反冲运动火箭资料
《反冲运动火箭》课件
反冲运动火箭的安全使用与 法规
火箭发射的安全措施
选择合适的场地
确保发射场地宽阔、平坦,远离人群和易燃物 品,以降低安全风险。
检查火箭组件
确保所有组件完好无损,无缺陷或破损,以防 止发射过程中发生故障。
遵守操作规程
按照规定的操作步骤进行发射,避免因错误操 作导致意外事故。
火箭使用的法规与规定
了解相关法律法规
总结词
火箭的可靠性是指火箭在发射过程中能够正常工作、无故障的概率,是衡量火箭性能的重要参数之一 。
详细描述
火箭的可靠性对于确保发射安全、降低发射风险具有重要意义。高可靠性的火箭能够减少发射失败的 概率,提高发射成功率。为了提高火箭的可靠性,需要进行充分的测试和验证,确保各系统、部件的 正常运行。
火箭的重复使用性
燃料与氧化剂
选择合适的燃料和氧化剂 ,如液氧、液氢、煤油等 ,以提高发动机性能。
火箭的装配与测试
装配工艺
制定合理的装配工艺流程 ,确保火箭各部分正确组 装。
测试流程
建立完善的测试流程,包 括发动机测试、整体测试 和发射前测试等。
测试设备
配备先进的测试设备,如 压力测试设备、振动测试 设备等,以确保测试结果 的准确性。
火箭发射的环保要求
控制废气排放
确保火箭发动机排放的废气符合 国家和地方环保标准,避免对大
气环境造成污染。
减少噪音污染
采取有效措施降低火箭发射过程 中产生的噪音,如使用消音设备 或选择合适的时间进行发射。
处理废弃物
根据相关法规,妥善处理火箭发 射后产生的废弃物,确保不对环
境造成损害。
遵守环保监测要求
03
反冲运动火箭的性能参数
火箭推力
高中物理第二册反冲运动、火箭(备课资料)
备课资料一、平均动量守恒求位移(人船模型)用动量守恒定律求位移的题目,大都是系统原处在静止状态,然后系统内物体相互作用,求各物体的位移。
此时动量守恒式常写成: m 1v 1=m 2v 2,v 1和v 2是末状态的瞬时速度,因此这种情况下的动量守恒过程中,任一时刻的瞬时速度v 1和v 2都与各自质量成反比,所以全过程中的平均速度与质量成反比,故m 1221v m v =,即全过程中平均动量守恒.如果作用时间为t,则有:m 1t v m t v 221=即m 1s 1=m 2s 2其中s 1和s 2是两物体相对地面的位移。
正确画好各物体的位移关系,画好示意图列出位移关系式和动量守恒式,是解决这类问题的重要步骤。
例:如图所示长为l ,质量为m 1的小船停在静水中,一个质量为m 2的人立在船头。
若不计水的粘滞阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人相对地面的位移各是多少?分析与解:选船和人组成的系统为研究对象,由于水平方向不受外力,因而人从船头走向船尾的过程中任一时刻水平方向的动量都守恒,即平均动量守恒,而系统在人起步前的总动量为O 。
设人和船在全过程中的平均速度分别为12v 、v ,根据动量守恒定律:2211v m v m =设相互作用时间为t:则m 1t v m t v 221=故m 1s 1=m 2s 2由题意知:s l +s 2=l 联立①②两式解得:l s l sm m m m m m 21121221,++== 思考:某人在一只静止于水面的小船上练习射击,船、人连枪(不包括子弹)及靶的总质量为M ,枪内装有n 颗子弹,每颗子弹质量为m.枪口到靶的距离为l ,子弹射出枪口时相对于地面的速度为v.在发射后一颗子弹时,前一颗子弹已陷人靶中.则发射完n 颗子弹后小船后退多远?(参考答案:nm M nml s +=)二、“土星五号"简介目前世界上最大的运载火箭是美国的“土星五号”,它直径为lOm ,高85m,起飞时重量近3000 t.第一级火箭装有五台发动机,推力超过3000 t,点火后150s 即可把2000多吨液氧和煤油烧完;第二级火箭装有450 t 高能推进剂(液氧和液氢),推力525t ;第三级火箭装有106t 推进剂,推力100t.“阿波罗”登月飞船就是由它运载并送入轨道的.。
高中物理反冲和火箭模型-动量守恒的十种模型解读含参考答案
动量守恒的十种模型解读反冲和火箭模型模型解读1. 反冲运动作用原理反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产生的效果动量守恒反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力,所以反冲运动遵循动量守恒定律机械能增加反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的总机械能增加2.火箭(1)火箭的原理火箭的工作原理是反冲运动,其反冲过程动量守恒,它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前的速度。
