反冲运动火箭-公开课PPT课件.ppt

1、反冲运动反冲运动 火箭火箭1.1.经历实验探究经历实验探究,认识反冲运动认识反冲运动,能够能够 举出几个反冲运动的实例。举出几个反冲运动的实例。2.2.能够结合动量守恒定律对反冲现象能够结合动量守恒定律对反冲现象作出解释。作出解释。3.3.会用动量守恒定律分析和解决实际会用动量守恒定律分析和解决实际问题。问题。4.4.了解火箭的飞行原理和主要用途。了解火箭的飞行原理和主要用途。学习目标：学习目标：20162016年年1010月月1717日日7 7时时3030分神分神州十一号飞船发射，神州州十一号飞船发射，神州十一号飞船发射成功标志十一号飞船发射成功标志着我国能更好的掌握空间着我国能更好的掌握空

2、间交会对接技术。交会对接技术。神州十一号飞船为什么能神州十一号飞船为什么能离开地球，升上太空？离开地球，升上太空？一、反冲运动一、反冲运动【演示【演示1 1】拿一个充气气球，然后释放】拿一个充气气球，然后释放气球，观察现象。气球，观察现象。【现象】释放气球后，气球【现象】释放气球后，气球内的气体喷出，气球向相反内的气体喷出，气球向相反的方向飞出。的方向飞出。【演示【演示2 2】在底座上固定一个金属丝，】在底座上固定一个金属丝，把两个小烟花上的卡片用双面胶固定，把两个小烟花上的卡片用双面胶固定，穿到金属丝上，用火柴点燃烟花穿到金属丝上，用火柴点燃烟花观察现象。观察现象。【现象】点燃烟花后，【现象

3、】点燃烟花后，卡片发生旋转卡片发生旋转【演示【演示3 3】把自制弯管和气鼓连接】把自制弯管和气鼓连接起来，当打开气鼓时，观察现象。起来，当打开气鼓时，观察现象。【现象】当打开气鼓时，【现象】当打开气鼓时，弯管发生旋转。弯管发生旋转。提问：实验提问：实验1中，气球为什么会向中，气球为什么会向前运动呢？实验前运动呢？实验2、3中，卡片或者中，卡片或者细管为什么会旋转起来呢？细管为什么会旋转起来呢？（1）当气体从气球内喷出时，它）当气体从气球内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，具有动量，由动量守恒定律可知，气球会向相反方向运动。气球会向相反方向运动。（2）实验）实验2、3与反击式水轮机的与反击

4、式水轮机的工作原理类似：当水从弯管的喷工作原理类似：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转。嘴喷出时，弯管因反冲而旋转。一、反冲运动一、反冲运动1.定义定义一个静止的物体在一个静止的物体在 的作用下分裂为两的作用下分裂为两部分部分,一部分向某一个方向运动一部分向某一个方向运动,另一部分必另一部分必然向然向 方向运动的现象。方向运动的现象。2.特点特点(1)物体的不同部分在物体的不同部分在 作用下向相反方作用下向相反方向运动。向运动。(2)反冲运动中反冲运动中,相互作用力一般较大相互作用力一般较大,通常通常可以用可以用 来处理。来处理。(3)反冲运动中反冲运动中,由于有由于有 的能转变为的能转

5、变为 能能,所以系统的总动能所以系统的总动能 。内力内力内力内力相反的相反的机械机械增加增加其他形式其他形式动量守恒定律动量守恒定律二、火箭二、火箭1、我国古代火箭、我国古代火箭2、发射飞船和卫星采用、发射飞船和卫星采用的多级火箭。的多级火箭。介绍一下我国古代的火箭？介绍一下我国古代的火箭？现代的火箭与古代火箭有现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处？什么相同和不同之处？古代在箭上捆一个火药筒，点燃古代在箭上捆一个火药筒，点燃火药后生成的燃气以很大速度向后火药后生成的燃气以很大速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。喷出，火箭由于反冲而向前运动。现代火箭与古代火箭原理相同，现代火箭与古代火箭原

6、理相同，都是利用反冲现象来工作的。都是利用反冲现象来工作的。现代使用多级火箭。现代使用多级火箭。那么火箭在燃料燃尽时所能获得的那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关系呢？最终速度与什么有关系呢？例题：火箭发射前的总质量为例题：火箭发射前的总质量为M、燃料燃、燃料燃尽后的质量为尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为，火箭燃气的喷射速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度，燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？为多大？解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。以火箭的速度方向为正方向所以动量守恒。以火箭的速度方向为正方向 11()0(-)mm

7、VMm VM m V得：V=燃料燃尽时火箭获得的最终速度燃料燃尽时火箭获得的最终速度由由 和喷出气体的质量与火箭和喷出气体的质量与火箭本身本身 决定。决定。喷气速度越大，火箭喷出气体的喷气速度越大，火箭喷出气体的质量与火箭本身质量之比越大，火箭质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度越大。获得的速度越大。喷气速度喷气速度质量之比质量之比1.火箭的工作原理火箭的工作原理利用利用 运动运动,火箭火箭燃料燃烧产生的高温、燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾喷管高压燃气从尾喷管迅速喷出时迅速喷出时,使火箭使火箭获得巨大的获得巨大的 。二、火箭二、火箭反冲反冲速度速度2.影响火箭获得速度大小的因素影响火箭

8、获得速度大小的因素(1)喷气速度喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 0004 000 m/s。(2)质量比质量比:指火箭起飞时的指火箭起飞时的 与火箭除燃料外的与火箭除燃料外的箭体质量之比，这个参数一般小于箭体质量之比，这个参数一般小于10。喷气速度喷气速度 ,质量比质量比 ,火箭获得的速度火箭获得的速度越大越大质量质量越大越大越大越大注意：注意：由于质量比小于由于质量比小于1010，这样的火箭，这样的火箭达不到发射卫星的速度，所以现达不到发射卫星的速度，所以现代火箭要采用多级结构。代火箭要采用多级结构。但是级数太多时，火箭的质量会但是级数太多时，火箭的质

9、量会增加很多，工作的可靠性也会降增加很多，工作的可靠性也会降低，所以目前多级火箭一般都是低，所以目前多级火箭一般都是三级火箭。三级火箭。3 3、火箭的用途、火箭的用途 火箭被作为运载工具使用，火箭被作为运载工具使用，用于发射探测仪器、人造卫星和用于发射探测仪器、人造卫星和宇宙飞船等。宇宙飞船等。巩固练习：巩固练习：1 1、运送人造地球卫星的火箭开始工作后，、运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是火箭做加速运动的原因是()()A A燃料燃烧推动空气，空气反作用力推燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭动火箭B B火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后

10、喷出，气体的反作用力推动火箭后喷出，气体的反作用力推动火箭C C火箭吸入空气，然后向后排出，空气火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭对火箭的反作用力推动火箭D D火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭空气膨胀推动火箭B2 2、总质量为、总质量为M M 的火箭被飞机释放时的速度为的火箭被飞机释放时的速度为v0v0，方向水平释放后火箭立即向后以相对于方向水平释放后火箭立即向后以相对于地面的速率地面的速率u u 喷出质量为喷出质量为m m 的燃气，则火的燃气，则火箭相对于地面的速度变为多少？箭相对于地面的速度变为多少？解析：以火箭飞行的方向为正方向，解析：以火箭飞行的方向为正方向，火箭被飞机释放后火箭喷出燃气前后瞬间，火箭被飞机释放后火箭喷出燃气前后瞬间，根据动量守恒定律得：根据动量守恒定律得：Mv0(Mm)vmu.解得：解得：0MVmVMm课堂小结：课堂小结：