？(2)運動第1s末，火箭的速度為多大？1．定義：靜止或運動的物體分離出一部分物體

，使另一部分向相反方向運動的現(xiàn)象叫反沖運動。2．反沖運動中一般遵循動量守恒定律3．應(yīng)用：反擊式水輪機、噴氣式飛機

、火箭等防止：射擊時，用肩頂住槍身火箭1．飛行的原理---利用反沖運動2．決定火箭最終飛行速度的因素噴氣速度質(zhì)量比兩個原來靜止的物體發(fā)生相互作用時,若所受外力的矢量和為零，則動量守恒。人船模型：