(2)影响火箭获得速度大小的因素①喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为2__000~4__000m/s 。
②火箭的质量比:指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比,决定于火箭的结构和材料。
现代火箭的质量比一般小于10。
火箭获得的最终速度火箭发射前的总质量为M 、燃料燃尽后的质量为m ,火箭燃气的喷射速度为v 1,如图所示,在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以动量守恒。
发射前的总动量为0,设燃料燃尽后火箭的飞行速度为v ,发射后的总动量为mv -(M -m )v 1(以火箭的速度方向为正方向)由动量守恒定律,mv -(M -m )v 1=0解得v=Mm-1 v1由此可知,燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比Mm决定。
喷气速度越大,质量比越大,火箭获得的速度越大。
(3).多级火箭:能及时把空壳抛掉,使火箭的总质量减少,因而能够达到很高的速度,但火箭的级数不是越多越好,级数越多,构造越复杂,工作的可靠性越差,目前多级火箭一般都是三级火箭。
【典例精析】1.(2017·全国理综I卷·14)将质量为1.00kg的模型火箭点火升空,50g燃烧的燃气以大小为600m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)A.30kg⋅m/sB.5.7×102kg⋅m/sC.6.0×102kg⋅m/sD.6.3×102kg⋅m/s【针对性训练】1.(2024重庆模拟2)如题图1所示,水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭,由饮料瓶、硬纸片等环保废旧材料制作而成。
05B反冲现象火箭中档版
反冲现象火箭知识点:反冲现象火箭一、反冲现象1.定义一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动的现象.2.规律:反冲运动中,相互作用力一般较大,满足动量守恒定律.3.反冲现象的应用及防止(1)应用:农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时,一边喷水一边旋转.(2)防止:用枪射击时,由于枪身的反冲会影响射击的准确性,所以用枪射击时要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响.二、火箭1.工作原理:喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理,它们靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度.2.决定火箭增加的速度Δv的因素(1)火箭喷出的燃气相对喷气前火箭的速度.(2)火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比.技巧点拨一、反冲运动的理解和应用1.反冲运动的三个特点(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动.(2)反冲运动中,相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力,所以两部分组成的系统动量守恒或在某一方向动量守恒.(3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的机械能增加.2.讨论反冲运动应注意的两个问题(1)速度的方向性:对于原来静止的整体,可任意规定某一部分的运动方向为正方向,则反方向的另一部分的速度就要取负值.(2)速度的相对性:反冲问题中,若已知相互作用的两物体的相对速度,应先将相对速度转换成相对地面的速度,再列动量守恒方程.