第一章

動量守恒定律第六節(jié)

反沖運(yùn)動

火箭高一年級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靜止的物體如果在內(nèi)力的作用下短時間內(nèi)分裂為兩個部分，一部分向某一方向運(yùn)動另一部分必然向相反的方向運(yùn)動。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)動狀態(tài)發(fā)生改變，向相反方向運(yùn)動思考：開炮時，炮身為什么會向后運(yùn)動？新知探索1、上述運(yùn)動“內(nèi)力”具有什么樣的特點(diǎn)內(nèi)力特別大時間極短2、你能從沖量和動量的角度分析這類運(yùn)動嗎？內(nèi)力?外力時間極短系統(tǒng)動量守恒一、反沖運(yùn)動發(fā)射炮彈時，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，可用動量守恒定律來解答，射擊前，炮彈靜止炮筒中，他們的總動量為0，炮彈射出后以很大的速度向前運(yùn)動，根據(jù)動量守恒定律，炮身必將向后退，炮身的這種后退運(yùn)動叫做反沖。思考：炮身后退時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：一個靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩個部分，一部分向某一方向運(yùn)動另一部分必然向相反的方向運(yùn)動。這個現(xiàn)象叫做反沖。2.特點(diǎn)：（1）內(nèi)力作用下（2）一個物體分為兩個部分（3）兩部分運(yùn)動方向相反（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。則在全過程中動量守恒（或單方向動量守恒）；內(nèi)力遠(yuǎn)大于合外力。一、反沖3、原理：動量守恒(1)反沖現(xiàn)象中一般內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，系統(tǒng)動量守恒且系統(tǒng)總動量為零．

作用前：P=0

作用后:P'=mv+Mv'mv+Mv'=0

故有：v'=-(m/M)v負(fù)號就表示作用后的兩部分運(yùn)動方向相反(2)反沖運(yùn)動中，有其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，系統(tǒng)的總動能增加．一、反沖4、反沖的應(yīng)用及防止噴灌裝置的自動旋轉(zhuǎn)吹足氣的氣球由靜止釋放氣體后帶動小車運(yùn)動（1）應(yīng)用一、反沖（2）防止用步槍射擊時要把槍身抵在肩部，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，在極短時間△t內(nèi)噴射出的燃?xì)赓|(zhì)量為△m，燃?xì)庀鄬姎馇盎鸺乃俣葹関，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)射前的總動量為0；發(fā)射后的總動量為mV

+（M-m)(-V0)由動量守恒得：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：火箭開始飛行時的質(zhì)量與燃料燃盡時的質(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)火箭每次在極短時間△t內(nèi)噴射出的燃?xì)獾馁|(zhì)量為△m燃?xì)鈱姎馇盎鸺乃俣葹閡則燃?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、火箭多級火箭多級火箭有多個單級火箭組成，發(fā)射時先點(diǎn)燃第一級火箭，燃料用盡后空殼自動脫落，然后下一級火箭開始工作級數(shù)越多越好嗎？級數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，技術(shù)要求越高，工作時可靠性較差，目前火箭一般是三級火箭50年前我國成功發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星，只有“微小”的0.178噸50年后，一代代中國運(yùn)載火箭載著北斗、風(fēng)云、高分、鵲橋、尖兵實(shí)踐、長空、烽火、海洋、神通探測、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課件3、中國航天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)動的物體分離出一部分物體，使另一部分向相反方向運(yùn)動的現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動。2．特點(diǎn)：遵循動量守恒定