人教版高中物理选择性必修第一册 1.6 反冲现象 火箭 课件（36张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选择性必修第一册 1.6 反冲现象 火箭 课件（36张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 12.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-23 06:08:47 | ||
图片预览
文档简介
(共36张PPT)
第6节 反冲现象 火箭
力学角度：
动量角度：
当向前喷气的时候，为什么小车会往后运动？
气球里面的气体向左喷出，装置给被喷出的气体一个往左的力，根据牛顿第三定律，被喷出的气体会给小车一个向右的作用力。
小实验
小车一开始是静止的，初动量为0。运动中如果属于内力远大于外力的情况，运动过程动量守恒，所以气体向前喷出时，小车必然往后运动。
CONTENTS
04
目录
03
01
02
反 冲 现 象
反冲的应用与防止
火 箭
人 船 模 型
反冲现象 火箭
01
反冲现象
熟悉反冲的定义，了解生活中与反冲有关的例子，并结合动量的知识进行分析解释。
1.定义：根据动量守恒定律，一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一方向运动另一部分必然向相反的方向运动，这个现象叫做反冲现象。
文化导向定位
反冲现象
2.特点：（1）不同部分在内力作用下，向相反方向运动；
（2）内力远大于外力，动量守恒
（3）其它能量转化为动能，动能增加
02
反冲的应用与防止
学会从动量和反冲的角度解释生活中的一些现象，知道如何利用和防止反冲的作用。
反冲现象 火箭
灌溉喷水器是利用反冲原理设计的一种自动灌溉装置，转动方向与水的喷射方向相反,水的前进导致管的后退，弯管就旋转起来。
灌溉喷水器
反冲的应用
2017年5月5日，中国第一架国产大型喷气式客机C919顺利完成它的首次飞行。C919是商飞公司按照国际标准研发、制造的大型喷气式民用飞机，最多可以乘坐190人（C919得名的原因之一）。
喷气式飞机
反冲的应用
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
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
反冲的防止
下列属于反冲现象的是（ ）
A．乒乓球碰到墙壁后弹回
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
C．用力向后蹬地，人向前运动
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动
课堂练习1
解：
A．乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁的作用力，不是反冲。
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退，子弹与枪身是系统中的两部分，属于反冲现象。
C．用力向后蹬地，人向前运动，是人脚与外部地面的作用，不属于反冲。
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动，章鱼向某个方向喷水时，章鱼受到沿喷水方向相反的作用力，向喷水的反方向运动，二者相互作用力是系统内力，是反冲现象。
BD
03
火 箭
从动量守恒的角度分析火箭发射的原理，掌握影响火箭速度的两大因素，注意变质量问题和相对速度。
反冲现象 火箭
假设火箭在地球表面由静止起飞时，在极短的时间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
【问题】卫星发射最小速度为7.9km/s，为如何能提升火箭的发射速度，解决卫星发射问题？
1.现代的火箭喷气速度通常在2000-5000m/s
2.增加质量比：
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
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。
水火箭
某实验小组发射自制水火箭，火箭外壳重2kg，发射瞬间将壳内质量为4kg的水相对地面以10m/s的速度瞬间喷出，已知重力加速度g=10m/s2，空气阻力忽略不计，火箭能够上升的最大高度为多少？
课堂练习2
解：由动量守恒：
解得：
火箭上升的高度为：
mv1=Mv2
v2=20m/s
h=v22/2g=20m
一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，则喷出气体的质量m为多少？