二、火箭的工作原理分析1.火箭喷气属于反冲类问题,是动量守恒定律的重要应用. 2.分析火箭类问题应注意的三个问题(1)火箭在运动过程中,随着燃料的燃烧,火箭本身的质量不断减小,故在应用动量守恒定律时,必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象.注意反冲前、后各物体质量的变化.(2)明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是否为同一参考系,如果不是同一参考系要设法予以转换,一般情况要转换成对地的速度. (3)列方程时要注意初、末状态动量的方向. 三、反冲运动的应用——“人船模型” 1.“人船模型”问题两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒. 2.人船模型的特点(1)两物体满足动量守恒定律:m 1v 1-m 2v 2=0.(2)运动特点:人动船动,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右,人、船位移比等于它们质量的反比,即x 1x 2=m 2m 1.总结提升“人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题,解决这类问题应注意: (1)适用条件:①系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量为零;②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向). (2)画草图:解题时要画出各物体的位移关系草图,找出各长度间的关系,注意两物体的位移是相对同一参考系的位移.例题精练1.关于反冲运动的说法中,正确的是( )A .抛出部分的质量m 1要小于剩下部分的质量m 2才能获得反冲B .若抛出部分的质量m 1大于剩下部分的质量m 2,则m 2的反冲力大于m 1所受的力C .反冲运动中,牛顿第三定律适用,但牛顿第二定律不适用D .抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律 答案 D解析 由于系统的一部分向某一方向运动,而使另一部分向相反方向运动,这种现象叫反冲运动.定义中并没有确定两部分之间的质量关系,故选项A 错误.在反冲运动中,两部分之间的作用力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知,它们大小相等,方向相反,故选项B 错误.在反冲运动中一部分受到另一部分的作用力产生了该部分的加速度,使该部分的速度逐渐增大,在此过程中对每一部分牛顿第二定律都成立,故选项C 错误,选项D 正确.2.将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( ) A .30 kg·m/s B .5.7×102 kg·m/s C .6.0×102 kg·m/s D .6.3×102 kg·m/s答案 A解析 设火箭的质量为m 1,燃气的质量为m 2.由题意可知,燃气的动量p 2=m 2v 2=50×10-3×600 kg·m/s =30 kg·m/s.以火箭运动的方向为正方向,根据动量守恒定律可得,0=m1v 1-m 2v 2,则火箭的动量大小为p 1=m 1v 1=m 2v 2=30 kg·m/s ,所以A 正确,B 、C 、D 错误.随堂练习1.静止的实验火箭,总质量为M ,当它以相对地面的速度v 0喷出质量为Δm 的高温气体后,火箭的速度为( ) A.Δm M -Δm v 0 B .-Δm M v 0C.ΔmM v 0 D .-ΔmM -Δm v 0答案 D解析 火箭整体动量守恒,以v 0的方向为正方向,则有(M -Δm )v +Δm v 0=0, 解得:v =-ΔmM -Δm v 0,负号表示火箭的运动方向与v 0方向相反.2.(多选)某同学想用气垫导轨模拟“人船模型”.该同学到实验室里,将一质量为M 、长为L 的滑块置于水平气垫导轨上(不计摩擦)并接通电源.该同学又找来一个质量为m 的蜗牛置于滑块的一端,在食物的诱惑下,蜗牛从该端移动到另一端.下面说法正确的是( ) A .只有蜗牛运动,滑块不运动 B .滑块运动的距离是M M +m LC .蜗牛运动的位移是滑块的Mm倍D .