第04节 反冲运动:20张PPT

(共20张PPT)
第一章
碰撞与动量守恒
第4节
反冲运动
粤教版选修3-5
实
验
：
把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？
一个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
一、反冲
1、定义：
2、要
点：
b.
一个物体分为两个部分
3、物理原理：
内力作用下
遵循动量守恒定律
c.
两部分运动方向相反
4、反冲运动的应用与防止：
大炮
手枪
成都歼-10（中国）
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气，可以得到超过音速的飞行速度。
反击式水轮机是大型水力发电站应用最广泛的水轮机。它是靠水流的反冲作用旋转的。我国早在70年代就能生产转轮直径5.5米，质量110吨，最大功率达30万千瓦的反击式水轮机。
它是如何利用反冲运动发电的呢？
做一做
1.假定冰面是光滑的,某人站在冰冻河面的中央,他想到达岸边,则可行的办法是(
)
A.步行
B.挥动双臂
C.在冰面上滚动
D.脱去外衣抛向岸的反方向
【解析】选D.因为冰面光滑,无法行走和滚动,由动量守恒定律知,只有抛出物体获得反冲速度才能到达岸边.
二、火
箭
1、古代火箭
在箭支前端缚上火药筒，利用火药向后喷发产生的反冲作用力把箭发射出去。
2、现代火箭
现在火箭主要用途是什么？
利用火箭作为运载工具
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Δm的小物体，现在他以相对于飞船为u的速度将小物体抛出。
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、人的速度的改变量是多少？
例1、设火箭在Δt时间内喷射燃气的质量是Δm，喷出燃气的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m。设法算火箭获得的速度Δv。（忽略阻力和重力的影响）
思考分析
解：火箭的壳体和火箭内的气体组成系统，在燃气喷出的过程中，动量守恒。根据动量守恒定律，选与火箭相对静止的物体为参考系，火箭原来的动量为零，喷气后火箭与燃气的总动量仍然为零。
即：
mΔv
+
Δmu
=0
解出：
Δv
=
-Δmu/m
通过（1）式Δv=-Δmu/m，可以看出火箭所获得的速度与那些因素有关?
（1）u越大，Δm/m越大火箭获得的速度越大。
（2）现代火箭的喷气速度在2000—4000m/s。
（3）火箭起飞时的质量与火箭除去燃料外的壳体质量之比叫做火箭的质量比，这个参数一般小于10。
解决办法：
要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料，
目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。
目前的技术条件下，要发射人造卫星，用一级火箭还不能达到所需的速度，必须用多级火箭。
反冲运动火箭
反冲
运动
1.
定义：向气体喷出的反方向
运动
2.
原理：动量守恒定律
3.
常见反冲运动：烟花、射击
火箭
1.
发展：从宋代开始
2.
原理：动量守恒定律
3.
速度
①喷气速度：u
②质量比M/m
课堂小结
例：一火箭喷气发动机每次喷出m=200
g的气体，气体离开发动机喷出时对地速度v=1000
m/s，设火箭质量M=300
kg，发动机每秒喷发20次。
求：运动第1秒末，火箭的速度多大
？
答案：13.
5
m/s