课堂练习3
解：规定航天器的速度方向为正方向，发动机喷气过程中系统动量守恒，故由动量守恒定律可得：
解得：
Mv0=(M－m)v2－mv1
易错① 质量变化
易错② 方向问题
两位同学在公园里划船,当小船离码头大约1.5 m左右时,有一位同学心想:自己在体育课上立定跳远的成绩从未低过2 m,跳到岸上绝对没有问题,于是她纵身一跃,结果却掉在水里,她为什么不能如她想的那样跳上岸呢 (不计水的阻力)
情境探究
04
人船模型
掌握人船模型的分析思路，学会灵活运用人船模型的结论解决一些具体的问题。
反冲现象 火箭
如图，长为l ,质量为M的船停在静水中，一个质量为m的人（可视为质点）从静止开始从船头走向船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各是多少？
v1
v2
x1
x2
①人动船动，人静船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；
②速度比等于质量的反比，
位移比等于质量的反比；
人船模型
人船模型
载人的气球原来静止在离地面高为 h 的空中，气球质量为 M，质量为 m 的人要沿气球上的绳梯安全着地，如图所示，则绳梯长度至少为多长？
课堂练习4
解：以人和气球为系统，在人沿绳梯着地的过程中动量守恒，有：
mh = Ms（s 为气球上升的位移）
解得：
所以绳梯的总长度为：
竖直方向动量守恒
一个质量为Ｍ，底边长为b的三角形劈静止于光滑水平面上，有一个质量为m的小球由斜面顶部无初速度滑到底部时，斜劈移动的距离是多少？
课堂练习5
解：小球和斜劈系统水平方向动量守恒，设斜劈移动x，则
解得：
M
m
Mx = m(b-x)
水平方向动量守恒
如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为M，杆顶系一长为 l 的轻绳，绳另一端系一质量为m的小球，绳被水平拉直处于静止状态，小球处于最右端。将小球由静止释放，重力加速度为g，求小球摆到最低点时小车向右移动的距离。
课堂练习6
解：当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为s1，小车向右移动的距离为s2，根据动量守恒有：
ms1=Ms2，s1＋s2=l
解得：
水平方向动量守恒
v1
v2
x1
x2
①人动船动，人静船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；
②速度比等于质量的反比，
位移比等于质量的反比；
人船模型
水平方向人船模型
竖直方向人船模型
斜面方向人船模型
单摆运动人船模型
思维导图
再见
第6节 反冲现象 火箭
力学角度：
动量角度：
当向前喷气的时候，为什么小车会往后运动？
气球里面的气体向左喷出，装置给被喷出的气体一个往左的力，根据牛顿第三定律，被喷出的气体会给小车一个向右的作用力。
小实验
小车一开始是静止的，初动量为0。运动中如果属于内力远大于外力的情况，运动过程动量守恒，所以气体向前喷出时，小车必然往后运动。
CONTENTS
04
目录
03
01
02
反 冲 现 象
反冲的应用与防止
火 箭
人 船 模 型
反冲现象 火箭
01
反冲现象
熟悉反冲的定义，了解生活中与反冲有关的例子，并结合动量的知识进行分析解释。
1.定义：根据动量守恒定律，一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一方向运动另一部分必然向相反的方向运动，这个现象叫做反冲现象。
文化导向定位
反冲现象
2.特点：（1）不同部分在内力作用下，向相反方向运动；
（2）内力远大于外力，动量守恒
（3）其它能量转化为动能，动能增加
02
反冲的应用与防止
学会从动量和反冲的角度解释生活中的一些现象，知道如何利用和防止反冲的作用。
反冲现象 火箭
灌溉喷水器是利用反冲原理设计的一种自动灌溉装置，转动方向与水的喷射方向相反,水的前进导致管的后退，弯管就旋转起来。
灌溉喷水器
反冲的应用
2017年5月5日，中国第一架国产大型喷气式客机C919顺利完成它的首次飞行。C919是商飞公司按照国际标准研发、制造的大型喷气式民用飞机，最多可以乘坐190人（C919得名的原因之一）。
喷气式飞机
反冲的应用
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
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
反冲的防止
下列属于反冲现象的是（ ）
A．乒乓球碰到墙壁后弹回
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退