滑块与蜗牛运动的距离之和为L 答案 CD解析 根据“人船模型”,易得滑块的位移为m M +m L ,蜗牛运动的位移为MM +m L ,C 、D 正确.综合练习1.如图1所示,设质量为M 的导弹运动到空中最高点时速度为v 0,突然炸成两块,质量为m 的一块以速度v 沿v 0的方向飞去,则另一块的运动( )图1A .一定沿v 0的方向飞去B .一定沿v 0的反方向飞去C .可能做自由落体运动D .以上说法都不对 答案 C解析 以整个导弹为研究对象,取v 0的方向为正方向.根据爆炸的瞬间系统在水平向上动量守恒,有M v 0=(M -m )v ′+m v ,则得另一块的速度为v ′=M v 0-m vM -m ,若v ′>0,说明另一块沿v 0的方向飞去;若v ′<0,说明另一块沿v 0的反方向飞去;若M v 0=m v ,即v ′=0,说明另一块做自由落体运动,故选C.2.如图2所示,自动火炮连同炮弹的总质量为M ,当炮管水平,火炮车在水平路面上以v 1的速度向右匀速行驶中,发射一枚质量为m 的炮弹后,自动火炮的速度变为v 2,仍向右行驶,则炮弹的发射速度v 0为( )图2A.M (v 1-v 2)+m v 2mB.M (v 1-v 2)mC.M (v 1-v 2)+2m v 2mD.M (v 1-v 2)-m (v 1-v 2)m答案 A解析 由动量守恒得M v 1=(M -m )v 2+m v 0,得v 0=M (v 1-v 2)+m v 2m.3.“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹声响是辞旧迎新的标志,是喜庆心情的流露.有一个质量为3m 的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为v 0、方向水平向东,在最高点爆炸成质量不等的两块,其中一块质量为2m ,速度大小为v ,方向水平向东,则另一块的速度是( ) A .3v 0-v B .2v 0-3v C .3v 0-2v D .2v 0+v答案 C解析 在最高点水平方向动量守恒,以水平向东为正方向,由动量守恒定律可知,3m v 0=2m v +m v ′,可得另一块的速度为v ′=3v 0-2v ,故C 正确.4.(多选)在某次军演中,炮兵使用了炮口与水平方向的夹角θ可调节的迫击炮,已知迫击炮的总质量为M (不包括炮弹的质量),炮弹的质量为m ,忽略迫击炮与水平面之间的摩擦力及炮管长度.则下列说法正确的是( )A .如果θ=0,炮弹离开炮口的速度为v 0时,炮身后退的速度为m v 0M -mB .如果θ=0,炮弹离开炮口的速度为v 0时,炮身后退的速度为m v 0MC .如果θ=60°,炮弹离开炮口的速度为v 0时,炮身后退的速度为m v 0M -mD .如果θ=60°,炮弹离开炮口的速度为v 0时,炮身后退的速度为m v 02M答案 BD解析 如果θ=0,炮弹沿水平方向射出,炮身和炮弹组成的系统满足动量守恒定律,若炮弹速度为v 0,则有m v 0-M v 1=0,解得v 1=m v 0M ,A 错误,B 正确;如果θ=60°,在炮弹出射瞬间,炮身和炮弹组成的系统水平方向动量守恒,设炮身后退的速度为v 3,则m v 0cos 60°-M v 3=0,解得v 3=m v 02M,C 错误,D 正确.5.一弹丸在飞行到距离地面5 m 高时仅有向右的水平速度v 0=2 m/s ,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1.不计质量损失,取重力加速度g =10 m/s 2.则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )答案 B解析 弹丸爆炸瞬间内力远大于外力,故爆炸瞬间动量守恒.因两弹片均水平飞出,飞行时间t =2h g =1 s ,取向右为正方向,由水平速度v =xt知,选项A 中,v 甲=2.5 m/s ,v 乙=-0.5 m/s ;选项B 中,v 甲=2.5 m/s ,v 乙=0.5 m/s ;选项C 中,v 甲=1 m/s ,v 乙=2 m/s ;选项D 中,v 甲=-1 m/s ,v 乙=2 m/s.因爆炸瞬间动量守恒,故m v 0=m 甲v 甲+m 乙v 乙,其中m 甲=34m ,m 乙=14m ,v 0=2 m/s ,代入数值计算知选项B 正确. 6.