《动量守恒定律反冲运动·火箭》人教版高二物理选修3-5PPT课件

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讲解人：XXX时间：2020.5.25MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT第6节反冲运动火箭第16章动量守恒定律人教版高中物理选修3-5课堂引入喷气背包—变身钢铁侠！根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反方向运动。这种现象叫反冲。注意：红色关键词一、什么样的现象属于反冲运动?反冲运动特点：（1）系统内力远远大于外力，系统动量守恒。（2）有其他形式的能转化为动能，系统动能增加。（3）速度的相对性：反冲运动问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度。通常先将相对速度转换成对地速度后，再列动量守恒定律方程。一、什么样的现象属于反冲运动?反冲小实验一、什么样的现象属于反冲运动?【典例1】.(多选)某人站在静浮于水面的船上，从某时刻开始人从船头走向船尾，若不计水的阻力，那么在这段时间内人和船的运动情况是（）A．人匀速行走，船匀速后退，两者速度大小与它们的质量成反比B．人加速行走，船加速后退，而且加速度大小与它们的质量成反比C．人走走停停，船退退停停，两者动量总和总是为零D．当人在船尾停止运动后，船由于惯性还会继续后退一段距离ABC典型例题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。二、反冲现象的应用1965年我自行设计的第一架超音速喷气式强击机--强-5。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。二、反冲现象的应用水上飞行器利用脚上的喷水装置产生的反冲动力，使人腾空而起，并能使人像海豚一样跃出水面。手动控制的喷嘴，用于稳定空中飞行的姿态。二、反冲现象的应用枪械、火炮发射时会产生巨大的后坐力，影响连续发射的精确度，因此用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减小反冲作用。三、反冲现象的防止电影里经常看到，火炮在发射时炮管一缩一伸的运动。有的人称之为：缩头炮。巨大的反冲作用就全靠炮身的材料硬度抵消了，这样的结果是火炮的寿命大大减少，这显然是不合理的设计。我们要设计一种装置，它可以先允许炮身做反冲运动，并把这种运动能量储存为弹性势能，等反冲运动结束时，再利用储存的那部分能量使炮身复位，这就是火炮缓冲器的作用。【思考与讨论】我们如何既避免反冲危害又能保证命中精准度呢？三、反冲现象的防止在箭支前端缚火药筒，利用火药向后喷发产生的反作用力把箭发射出去。这是世界上最早的喷射火器。古代火箭四、反冲现象的应用—火箭古代火箭小故事四、反冲现象的应用—火箭现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器。其主要用途是：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等。现代火箭四、反冲现象的应用—火箭火箭结构主要由壳体和燃料两大部分组成。火箭燃料燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动量，根据动量守恒定律，火箭获得等大反向的动量，因而发生连续的反冲现象，随着推进剂的消耗，火箭的质量逐渐减小，加速度不断增大，当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行。四、反冲现象的应用—火箭【小组讨论】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）解出：0mvmumuvm四、反冲现象的应用—火箭0mvmumuvm由，可以看出火箭所获得的速度与那些因素有关?muvm•一是燃气喷射的速度•二是火箭的质量比，即：火箭起飞时喷射燃气的质量与燃料燃尽时箭体的质量之比【思考与讨论】四、反冲现象的应用—火箭muvm喷气的速度：目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂，喷气速度在2000m/s到4000m/s质量比：火箭的质量比在6～10左右要发射人造卫星，这样的火箭还不能达到所需的速度如何解决卫星发射问题？【答案】：运用多级火箭四、反冲现象的应用—火箭多级火箭是由单级火箭构成，发射时先点燃第一级火箭，燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭脱落，多级火箭及时把外壳脱落，使火箭的总质量减少，因而达到更高的速度。但并非火箭级数越多就越好，级数越多结构越复杂，技术要求越高，工作可靠性越差，目前多级火箭一般是三级火箭。四、反冲现象的应用—火箭【典例2】.质量为M的平板小车静止在光滑水平面上，质量为m的一个人站在车上的左端，当人沿车的方向相对车向车的右端以速度v0匀速前进时，求车的速度的大小。【解析】取人的运动速度方向为正方向，设车厢对地面的速度大小为v1，则人对地的速度大小为根据动量守恒定律方程有解得01vvv人0110mvvMv01mvvMm典型例题01vvv人0110mvvMv01mvvMm原理：现代火箭：定义：古代火箭静止物体的两部分在内力作用下向相反方向运动的现象反冲运动火箭动量守恒，动能增加用途：运载工具结构：壳体和燃料速度：多级火箭应用：反击式水轮机、喷气式背包、水上飞行器防止：自行榴弹炮止退犁、液压缓冲器等。课堂小结讲解人：XXX时间：2020.5.25MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT感谢各位的聆听第16章动量守恒定律人教版高中物理选修3-5