人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第 1.6 反冲现象火箭课件(共40张PPT)

(共40张PPT)
反冲运动 火箭
资料
资料
一、反冲
1．反冲运动：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动的现象。
注意：所谓的一部分物体，可以是喷射出的液体、气体，也可以是固体。
2．特点：如果一个静止的物体
系统总动量为0
内力一般较大，认为系统动量守恒。
两部分质量：m1和m2
两部分运动方向相反：v1和v2方向相反
即 0 =m1v1 + m2v2
负号表示反冲后的两部分运动方向相反
4．应用和防止：
农田、园林的灌溉装置
资料
反击式水轮机
资料
资料
歼20
资料
枪身抵在肩部
资料
自行火炮的止退犁
资料
资料
资料
二、火箭
资料
资料
古代的火箭
现代的火箭
资料
资料
东风15
巨浪2
火箭飞行的最大速度是由什么因素决定的？
以喷气前的火箭为参考系。喷气前火箭的动量是0，喷气后火箭的动量是mΔv，燃气的动量是Δmu。根据动量守恒定律，喷气后火箭和燃气的总动量仍然为0，所以
mΔv+ Δmu ＝0 解出Δv＝ -
设火箭飞行时在极短的时间Δt内喷射燃气的质量是Δm，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m。我们就可以计算火箭在这样一次喷气后增加的速度Δv。
提升火箭喷气的速度u
火箭的质量比：火箭起飞前的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比。火箭的质量比在10以内，否则火箭结构的强度就会有问题。
Δv＝ -
提升火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比
齐奥尔科夫斯基
多级火箭
长征三号乙运载
火箭飞行过程
资料
资料
资料
资料
资料
嫦娥系列卫星
北斗导航卫星
神州天宫系列
资料
资料
资料
新闻：天宫一号与神舟九号对接
资料
科幻电影《地心引力》
反冲运动 火箭
反冲运动
一个静止的物体在内力作用下分裂成两个部分，二者朝相反方向运动
遵循动量守恒定律
应用：反击式水轮机、喷气式飞机 、火箭等
防止：射击时用肩顶住枪身等
火箭
飞行的原理---利用反冲运动
如何提高火箭的飞行速度
质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为x的地面上，如图所示。若再次以相同力压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，
则B球的落地点距桌边 (　　)
挡板挡住A球时，弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能，有
挡板撤走后，相同的弹性势能转化为两个小球的总动能。由于两个小球质量相等，所以弹性势能被两球平分，有
由以上两式解得 ，再根据两次平抛的高度相等，导致平抛时间相等，求得 ，D正确
此题提示：
1.要准确判断相关情景是否属于反冲运动。
2.要注意能量守恒，以及能的转化关系。
3.反冲运动也会与其他运动形式相结合。
静止的小车放在水平玻璃上，小车上固定一个装着酒精的玻璃管（不计酒精质量），管口被橡皮塞塞住。加热玻璃管引爆酒精，将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动。已知小车的总质量（包括玻璃管和橡皮塞质量）是M=3kg，水平喷出的橡皮塞的质量是m=0.1kg。
（1）若橡皮塞喷出时获得水平速度v=2.9m/s，求小车的反冲速度。
（2）若橡皮塞喷出时的速度大小不变，方向与水平方向成60°角，小车的反冲速度又是如何？
解析：(1)小车和橡皮塞组成的系统水平方向不受外力，系统动量守恒，总动量为零。
此题提示：
1.要注意可能只涉及到某一方向动量守恒。
2.由于系统总动量为0，因此要注意两部分速度方向相反，对式子和结果中的正负号含义要理解。
火箭由静止向上起飞，火箭喷气发动机每次喷出m＝200g的气体，气体离开发动机喷出时的速度大小v＝1000m/s（以地面为参考系），火箭质量（包括燃料）M＝300kg，发动机每秒喷气20次。
(1)当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？
(2)运动第1s末，火箭的速度多大？
火箭由静止向上起飞，火箭喷气发动机每次喷出m＝200g的气体，气体离开发动机喷出时的速度大小v＝1000m/s（以地面为参考系），火箭质量（包括燃料）M＝300kg，发动机每秒喷气20次。
(1)当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？
(2)运动第1s末，火箭的速度多大？
此题提示：
1.即使系统所受外力的矢量和不为0，但是内力远大于外力，也可以近似认为动量守恒。
4.所有的速度都相对同一个参考系而言，一般以地面为参考系。
3.注意研究对象的质量，不要搞错。
2.选取合适的研究对象和研究过程，有时可以大幅简化问题。
在沙堆上有一木块,质量m1=5kg,木块上放一爆竹,质量m2=0.1kg。点燃爆竹后,木块陷入沙中深度为s=5cm,若沙对木块的平均阻力为58N,不计爆竹中火药的质量和空气阻力,g取10m/s2,求爆竹上升的最大高度。
解析：
爆竹爆炸时爆竹和木块组成的系统内力远大于外力,动量守恒,取向上为正方向,则0=m2v2-m1v1 ①
m2
m1
v2
v1
之后爆竹以速度v2做竖直上抛运动,由v22=2gh求得
上升的最大高度h=20m。

此题提示：
1.爆炸的系统内力非常大，即使系统所受外力矢量和不为0也可以忽略，遵循动量守恒定律。
2.爆炸的作用时间极短，不必考虑爆炸过程各部分物体的位移，即爆炸前后物体的位置不变。
3.爆炸中的炸药化学能转化为各部分机械能，所以系统的总动能增大。
如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m弹头部分以速度v沿v0的方向飞去，则弹尾部分的运动(　　)
A．一定沿v0的方向飞去
B．一定沿v0的反方向飞去
C．可能做自由落体运动
D．以上说法都不对
v0
v0
v0
Mv0=mv+（M-m）v，
v，
Mv0-mv
Mv0
v，
mv
v0
v0
F
F
弹头：v0与F同向，向前加速
弹尾： v0与F反向，依据F由小至大，
正向减速，仍正向
刚好正向减速为0
正向减速为0后，反向加速
v，可能
如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m弹头部分以速度v沿v0的方向飞去，则弹尾部分的运动(　C　)
A．一定沿v0的方向飞去
B．一定沿v0的反方向飞去
C．可能做自由落体运动
D．以上说法都不对
v0
此题提示：
1.行进中的爆炸反冲,动量守恒，但总动量不为0。
2.以地面为参考系，行进中的爆炸反冲之后，位于前进方向前部的物体，必然向前加速。位于前进方向后部的物体可能继续向前运动，但速度减小，也可能速度为0，还可能向原来的反方向运动。
作业：
1.完成教科书本节课后的问题与练习1-3题
2.观察和总结生活中的反冲运动，自己编写一道题目。