第04節(jié)反沖運動

1、第十六章 動量守恒定律,第5節(jié)反沖運動 火箭,細管為什么會沿氣嘴相反方向運動？,盛水的容器為什么會旋轉(zhuǎn)起來？,實驗探究,農(nóng)田、園林為什么能進行自動灌溉？,火箭為什么會飛起來？,如果一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂成兩部分，一部分向某個方向運動，另一部分將向相反的方向運動。這個現(xiàn)象叫反沖運動。,反沖運動,反沖運動的應用和防止,炮彈發(fā)射,反擊式水輪機,章魚,止退犁,打槍時的反沖,灌溉噴水器,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。,做一做,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

2、量定理分析：,(2)、用動量守恒定律分析：,氣球為什么會沿氣嘴相反方向運動?,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。,深入理解,1、速度的反向性,2、速度的相對性,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。,3、變質(zhì)量問題：,設v方向為正方向, 根據(jù)動量守恒定律,分析,注意,古代的火箭,現(xiàn)代的火箭,火箭,人和他拋出的小物體是一個系統(tǒng),以飛船為參考系,拋出過程系統(tǒng)動量守恒,以速度u的方向為正方向, p物= mu -0

3、 = mu, p人= -mu,mu+ p人=0, p人= mv = -mu,分析,質(zhì)量為m的人在遠離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對靜止。由于沒有力的作用，他與飛船總保持相對靜止的狀態(tài)。這個人手中拿著一個質(zhì)量為m的小物體?，F(xiàn)在他以相對飛船為u的速度把小物體拋出。 1.小物體的動量改變量是多少？ 2.人的動量的改變量是多少？3.人的速度改變量是多少？,思考與討論1,在火箭發(fā)射過程中，由于內(nèi)力遠大于外力，所以發(fā)射前、后總動量守恒。,m1 v1 +m2 v2 = 0,解析,負號表示速度方向與噴出的燃氣方向相反,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，可用來完成洲際導

4、彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船的發(fā)射工作，但火箭的級數(shù)不是越多越好，級數(shù)越多構造越復雜，工作的可靠性越差，目前多級火箭一般都是三級。,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,火箭發(fā)射噴射出來的燃氣的質(zhì)量為m1，燃料燃盡后火箭的質(zhì)量為m2，火箭燃氣的噴射速度為v1，燃料燃盡后火箭的飛行速度v2為多大？,思考與討論2,反沖運動 火箭,反沖運動,1定義：如果一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂成兩部分，一部分向某個方向運動，另一部分將向相反的方向運動。這個現(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原理-利用反

5、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,小 結,隨堂練習1,反沖小車靜止放在水平光滑玻璃上，點燃酒精，水蒸氣將橡皮塞水平噴出，小車沿相反方向運動如果小車的總質(zhì)量M3 kg，水平噴出的橡皮塞的質(zhì)量m0.1 kg. (1)若橡皮塞噴出時獲得的水平速度v2.9 m/s，求小車的反沖速度 (2)若橡皮塞噴出時速度大小不變，方向與水平方向成60角，小車的反沖速度又如何？,根據(jù)動量守恒定律可得,mv(Mm)v0,負號表示小車運動方向與橡皮塞運動的方向相反，,解析,系統(tǒng),正方向,(1),動量守恒,反沖速度大小是0.1 m/s,隨堂練習1,反沖小車靜止放在水平光滑玻璃上，點燃酒精，水蒸氣將橡皮

6、塞水平噴出，小車沿相反方向運動如果小車的總質(zhì)量M3 kg，水平噴出的橡皮塞的質(zhì)量m0.1 kg. (1)若橡皮塞噴出時獲得的水平速度v2.9 m/s，求小車的反沖速度 (2)若橡皮塞噴出時速度大小不變，方向與水平方向成60角，小車的反沖速度又如何？,mvcos 60(Mm)v0,負號表示小車運動方向與橡皮塞運動的水平方向相反，反沖速度大小是0.05 m/s.,解析,系統(tǒng),正方向,(2),0.1 m/s,水平方向動量守恒,一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m200 g的氣體，氣體離開發(fā)動機時速度v1 000 m/s，設火箭質(zhì)量M300 kg，發(fā)動機每秒噴氣20次，求： (1)當?shù)?次氣體噴出后，火箭的速度多大？ (2)運動第1 s末，火箭的速度多大？,(1)設噴出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,(M3m)v