物理人教版（2019）选择性必修第一册1.6反冲现象火箭（共38张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册1.6反冲现象火箭（共38张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 8.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-26 19:54:58 | ||
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文档简介
(共38张PPT)
思考：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。
你认为章鱼游水时应用了什么物理原理吗？如何解释呢？
新课引入
反冲
新课引入
章鱼静止在水里，运动内力远大于外力，动量守恒，
水往左运动，章鱼往右运动。
力学角度：
水往左喷出，章鱼给水往左的力，再由牛顿第三定律，水给章鱼往右的力。
动量角度：
第一章 动量守恒定律
1.6 反冲现象 火箭
反冲现象
1.反冲现象:系统在内力作用下，当一部分向某一方向的运动时，剩余部分沿相反方向运动的现象。
发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。炮身的这种后退运动叫作反冲。
（1）物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。
（2）反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为变力，且作用力大，一般都满足内力>>外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理。
（3）反冲中，由于有其他形式的能转化为动能，所以系统的总动能增加。
2.特点
反冲现象
把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。
现象：通过实验发现，气球口朝下，气球往上飞，气球口朝上，气球往下飞。
反冲现象
思考：如何解释刚才的现象呢？
气球向一个方向喷气时，就会受到一个相反方向的力，而向相反方向运动，这是反冲现象。
思考：气球喷气会受到一个相反方向力的作用向相反方向运动，如果喷出的不是气，而是液体像水，会怎样呢？
反冲现象
把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。
如图所示，把弯管装在可旋转的盛水容器的下部。当水从弯管流出时，容器怎样旋转？
现象：盛水容器转动的方向刚好和水喷出的方向相反。
归纳：反冲的力的方向和物体喷出气体和液体的方向相反。
反冲现象
海上冲水
反冲的应用
海上冲水是利用反冲原理设计的一种游玩项目。
中国新型履带式自行榴弹炮炮车的履带表面有较深的突起抓地钩型设计是为了增大摩擦力，止退犁和两个液压缓冲器，都是为了在火炮连射时起到“止退”的作用，提高命中精度而精心设计的。
大炮止退犁
反冲的防止
反冲的防止
步枪射击
射击时，子弹向前飞去，由于动量守恒，枪身获得向后的动量，发生反冲现象，因此肩膀会感到痛。
步枪射击
7月24日，东京奥运会女子10米气步枪决赛上，中国“00”后小将、来自清华大学的杨倩一举夺冠，拿下东京奥运会首金。
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。
古代的火箭
火箭
古代的火箭（模型）
现代火箭较古代火箭结构复杂得多，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。
现代的火箭
火箭
思考：
火箭获得速度由什么决定呢？
反冲
速度
火箭
思考与讨论：质量为 m 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。
这个人手中拿着一个质量为 m 的小物体。现在他以相对于飞船为 u 的速度把小物体抛出。
1. 小物体的动量改变量是多少？
2. 人的动量改变量是多少？
3. 人的速度改变量是多少？
火箭
思考与讨论：质量为 m 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。
这个人手中拿着一个质量为 m 的小物体。现在他以相对于飞船为 u 的速度把小物体抛出。
1. 小物体的动量改变量是多少？
2. 人的动量改变量是多少？
3. 人的速度改变量是多少？
火箭
u
Δm
v
m
假设火箭在地球表面由静止起飞时，在极短的时间△t内喷出燃气的质量为△m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度大小为u，喷出燃气后火箭的质量为m,我们设法计算火箭在这样一次喷气后增加的速度 △v？
模型分析
发射前的总动量为：
发射后的总动量为：
系统由动量守恒得：
0
mΔv -Δmu
0= mΔv -Δmu
在火箭向后喷气的极短时间内，内力>>外力，可近似认为动量守恒，设喷出燃气后火箭增加的速度为Δv，火箭的速度方向为正方向：
模型分析
Δm
m
正方向
燃气速度u
影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢？
1.燃气喷射的速度
2.火箭的质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。
火箭
【问题】卫星发射最小速度为7.9km/s，如何能提升火箭的发射速度，解决卫星发射问题？
现代的火箭喷气速度通常在2000-5000m/s
质量比：
Δm/m一般小于10，火箭强度有限
多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担．目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求．而且级数越多，结构越复杂，并难以控制。
多级火箭
日本-M系列
美国-大力神号
俄罗斯—能源号
欧洲—阿丽亚娜
长征系列
中国
火箭
发射人造地球卫星
运送载人飞船
火箭能为我们做些什么呢？
运载空间站
运载探测器
火箭
中国航天史
钱学森
（1911.12.11－2009.10.31）
钱学森（1911.12.11－2009.10.31），汉族，吴越王钱镠第33世孙，生于上海，祖籍浙江省杭州市临安。世界著名科学家，空气动力学家，中国载人航天奠基人，中国科学院及中国工程院院士，中国两弹一星功勋奖章获得者，被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”“中国自动化控制之父”和“火箭之王”，由于钱学森回国效力，中国导弹、原子弹的发射向前推进了至少20年。
中国航天史
中国航天史
东方红一号卫星，是中国发射的第一颗人造地球卫星，由以钱学森为首任院长的中国空间技术研究院自行研制，于1970年4月24日21时35分发射。该卫星发射成功标志着中国成为继苏联、美国、法国、日本之后世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家。
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
2021年6月17日15时54分，神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体，整个交会对接过程历时约6.5小时。
