第五节--反冲运动-火箭课件.ppt

1、第五节第五节 反冲运动反冲运动 火箭火箭燃放的礼花燃放的礼花火箭火箭喷气式飞机喷气式飞机射击射击 以上几种不同的物体，它们的运动以上几种不同的物体，它们的运动有什么特点？有什么特点？1.一个物体分成两个部分2.两个部分向相反方向运动3.分裂过程的时间极短，作用力非常大一、反冲运动一、反冲运动 一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运功，另一部分必然向相反方向运动。同学们想一想有哪些运动是反冲运动？分析：发生反冲运动时间极短，作用力非常大，两部分相互作用的内力会远远大于外力，可以认为动量守恒因此，反冲运动可用动量守恒定律处理 反冲是生活和生产实践中常见的一种现象，如何处理反冲

2、运动的问题？例题：水平方向射击的大炮，炮身重450kg，炮弹重5kg，炮弹射击的速度为450m/s，射击后炮身后退的速度为多大？解：在发射过程中，内力远大于外力，系统动量守恒。设炮弹速度方向为正方向发射前总动量为0；发射后的总动量为：mV0 0-MV由动量守恒得：0=mV0 0-MVsmMmVV/5450450*50练习 步枪的质量为4kg，子弹的质量为0.008kg，子弹从枪口飞出时的速度为700ms，求步 枪的速度是多大？答案：答案：1.4m/s 反冲在许多场合是不利的，如大炮和子弹的射击,需要减少或防止反冲的影响；但还有许多场合，恰好是利用了反冲，如火箭，礼花，喷气式飞机。现在我们就来认

3、识一下反冲的一个重要应用火箭二、火箭现代火箭是指一种靠现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进得反作用力向前推进的飞行器其主要用的飞行器其主要用途是途是：利用火箭作为运载工具，例如发射探测器、常规弹头、人造卫星和宇宙飞船火箭结构火箭结构主要由壳体和燃料两大部主要由壳体和燃料两大部分组成分组成.火箭燃料燃烧时，火箭燃料燃烧时，从尾部喷出的气体具有很从尾部喷出的气体具有很大的动量，根据动量守恒大的动量，根据动量守恒定律，火箭获得等大反向定律，火箭获得等大反向的动量，因而发生连续的的动量，因而发生连续的反冲现象，随着推进剂的反冲现象，随着推进剂的消耗，火箭的质量逐渐减

4、消耗，火箭的质量逐渐减小，加速度不断增大，当小，加速度不断增大，当推进剂燃尽时，火箭即以推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空获得的速度沿着预定的空间轨道飞行间轨道飞行例：例：火箭发射前的总质量为火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后，燃料全部燃烧完后的质量为的质量为m，火箭燃气的喷射速度为，火箭燃气的喷射速度为V0，燃料，燃料燃尽后火箭的速度燃尽后火箭的速度V为多少？为多少？解：在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒 设火箭的速度方向为正方向 发射前的总动量为0 发射后的总动量为（M-m)V0+mV 由动量守恒得：0=（M-m)V0+mV00)1(VmMVmmMV问题：影响火

5、箭飞行速度的因素是什么？影响火箭飞行速度的因素是什么？影响火箭飞行速度的因素主要有两个影响火箭飞行速度的因素主要有两个:一、是燃气喷射的速度一、是燃气喷射的速度 二、是火箭的质量比，即：火箭开始飞行二、是火箭的质量比，即：火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比时的质量与燃料燃尽时的质量之比由由V=(M/m-1)V0代入数据可得：代入数据可得：V=7.2km/s7.9km/s不能用此火箭来发射人造卫星不能用此火箭来发射人造卫星提示：发射人造卫星的最小速度是提示：发射人造卫星的最小速度是7.9Km/s思考：思考：一火箭总质量为一火箭总质量为9t,内有燃料内有燃料8t，发射时喷出，发射时喷出的气

6、体对地速度恒为的气体对地速度恒为900m/s，此火箭能达，此火箭能达到的最大速度到的最大速度?能否用此火箭来发射人造卫能否用此火箭来发射人造卫星星?(不考虑地球引力和空气阻力不考虑地球引力和空气阻力)问题：如何解决卫星发射问题？喷气的速度 目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧氧 化剂，喷气速度在化剂，喷气速度在2000m/s2000m/s到到4000m/s4000m/s 质量比 火箭的质量比在火箭的质量比在6-10 6-10 左右，左右，要发射人造卫星，这样的火箭还不能达到所需的速要发射人造卫星，这样的火箭还不能达到所需的速度度为了解决这个问题，人们想到了利用

7、多为了解决这个问题，人们想到了利用多级火箭，结构如下页图所示级火箭，结构如下页图所示助推器助推器一级火箭一级火箭二级火箭二级火箭整流罩整流罩逃逸塔逃逸塔长征二号长征二号 型运载火箭型运载火箭F例：火箭喷气发动机每次喷出例：火箭喷气发动机每次喷出m m=200=200g g的气体，喷出气体相对地的气体，喷出气体相对地的速度的速度v v=1000=1000m/sm/s，设火箭初质量，设火箭初质量M M=300=300kgkg，发动机每秒喷气，发动机每秒喷气2020次，在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭发动机次，在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭发动机1 1秒秒末的速度是多大？末的速度是

8、多大？【解析】选火箭和1秒末喷出的气体为研究对象，设火箭1秒末速度为V，1秒内共喷出质量为20m的气体，选火箭前进方向为正方向，由动量守恒得(M 20m)V-20mv=0 V=13.6m/s 练习：练习：有一只长为有一只长为L=3m，质量为，质量为M=120kg的小船停的小船停在静水中，一个质量为在静水中，一个质量为m=60kg的人立在船头，若不的人立在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移各是多少？对地面的位移各是多少？船1米人2米总总 结结一、反冲运动1、定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运功，另一部分必然向相反方向运动2、反冲的应用与防止二、火箭1、工作原理：反冲运动2、影响火箭飞行速度的因素：喷气速度和质量比作业布置作业布置1、复习本节知识点，完成配套练习；2、对本章知识点进行归纳总结。