1.6 反沖現(xiàn)象 火箭 課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)-1

第六節(jié)

反沖現(xiàn)象

火箭一、做一做把氣球吹滿氣，然后松手，氣球會(huì)怎樣？v’vM-mmFF’一、做一做發(fā)射炮彈時(shí)，炮彈從炮筒中飛出，炮身向后運(yùn)動(dòng)。用槍射擊時(shí)，子彈向前飛去，槍身向后運(yùn)動(dòng)。你還能舉出哪些類似的例子？二、反沖運(yùn)動(dòng)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，一部分向某個(gè)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)象叫反沖。2.特點(diǎn)①物體間相互作用突然發(fā)生，時(shí)間短，作用強(qiáng)。②系統(tǒng)所受外力一般不為零，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)力。氣球是如何實(shí)現(xiàn)反沖的，在反沖運(yùn)動(dòng)中，能量如何轉(zhuǎn)化?v’vM-mmFF’二、反沖運(yùn)動(dòng)彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的總動(dòng)能增加。二、反沖運(yùn)動(dòng)由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的總動(dòng)能增加。3.規(guī)律（2）動(dòng)量角度:相互作用的內(nèi)力一般情況下遠(yuǎn)大于外力或在某一方向上內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以可以用動(dòng)量守恒定律或在某一方向上應(yīng)用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理。（3）能量角度:（1）動(dòng)力學(xué)角度:相互作用的兩部分物體內(nèi)力遠(yuǎn)大于作用在任意一部分其上他外力，可近似認(rèn)為任一一部分物體合外力近似等于內(nèi)力，由于內(nèi)力很大，任意部分加速很快。二、反沖運(yùn)動(dòng)4.反沖的應(yīng)用與防止你知道反沖運(yùn)動(dòng)在生產(chǎn)生活中和科學(xué)技術(shù)中有哪些應(yīng)用嗎？（1）灌溉噴水二、反沖運(yùn)動(dòng)（2）水上滑行4.反沖的應(yīng)用與防止二、反沖運(yùn)動(dòng)（3）噴氣飛機(jī)4.反沖的應(yīng)用與防止二、反沖運(yùn)動(dòng)4.反沖的應(yīng)用與防止你知道在生產(chǎn)生活中和科學(xué)技術(shù)中有哪些地方需要防止反沖帶來(lái)的危害嗎？

中國(guó)新型履帶式自行榴彈炮炮車的履帶表面有較深的突起抓地鉤型設(shè)計(jì)是為了增大摩擦力，止退犁和兩個(gè)液壓緩沖器，都是為了在火炮連射時(shí)起到“止退”的作用，提高命中精度而精心設(shè)計(jì)的。二、反沖運(yùn)動(dòng)4.反沖的應(yīng)用與防止用步槍射擊時(shí)要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響老舊式的炮車發(fā)射炮彈前需要先固定假設(shè)火箭在地球表面由靜止起飛時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)噴出燃?xì)獾馁|(zhì)量為△m，噴出的燃?xì)庀鄬?duì)噴氣前火箭的速度大小為u，噴出燃?xì)夂蠡鸺馁|(zhì)量為m,我們?cè)O(shè)法計(jì)算火箭在這樣一次噴氣后增加的速度△v？模型分析發(fā)射前的總動(dòng)量為：發(fā)射后的總動(dòng)量為：

系統(tǒng)由動(dòng)量守恒得：0mΔv-Δmu0=mΔv-Δmu

在火箭向后噴氣的極短時(shí)間內(nèi)，內(nèi)力>>外力，可近似認(rèn)為動(dòng)量守恒，設(shè)噴出燃?xì)夂蠡鸺黾拥乃俣葹棣，火箭的速度方向?yàn)檎较颍耗Ｐ头治靓m正方向Δv燃?xì)馑俣萿【問(wèn)題】衛(wèi)星發(fā)射最小速度為7.9km/s，如何能提升火箭的發(fā)射速度，解決衛(wèi)星發(fā)射問(wèn)題？1.現(xiàn)代的火箭噴氣速度通常在2000-5000m/s2.增加質(zhì)量比：Δm/m一般小于10，火箭強(qiáng)度有限多級(jí)火箭發(fā)射時(shí)，較大的第一級(jí)火箭燃燒結(jié)束后，便自動(dòng)脫落，接著第二級(jí)、第三級(jí)依次工作，燃燒結(jié)束后自動(dòng)脫落，這樣可以不斷地減小火箭殼體的質(zhì)量，減輕負(fù)擔(dān)．目前多級(jí)火箭一般都是三級(jí)火箭，因?yàn)槿?jí)火箭能達(dá)到目前發(fā)射人造衛(wèi)星的需求．而且級(jí)數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并難以控制。多級(jí)火箭二、火箭提高火箭速度的辦法有哪些？提高噴氣速度提高火箭的質(zhì)量比閱讀課文，了解中國(guó)火箭發(fā)展歷程和總結(jié)人類通過(guò)哪些途徑提高火箭質(zhì)量比和噴氣速度？二、火箭如何提高火箭燃?xì)獾膰娚渌俣?？【提示】要提高噴氣速度，就要使用高質(zhì)量的燃料，目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑。

如何提高火箭提高火箭質(zhì)量比？【提示】多級(jí)火箭能及時(shí)把空殼拋掉，使火箭的總質(zhì)量減少，因而能夠達(dá)到很高的速度，但火箭的級(jí)數(shù)不是越多越好，級(jí)數(shù)越多構(gòu)造越復(fù)雜，工作的可靠性越差，目前多級(jí)火箭一般都是三級(jí)。13第1級(jí)火箭第2級(jí)火箭第3級(jí)火箭有效負(fù)荷動(dòng)力系統(tǒng)制導(dǎo)與控制系統(tǒng)二、火箭

我國(guó)早在宋代就發(fā)明了火箭，在箭支上扎個(gè)火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點(diǎn)燃后生成的燃?xì)庖院艽蟮乃俣认蚝髧姵觯鸺捎诜礇_而向前運(yùn)動(dòng)。1.古代火箭二、火箭2.現(xiàn)代火箭結(jié)構(gòu)現(xiàn)代火箭較古代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵觯鸺拖蚯帮w去。

一個(gè)連同裝備總質(zhì)量為M＝100kg的宇航員，在距離飛船s＝45m處與飛船處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，他準(zhǔn)備對(duì)太空中的哈勃望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行維修，宇航員背著裝有質(zhì)量為m0＝0.5kg的氧氣貯氣筒，筒內(nèi)有一個(gè)可以使氧氣以v＝50m/s的速度噴出的噴嘴。宇航員在維修完畢哈勃望遠(yuǎn)鏡后，必須向著返回飛船方向的反方向釋放氧氣，才能回到飛船，同時(shí)又必須保留一部分氧氣供途中宇航員呼吸之用，宇航員的耗氧率為Q＝2.5×10－4kg/s，如果不考慮噴出氧氣對(duì)設(shè)備與宇航員總質(zhì)量的影響，則：(1)噴出多少氧氣，宇航員才能安全返回飛船？(2)為了使總耗氧量最低，應(yīng)該一次噴出多少氧氣？返回時(shí)間是多少？答案：(1)0.05kg～0.45kg

(2)0.15kg；600s課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂小結(jié)反沖運(yùn)動(dòng)火箭反沖運(yùn)動(dòng)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