C．用力向后蹬地，人向前运动
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动
课堂练习1
解：
A．乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁的作用力，不是反冲。
B．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退，子弹与枪身是系统中的两部分，属于反冲现象。
C．用力向后蹬地，人向前运动，是人脚与外部地面的作用，不属于反冲。
D．章鱼向某个方向喷出水，身体向相反的方向运动，章鱼向某个方向喷水时，章鱼受到沿喷水方向相反的作用力，向喷水的反方向运动，二者相互作用力是系统内力，是反冲现象。
BD
03
火 箭
从动量守恒的角度分析火箭发射的原理，掌握影响火箭速度的两大因素，注意变质量问题和相对速度。
反冲现象 火箭
假设火箭在地球表面由静止起飞时，在极短的时间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
【问题】卫星发射最小速度为7.9km/s，为如何能提升火箭的发射速度，解决卫星发射问题？
1.现代的火箭喷气速度通常在2000-5000m/s
2.增加质量比：
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
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。
水火箭
某实验小组发射自制水火箭，火箭外壳重2kg，发射瞬间将壳内质量为4kg的水相对地面以10m/s的速度瞬间喷出，已知重力加速度g=10m/s2，空气阻力忽略不计，火箭能够上升的最大高度为多少？
课堂练习2
解：由动量守恒：
解得：
火箭上升的高度为：
mv1=Mv2
v2=20m/s
h=v22/2g=20m
一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小为v2，则喷出气体的质量m为多少？
课堂练习3
解：规定航天器的速度方向为正方向，发动机喷气过程中系统动量守恒，故由动量守恒定律可得：
解得：
Mv0=(M－m)v2－mv1
易错① 质量变化
易错② 方向问题
两位同学在公园里划船,当小船离码头大约1.5 m左右时,有一位同学心想:自己在体育课上立定跳远的成绩从未低过2 m,跳到岸上绝对没有问题,于是她纵身一跃,结果却掉在水里,她为什么不能如她想的那样跳上岸呢 (不计水的阻力)
情境探究
04
人船模型
掌握人船模型的分析思路，学会灵活运用人船模型的结论解决一些具体的问题。
反冲现象 火箭
如图，长为l ,质量为M的船停在静水中，一个质量为m的人（可视为质点）从静止开始从船头走向船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各是多少？
v1
v2
x1
x2
①人动船动，人静船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；
②速度比等于质量的反比，
位移比等于质量的反比；
人船模型
人船模型
载人的气球原来静止在离地面高为 h 的空中，气球质量为 M，质量为 m 的人要沿气球上的绳梯安全着地，如图所示，则绳梯长度至少为多长？
课堂练习4
解：以人和气球为系统，在人沿绳梯着地的过程中动量守恒，有：
mh = Ms（s 为气球上升的位移）
解得：
所以绳梯的总长度为：
竖直方向动量守恒
一个质量为Ｍ，底边长为b的三角形劈静止于光滑水平面上，有一个质量为m的小球由斜面顶部无初速度滑到底部时，斜劈移动的距离是多少？
课堂练习5
解：小球和斜劈系统水平方向动量守恒，设斜劈移动x，则
解得：
M
m
Mx = m(b-x)
水平方向动量守恒
如图所示，在光滑水平面上有一小车，小车上固定一竖直杆，总质量为M，杆顶系一长为 l 的轻绳，绳另一端系一质量为m的小球，绳被水平拉直处于静止状态，小球处于最右端。将小球由静止释放，重力加速度为g，求小球摆到最低点时小车向右移动的距离。
课堂练习6
解：当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为s1，小车向右移动的距离为s2，根据动量守恒有：
ms1=Ms2，s1＋s2=l
解得：
水平方向动量守恒
v1
v2
x1
x2
①人动船动，人静船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；
②速度比等于质量的反比，
位移比等于质量的反比；
人船模型
水平方向人船模型
竖直方向人船模型
斜面方向人船模型
单摆运动人船模型
思维导图
再见