【課件】+反沖現(xiàn)象+火箭+課件-2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

第一章

動(dòng)量守恒定律第六節(jié)

反沖運(yùn)動(dòng)

火箭高一年級(jí)物理備課組情景思考問題一：火箭是如何起飛的，它的原理又是什么呢？情景思考任務(wù)一、觀察、描述、分析兩種運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)水向下噴出火箭向上飛子彈向前飛出人和槍械向后退去新知探索一個(gè)靜止的物體如果在內(nèi)力的作用下短時(shí)間內(nèi)分裂為兩個(gè)部分，一部分向某一方向運(yùn)動(dòng)另一部分必然向相反的方向運(yùn)動(dòng)。探究結(jié)論：新知探索裝甲車發(fā)射炮彈新知探索炮身在高壓氣體作用下，受到反向的內(nèi)力，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，向相反方向運(yùn)動(dòng)思考：開炮時(shí)，炮身為什么會(huì)向后運(yùn)動(dòng)？新知探索1、上述運(yùn)動(dòng)“內(nèi)力”具有什么樣的特點(diǎn)內(nèi)力特別大時(shí)間極短2、你能從沖量和動(dòng)量的角度分析這類運(yùn)動(dòng)嗎？?jī)?nèi)力?外力時(shí)間極短系統(tǒng)動(dòng)量守恒一、反沖運(yùn)動(dòng)發(fā)射炮彈時(shí)，炮彈從炮筒中飛出，炮身向后退，這種情況由于系統(tǒng)內(nèi)力很大，外力可以忽略，可用動(dòng)量守恒定律來解答，射擊前，炮彈靜止炮筒中，他們的總動(dòng)量為0，炮彈射出后以很大的速度向前運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，炮身必將向后退，炮身的這種后退運(yùn)動(dòng)叫做反沖。思考：炮身后退時(shí)候的速度與哪些因素有關(guān)？一、反沖理論探究影響反沖速度的因素原來靜止在水平地面上的小車系統(tǒng)以速度v2短時(shí)間內(nèi)噴出質(zhì)量為m2的氣體，剩余質(zhì)量m1的小車獲得的反沖速度v1與哪些因素有關(guān)？小組討論，進(jìn)行問題探究結(jié)論：v1的大小與m1、m2、v2均有關(guān)系1、定義：一個(gè)靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩個(gè)部分，一部分向某一方向運(yùn)動(dòng)另一部分必然向相反的方向運(yùn)動(dòng)。這個(gè)現(xiàn)象叫做反沖。2.特點(diǎn)：（1）內(nèi)力作用下（2）一個(gè)物體分為兩個(gè)部分（3）兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反（4）系統(tǒng)所受合外力為零或在某一方向上所受合外力為零。則在全過程中動(dòng)量守恒（或單方向動(dòng)量守恒）；內(nèi)力遠(yuǎn)大于合外力。一、反沖3、原理：動(dòng)量守恒(1)反沖現(xiàn)象中一般內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動(dòng)量守恒且系統(tǒng)總動(dòng)量為零．

作用前：P=0

作用后:P'=mv+Mv'mv+Mv'=0

故有：v'=-(m/M)v負(fù)號(hào)就表示作用后的兩部分運(yùn)動(dòng)方向相反(2)反沖運(yùn)動(dòng)中，有其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，系統(tǒng)的總動(dòng)能增加．一、反沖4、反沖的應(yīng)用及防止噴灌裝置的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)吹足氣的氣球由靜止釋放氣體后帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)（1）應(yīng)用一、反沖（2）防止用步槍射擊時(shí)要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響一、反沖二、火箭古代火箭現(xiàn)代火箭二、火箭思考：火箭所獲得的速度與那些因素有關(guān)？問題：設(shè)火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M，在極短時(shí)間△t內(nèi)噴射出的燃?xì)赓|(zhì)量為△m，燃?xì)庀鄬?duì)噴氣前火箭的速度為v，一次噴氣后火箭增加的速度△v為多大？以噴氣前火箭為參考系，一火箭及其燃料為系統(tǒng)，則:發(fā)射前的總動(dòng)量為0；發(fā)射后的總動(dòng)量為mV

+（M-m)(-V0)由動(dòng)量守恒得：0=mV-（M-m)V0

結(jié)論：決定火箭最大飛行速度的因素：噴氣速度質(zhì)量比即：火箭開始飛行時(shí)的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量之比。二、火箭思考：以同樣的方式，第二次噴氣過程火箭增加的速度呢？二、火箭拓展問題：設(shè)火箭每次在極短時(shí)間△t內(nèi)噴射出的燃?xì)獾馁|(zhì)量為△m燃?xì)鈱?duì)噴氣前火箭的速度為u則燃?xì)鈬姳M后火箭增加的速度△v為多大？二、火箭理論證明：在不考慮重力和空氣阻力的情況下，單級(jí)火箭的最終速度與噴氣的速度u，噴氣前火箭的質(zhì)量M和燃料燃盡后火箭的質(zhì)量m的比值有關(guān)噴氣的速度（u）：目前常用的燃料是液氫，用液氧做氧化劑，相對(duì)火箭的噴氣速度在2000m/s到3000m/s之間，很難再有提升。質(zhì)量比（M/m）:一般在10以下問題：考慮重力和空氣阻力的情況下，單級(jí)火箭達(dá)不到發(fā)射衛(wèi)星所需要的最小速度7.9km/s，那該怎么辦呢？二、火箭多級(jí)火箭多級(jí)火箭有多個(gè)單級(jí)火箭組成，發(fā)射時(shí)先點(diǎn)燃第一級(jí)火箭，燃料用盡后空殼自動(dòng)脫落，然后下一級(jí)火箭開始工作級(jí)數(shù)越多越好嗎？級(jí)數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，技術(shù)要求越高，工作時(shí)可靠性較差，目前火箭一般是三級(jí)火箭50年前我國(guó)成功發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星，只有“微小”的0.178噸50年后，一代代中國(guó)運(yùn)載火箭載著北斗、風(fēng)云、高分、鵲橋、尖兵實(shí)踐、長(zhǎng)空、烽火、海洋、神通探測(cè)、前哨、資源、鑫諾、天鏈中星、天拓、天繪、珞珈、云海載著神舟、天舟、嫦娥、天宮一次次擺脫地心引力奔向星辰大海1.6反沖現(xiàn)象火箭—2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊(cè)課件1.6反沖現(xiàn)象火箭—2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊(cè)課件3、中國(guó)航天50年二、火箭反沖現(xiàn)象火箭反沖現(xiàn)象火箭1．定義：靜止或運(yùn)動(dòng)的物體分離出一部分物體，使另一部分向相反方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動(dòng)。2．特點(diǎn)：遵循動(dòng)量守恒定