高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册反冲现象火箭教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册反冲现象火箭教学课件ppt，共22页。
你知道章鱼、乌贼怎样游水吗？
它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体很快地运动。章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体向任意方向前进。
你认为火箭升空、章鱼游水时应用了什么物理原理吗？
一个静止的物体，在内力的作用下，
一部分向某个方向运动，
另一部分必然向相反的方向运动。
问题探究1：（1）气球是如何实现反冲的？（2）在反冲运动中，能量如何转化?
（1）不同部分在内力作用下向相反方向运动
（2）内力远大于外力，动量守恒
（3）其它形式的能转化为动能，动能增加
作用前：p = 0 作用后: p' = mv + Mv'
即 mv + Mv' = 0 故有：v' = − ( m/M )v负号表示作用后的两部分运动方向相反
例1：一桶水且静止在水平地面上,如图所示,桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门,分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)。要使小车向前运动,可采用的方法是(　　)。A.打开阀门S1B.打开阀门S2C.打开阀门S3D.打开阀门S4
4.反冲运动的应用和防止
章鱼乌贼游泳；农田、园林的喷灌装置；喷气式飞机；火箭；
用枪射击时，由于枪声的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身底在肩部以减少反冲的影响；大炮止退犁；
问题：气球为什么会沿气嘴相反方向运动？
气体喷出是 因为球壁对球内气体有作用力的冲量，使气体的动量增加，气体对球壁的反作用力冲量使气球的动量也增加。
(1)、用动量定理分析：
(2)、用动量守恒定律分析：
做一做：把一个气球吹起来，用手握住气球的吹气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。
例2：一静止的质量为M的气球和气体，以对地速度v放出质量m的气体，研究剩余部分和气球相对于地的速度。
设v方向为正方向，根据动量守恒定律
（1）定义：现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器,是反冲运动的典型应用之一。
（2）现代火箭的主要用途利用火箭作为运载工具,例如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船。
（3）构造：主要由壳体和燃料两大部分组成。
（4）规律：反冲，动量守恒定律
燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比决定
例3、设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速率为v. 求燃料燃尽后火箭的飞行速度为v′．
解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。取火箭的速度方向为正方向
喷气速度越大,质量比越大,火箭最终速度就越大。火箭向前飞行所能达到的最大速度,一般来说就是燃料燃尽时火箭的速度。
（5）最大飞行速度的决定因素： A、喷气速度 B、质量比(火箭开始飞行时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)
说明：喷气速度越大,质量比越大,火箭最终速度就越大。火箭向前飞行所能达到的最大速度,一般来说就是燃料燃尽时火箭的速度。
（6）.用多级火箭发射卫星获得所需速度
多级火箭是由单级火箭构成，发射时先点燃第一级火箭，燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭脱落，多级火箭及时把外壳脱落，使火箭的总质量减少，因而达到更高的速度。 但并非火箭级数越多就越好，级数越多结构越复杂，技术要求越高，工作可靠性越差，目前多级火箭一般是三级火箭。
[典例4]　一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体喷出时的速度v＝1 000 m/s，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次。(1)当第三次气体喷出后，火箭的速度为多大？(2)运动第1 s末，火箭的速度为多大？
1．定义：静止或运动的物体分离出一部分物体 ，使另一部分向相反方向运动的现象叫反冲运动。
2．反冲运动中一般遵循动量守恒定律
应用：反击式水轮机、喷气式飞机 、火箭等
防止：射击时，用肩顶住枪身
1．飞行的原理---利用反冲运动
2．决定火箭最终飞行速度的因素
两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零，则动量守恒。
特点：动量守恒：任一时刻两物体的速度（位移）大小之比等于质量反比
特点：人走船行、人停船停、人快船快、人慢船慢；