将静置在地面上,质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( ) A.mM v 0 B.M m v 0 C.M M -m v 0 D.m M -m v 0答案 D解析 火箭模型在极短时间点火,设火箭模型获得速度为v ,据动量守恒定律有 0=(M -m )v -m v 0 得v =mM -m v 0.7.如图3所示,有一只小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估计重一吨左右).一位同学想用一个卷尺粗略测量它的质量.他进行了如下操作:首先将船平行于码头岸边自由停泊,人轻轻从船尾上船,走到船头停下,而后轻轻下船.用卷尺测出船后退的距离d ,然后用卷尺测出船长L .已知他自身的质量为m ,水的阻力不计,则船的质量为( )图3A.m (L +d )dB.m (L -d )dC.mL dD.m (L +d )L答案 B解析 设人走动的时候船的速度为v ,人的速度为v ′ ,人从船尾走到船头用时为t ,人的位移为L -d ,船的位移为d ,所以v =dt ,v ′=L -d t .以船的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有:M v -m v ′=0,可得:M dt =m L -d t ,解得小船的质量为M =m L -d d ,故B正确.8.(多选)小车静止在光滑水平地面上,站在车上的人练习打靶,靶装在车上的另一端,如图4所示.已知车、人、枪和靶的总质量为M (不含子弹),每颗子弹质量为m ,共n 发,打靶时,枪口到靶的距离为d .若每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发.则以下说法正确的是( )图4A .待打完n 发子弹后,小车将以一定的速度向右匀速运动B .待打完n 发子弹后,小车应停在射击之前位置的右方C .在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移相同D .在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移应越来越大 答案 BC解析 子弹、枪、人、车系统所受的合外力为零,系统的动量守恒.子弹射击前系统的总动量为零,子弹射入靶后总动量也为零,故小车仍然是静止的.在子弹射出枪口到打入靶中的过程中,小车向右运动,所以第n 发子弹打入靶中后,小车应停在原来位置的右方,待打完n 发子弹后,小车将静止不动,故A 错误,B 正确;设子弹射出枪口速度为v ,车后退速度大小为v ′,以子弹射出方向为正,根据动量守恒定律,有:0=m v -[M +(n -1)m ]v ′子弹匀速前进的同时,车匀速后退,故有:v t +v ′t =d故车后退位移大小为:Δx =v ′t =mdnm +M ,每发子弹从发射到击中靶过程,小车均后退相同的位移Δx ,故C 正确,D 错误.9.(多选)如图5所示,甲、乙两车的质量均为M ,静置在光滑的水平面上,两车相距为L .乙车上站立着一个质量为m 的人,他通过一条水平轻绳拉甲车,甲、乙两车最后相接触,以下说法正确的是( )图5A .甲、乙两车运动时的速度大小之比为M +mMB .甲、乙两车运动时的速度大小之比为MM +mC .甲车移动的距离为M +m2M +mLD .乙车移动的距离为M2M +m L答案 ACD解析 本题类似人船模型.把甲车、乙车、人看成一个系统,则水平方向动量守恒,有M v甲=(M +m )v 乙,则v 甲v 乙=M +mM ,A 正确,B 错误;因甲、乙运动时间均为t ,则x 甲=v 甲t ,x乙=v 乙t ,则Mx 甲=(M +m )x 乙,x 甲+x 乙=L ,解得x 甲=M +m 2M +m L ,x 乙=M2M +mL ,C 、D 正确.10.如图6所示,在光滑水平面上有一小车,小车上固定一竖直杆,总质量为M ,杆顶系一长为l 的轻绳,绳另一端系一质量为m 的小球,绳被水平拉直处于静止状态,小球处于最右端.将小球由静止释放,重力加速度为g ,求:图6(1)小球摆到最低点时的速度大小; (2)小球摆到最低点时小车向右移动的距离; 答案 (1)2Mgl M +m (2)mlM +m解析 (1)取水平向右为正方向,设当小球到达最低点时速度大小为v 1,此时小车的速度大小为v 2,则根据动量守恒与能量守恒可以得到:0=M v 2-m v 1,mgl =12m v 12+12M v 22解得:v 1=2MglM +m ,v 2= 2m 2glM 2+Mm(2)当小球到达最低点时,设小球向左移动的距离为s 1,小车向右移动的距离为s 2,根据动量守恒,有:ms 1=Ms 2,而且s 1+s 2=l解得:s 1=Ml M +m ,s 2=mlM +m.11.