2021年6月17日9时22分，神舟十二号载人飞船搭载长征2F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，随后，神舟十二号载人飞船成功进入预定轨道，并完成太阳翼展开，发射任务取得圆满成功。
小结
思考：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。
你认为章鱼游水时应用了什么物理原理吗？如何解释呢？
新课引入
反冲
新课引入
章鱼静止在水里，运动内力远大于外力，动量守恒，
水往左运动，章鱼往右运动。
力学角度：
水往左喷出，章鱼给水往左的力，再由牛顿第三定律，水给章鱼往右的力。
动量角度：
第一章 动量守恒定律
1.6 反冲现象 火箭
反冲现象
1.反冲现象:系统在内力作用下，当一部分向某一方向的运动时，剩余部分沿相反方向运动的现象。
发射炮弹时，炮弹从炮筒中飞出，炮身则向后退。炮身的这种后退运动叫作反冲。
（1）物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。
（2）反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为变力，且作用力大，一般都满足内力>>外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理。
（3）反冲中，由于有其他形式的能转化为动能，所以系统的总动能增加。
2.特点
反冲现象
把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。
现象：通过实验发现，气球口朝下，气球往上飞，气球口朝上，气球往下飞。
反冲现象
思考：如何解释刚才的现象呢？
气球向一个方向喷气时，就会受到一个相反方向的力，而向相反方向运动，这是反冲现象。
思考：气球喷气会受到一个相反方向力的作用向相反方向运动，如果喷出的不是气，而是液体像水，会怎样呢？
反冲现象
把一个气球吹起来，用手捏住气球的通气口，然后突然放开，让气体喷出，观察气球的运动。
如图所示，把弯管装在可旋转的盛水容器的下部。当水从弯管流出时，容器怎样旋转？
现象：盛水容器转动的方向刚好和水喷出的方向相反。
归纳：反冲的力的方向和物体喷出气体和液体的方向相反。
反冲现象
海上冲水
反冲的应用
海上冲水是利用反冲原理设计的一种游玩项目。
中国新型履带式自行榴弹炮炮车的履带表面有较深的突起抓地钩型设计是为了增大摩擦力，止退犁和两个液压缓冲器，都是为了在火炮连射时起到“止退”的作用，提高命中精度而精心设计的。
大炮止退犁
反冲的防止
反冲的防止
步枪射击
射击时，子弹向前飞去，由于动量守恒，枪身获得向后的动量，发生反冲现象，因此肩膀会感到痛。
步枪射击
7月24日，东京奥运会女子10米气步枪决赛上，中国“00”后小将、来自清华大学的杨倩一举夺冠，拿下东京奥运会首金。
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。
古代的火箭
火箭
古代的火箭（模型）
现代火箭较古代火箭结构复杂得多，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。
现代的火箭
火箭
思考：
火箭获得速度由什么决定呢？
反冲
速度
火箭
思考与讨论：质量为 m 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。
这个人手中拿着一个质量为 m 的小物体。现在他以相对于飞船为 u 的速度把小物体抛出。
1. 小物体的动量改变量是多少？
2. 人的动量改变量是多少？
3. 人的速度改变量是多少？
火箭
思考与讨论：质量为 m 的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。
这个人手中拿着一个质量为 m 的小物体。现在他以相对于飞船为 u 的速度把小物体抛出。
1. 小物体的动量改变量是多少？
2. 人的动量改变量是多少？
3. 人的速度改变量是多少？
火箭
u
Δm
v
m
假设火箭在地球表面由静止起飞时，在极短的时间△t内喷出燃气的质量为△m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度大小为u，喷出燃气后火箭的质量为m,我们设法计算火箭在这样一次喷气后增加的速度 △v？
模型分析
发射前的总动量为：
发射后的总动量为：
系统由动量守恒得：
0
mΔv -Δmu
0= mΔv -Δmu
在火箭向后喷气的极短时间内，内力>>外力，可近似认为动量守恒，设喷出燃气后火箭增加的速度为Δv，火箭的速度方向为正方向：
模型分析
Δm
m
正方向
燃气速度u
影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢？
1.燃气喷射的速度
2.火箭的质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。
火箭
【问题】卫星发射最小速度为7.9km/s，如何能提升火箭的发射速度，解决卫星发射问题？
现代的火箭喷气速度通常在2000-5000m/s
质量比：
Δm/m一般小于10，火箭强度有限
多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担．目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求．而且级数越多，结构越复杂，并难以控制。
多级火箭
日本-M系列
美国-大力神号
俄罗斯—能源号
欧洲—阿丽亚娜
长征系列
中国
火箭
发射人造地球卫星
运送载人飞船
火箭能为我们做些什么呢？
运载空间站
运载探测器
火箭
中国航天史
钱学森
（1911.12.11－2009.10.31）
钱学森（1911.12.11－2009.10.31），汉族，吴越王钱镠第33世孙，生于上海，祖籍浙江省杭州市临安。世界著名科学家，空气动力学家，中国载人航天奠基人，中国科学院及中国工程院院士，中国两弹一星功勋奖章获得者，被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”“中国自动化控制之父”和“火箭之王”，由于钱学森回国效力，中国导弹、原子弹的发射向前推进了至少20年。
中国航天史
中国航天史
东方红一号卫星，是中国发射的第一颗人造地球卫星，由以钱学森为首任院长的中国空间技术研究院自行研制，于1970年4月24日21时35分发射。该卫星发射成功标志着中国成为继苏联、美国、法国、日本之后世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家。
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
中国航天史
2021年6月17日15时54分，神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体，整个交会对接过程历时约6.5小时。
2021年6月17日9时22分，神舟十二号载人飞船搭载长征2F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，随后，神舟十二号载人飞船成功进入预定轨道，并完成太阳翼展开，发射任务取得圆满成功。
小结