物理选择性必修 第一册反冲现象火箭精品教学课件ppt

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高中物理选择性必修第一册
1.定义：当一个物体向某一方向射出(或抛出)它的一部分时，这个物体的剩余部分向相反方向运动的现象．
①物体间相互作用突然发生，时间短，作用强。
②系统所受外力一 般不为零，但远远小于内力。
3. 原 理：遵循动量守恒定律
【例题1】机关枪重8Kg，射出的子弹质量为20g，若子弹的出口速度为1000m/s，则机枪的后退速度vˊ是多大？
【解析】机枪和子弹这一系统动量守恒，取子弹的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：0=mv -Mvˊ vˊ = ( m / M ) v=[(0.02÷8) × 1000]m/s =2.5m/s
我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。
现代火箭主要由壳体和燃料组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。
思考：火箭最终获得速度由什么决定呢？
【例题2】火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃气的对地喷射速度为V0，燃料燃尽后火箭的速度V为多大？
【解析】在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。
设火箭的速度方向为正方向，
由动量守恒得：0= mV -（M-m)V0
决定火箭飞行最大速度的因素
动量守恒定律中的相对速度
v人地= v人车 + v车地
注意：上式为矢量式，规定正方向后务必带入相应正负号。
【例题2】如图所示，装甲车和其中炮弹的总质量为M，正沿轨道向右匀速行驶，其速度为v0，发射一枚质量为m的炮弹后，装甲车的速度变为v，仍向右行驶．若不计轨道的摩擦，求炮弹射出炮口时相对于炮口的速度是多少？(炮管是水平的)
【解析】设相对炮口速度为u,则对地速度为u+v.动量守恒：Mv0=(M-m)v+m(u+v)则u=M(v0-v)/m
【例题3】总质量为M的火箭以速度v0飞行，质量为m的燃料相对于火箭以速度u向后喷出，则火箭的速度大小为(　　)A．v0＋mu/M B．v0－mu/MC．v0＋(v0＋u) m/(M-m) D．v0＋mu/(M-m)
【解析】设向前为正方向。设火箭喷气瞬间的速度为v1，则燃料相对地速度为v1= -u＋v，喷射前后火箭、燃料系统动量守恒Mv0=（M-m)v＋m( -u＋v) 解得：v= v0＋mu/M
【参考答案】(1)1m/s (2)40N·s