一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的速度v =1 000 m/s.设火箭质量M =300 kg ,发动机每秒喷气20次. (1)当第三次喷出气体后,火箭的速度多大? (2)运动第1 s 末,火箭的速度多大? 答案 (1)2 m/s (2)13.5 m/s解析 规定与v 相反的方向为正方向 (1)设喷出三次气体后,火箭的速度为v 3,以火箭和三次喷出的气体为研究对象,据动量守恒定律得:(M -3m )v 3-3m v =0,故v 3=3m vM -3m≈2 m/s(2)发动机每秒喷气20次,以火箭和喷出的20次气体为研究对象,根据动量守恒定律得:(M -20m )v 20-20m v =0,故v 20=20m vM -20m≈13.5 m/s.12.平板车停在水平光滑的轨道上,平板车上有一人从固定在车上的货箱边沿水平方向顺着轨道方向向右跳出,落在平板车地板上的A 点,A 点距货箱水平距离为l =4 m ,如图7所示.人的质量为m ,车连同货箱的质量为M =4m ,货箱高度为h =1.25 m .求车在人跳出后到落到地板前的水平反冲速度的大小(g 取10 m/s 2).图7答案 1.6 m/s解析 人从货箱边跳离的过程,系统(人、车和货箱)水平方向动量守恒,设人的水平速度是v 1,车的反冲速度是v 2,取向右为正方向,则m v 1-M v 2=0,解得v 2=14v 1人跳离货箱后做平抛运动,车以速度v 2做匀速运动,运动时间为t =2h g= 2×1.2510s =0.5 s .由图可知,在这段时间内人的水平位移x 1和车的位移x 2分别为 x 1=v 1t ,x 2=v 2t ,由于x 1+x 2=l 即v 1t +v 2t =l ,则v 2=l 5t =45×0.5m/s =1.6 m/s.13.如图8所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为M 的小车,其左侧有半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道AB ,轨道最低点B 与水平轨道BC 相切,整个轨道处于同一竖直平面内.将质量为m 的物块(可视为质点)从A 点无初速度释放,物块沿轨道滑行至轨道末端C 处恰好没有滑出.已知重力加速度为g ,小物块与BC 部分的动摩擦因数为μ,空气阻力可忽略不计.关于物块从A 位置运动至C 位置的过程,下列说法中正确的是( )图8A .小车和物块构成的系统动量守恒B .摩擦力对物块和轨道BC 所做功的代数和为零 C .物块的最大速度为2gRD .小车发生的位移为m m +M (R +R μ)答案 D解析 只是水平方向动量守恒,系统合外力不为零,动量不守恒,A 错;物块A 与小车BC 段有相对位移,摩擦力做功的代数和不为零,B 错;如果小车不动,物块到达水平轨道时速度最大,由mgR =12m v 2得v =2gR ,现在物块下滑时,小车向左滑动,则物块的最大速度小于2gR ,C 错误;根据系统水平方向动量守恒可知:物块和小车最后相对静止时的速度为零,对系统,由能量守恒得mgR =μmgL ,得L =Rμ,设整个过程物块对地的位移为x 1,小车相对地面的位移为x 2.则有:mx 1-Mx 2=0,x 1+x 2=L +R ,解得:x 2=m M +m (R +Rμ),D 正确.。
课件4:1.6 反冲现象 火箭
(1)当第三次气体喷出后,火箭的速度多大?
(2)运动第1 s末,火箭的速度大小是多少?
解析:规定与速度v相反的方向为正方向.
(1)设喷出三次气体后,火箭的速度为v3.
以火箭和喷出的三次气体为研究对象,据动量守恒定律得(m0-3m)v3-3mv=0,
m1 (b a )
m2x-m1(b-a-x)=0, 解得:
m1 m2
4. 一火箭喷气式发动机每次喷出m=2 000 g的气体,气体离开发动机喷出时相
对火箭的速度v=1 000 m/s.设火箭质量m0=300 kg,发动机每秒钟喷气20次. 求
第一次喷出气体后,火箭的速度大小是多少?
解析:由动量守恒定律知(m0-m)v1+m(v1-v)=0,
使火箭获得巨大的速度.
4.影响火箭获得速度大小的因素
(1)探究:设火箭飞行时在极短时间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。求火箭获得的速度v。
(2)结论:喷气速度越大,火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大,火
箭获得的速度越大。
例2、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的速
人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航
天器的重要手段。要实现太空行走这一目标,需要诸多的特殊技术保障。
帮助航天员怀特实现太空行走的是自足式手提机动喷射器。这个装置主要由两
个氧气储罐和一个压力调节器组成,重3.4千克,其中高压氧气推进剂重约0.13
千克。它每秒能产生约181牛的推力,速度为1.82米/秒,相当于普通人慢跑的速
高中物理《反冲现象火箭》微课精讲+知识点+教案课件+习题
知识点:反冲现象系统在内力作用下,当一部分向某一方向的动量发生变化时,剩余部分沿相反方向的动量发生同样大小变化的现象。
火箭等都是利用反冲运动的实例.若系统由两部分组成,且相互作用前总动量为零。
一般为物体分离则有 0=mv+(M-m)v\\\\\\\\\' , M是火箭箭体质量,m是燃气改变量。
(参考系的选择是箭体) 例如:火箭、水轮机或灌溉喷水器等。
火箭喷气式飞机(不属于反冲运动)和火箭的飞行应用了反冲的原理,它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
现代的喷气式飞机,靠连续不断地向后喷出气体,飞行速度能够超过l000m/s。
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。
根据动量守恒定律,火箭原来的动量为零,喷气后火箭与燃气的总动量仍然应该是零,即mΔv+Δmu=0 解出Δv= -Δmu/m(1)(1)式表明,火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大,火箭获得的速度越大。
现代火箭喷气的速度在2000~4000 m/s,近期内难以大幅度提高,因此要在减轻火箭本身质量上面下功夫。
火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比叫做火箭的质量比,这个参数一般小于10,否则火箭结构的强度就成了问题。
但是,这样的火箭还是达不到发射人造地球卫星的7.9 km/s的速度。
为了解决这个问题,苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出了多级火箭的概念。
把火箭一级一级地接在一起,第一级燃料用完之后就把箭体抛弃,减轻负担,然后第二级开始工作,这样一级一级地连起来,理论上火箭的速度可以提得很高。
但是实际应用中一般不会超过四级,因为级数太多时,连接机构和控制机构的质量会增加得很多,工作的可靠性也会降低。
练习:课件:教案:【教学目标】一、知识与技能1.理解反冲运动概念及其特点,理解反冲运动的物理实质。
2.能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
高中物理--反冲运动、火箭
交流与讨论
1、以上两个实验你观察到的现象 是什么?
2、它们都有哪些共同的特点?
一、反冲运动
1、定义::如果一个物体在内力的作用 下分割成两部分,一部分向某个方向 运动,另一部分必然向相反方向运动 的现象叫反冲运动。 2、共同特征 (1)在内力作用下 (2)分割成两部分 (3)向相反的方向运动
例1:下列情况中,属于反冲 运动是(ACD)
A 喷气式飞机的运动 B 直升飞机的运动 C 火箭的运动 D 反击式水轮机的运动
例 2:水平方向射击的大炮,炮身重450 kg, 炮 弹 重 为 5kg , 炮 弹 射 击 的 速 度 是 450 m/s,则炮身的反冲速度是多大?
选大炮和炮弹作为研究对象,设炮弹速度为
影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢?
1。 燃气喷射的速度
如何提高火箭燃气的喷射速度?
答: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。
2。 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)。
注:目前的技术条件下,火箭的 质量比在6-10 左右,
制导与控制系统
多级火箭由单级 火箭组成,发射 时先点燃第一级 火箭,燃料用完 以后,空壳自动 脱落,然后下一 级火箭开始工作
动力系统
有效负荷
3 第3级火箭
第2级火箭
第1级1火箭
中国新型自行榴弹炮
2, 他是 如何 利用 反冲 提高 命中 精度 的呢 ?
1,这门自行火炮的后面又增加了止退犁,看到了 吗?他是起什么作用的呢?
v1,炮身反冲速度为v2,选炮弹射出速度方向
为正方向,则根据动量守恒定律有:
0 = m1v1 - m2v2 v2 = m1v1 / m2 = (5×450)/450 m/s = 5 m/s
(完整版)16.5反冲运动---火箭
1.同学们是不是在电影里看到,火炮在发射时炮 管一缩一伸的运动?有的人称之为:缩头炮。为 什么炮管要做这样的运动呢?
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。
2.我们如何既避免反冲危害又能保证命中精度呢?
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。这样火炮 既解决了寿命问题又兼顾了连发精度问题,做到 了合理设计。Biblioteka 看 图 你知道章鱼,乌贼怎样游泳吗?
想 它们先把水吸入体腔,然后用力压水,通 象 过身体前面的孔喷出,使身体很快的运动
与 你认为章鱼、乌贼游泳时运用了什么原理
思 呢?
(反冲)
考
乌
章
贼
鱼
动画:反冲运动
§5 反冲运动
火箭
新课引入
气球实验: 将一个气球吹大,然后松手,看看会出现
什么现象?如何解释这种现象呢?
长 征 五 号 结 构 图
运载火箭一般采用 液体推进剂,第一、 二级多用液氧、煤 油或四氧化二氮、 偏二甲肼。末级用 液氧、液氢高能推 进,称为低温液体 火箭,技术比较复 杂,目前只有美国、 俄斯、法国、中国 和日本等少数几个 国家掌握低温液体 火箭技术
酒泉卫星发射中心
发射架
发射场
天宫一号
西昌卫星发射中心
2.现代火箭
火箭
工作原理:动量守恒定律
1.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
2.火箭的工作原理
当火箭的推进剂燃烧时,从尾部喷出的 气体具有很大的动量,根据动量守恒定 律,火箭获得大小相等,方向相反的动 量,因而发生连续的反冲现象,随着推 进剂的燃烧,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。
第一章 第6节 反冲现象 火箭
课后课时作业
[规范解答] 解法一:喷出气体的运动方向与火箭的运动方向相反,系 统动量守恒。
设火箭运动方向为正方向,第一次喷出气体后,火箭速度为 v1,有(M- m)v1-mv=0,所以 v1=Mm-vm;
设第二次喷出气体后,火箭速度为 v2,有 (M-2m)v2-mv=(M-m)v1,所以 v2=M2-m2vm;
一、反冲现象
1.概念:一个静止的系统在内力的作用下分为两部分,一部分向某个方向
运动,另一部分必然向相反的方向运动,这种向相反方向的运动叫作反冲。
2.特点
(1)向相反方向运动。
☆ 讨论反冲运动时应注意:
(2)用动量守恒定律来解释。
(1)速度的方向性:
(3)系统的总动能增加。
(2)速度的相对性:
3.防止及应用
A.后退 0.5 m C.后退 0.75 m 答案 A
B.后退 0.6 m D.一直匀速后退
课前自主学习
课堂探究评价
课后课时作业
解析 人、车组成的系统动量守恒,则 mv1=Mv2,所以 mx1=Mx2,又 有 x1+x2=L,解得 x2=0.5 m,A 正确。
课前自主学习
课堂探究评价
课后课时作业
设第三次喷出气体后,火箭速度为 v3,有 (M-3m)v3-mv=(M-2m)v2,所以 v3=M3-m3vm=33×000-.23××100.020 m/s≈2 m/s。
课前自主学习
课堂探究评价
课后课时作业
解法二:选取整个过程为研究对象,运用动量守恒定律求解。 设喷出三次气体后火箭的速度为 v3,以火箭和喷出的三次气体为研究对 象,根据动量守恒定律,得 (M-3m)v3-3mv=0, 所以 v3=M3-m3vm≈2 m/s。
反冲运动火箭实验报告
1. 理解反冲运动的基本原理。
2. 通过实际操作,观察火箭在反冲作用下的运动现象。
3. 验证动量守恒定律在反冲运动中的应用。
二、实验原理反冲运动是指物体在受到内力作用时,由于内力的作用,物体的一部分向某一方向运动,而另一部分则向相反方向运动的现象。
根据动量守恒定律,系统内力作用下的总动量保持不变。
火箭发射时,燃料燃烧产生的高温高压气体向后喷出,火箭壳体则向前加速运动,这正是反冲运动的典型例子。
三、实验器材1. 火箭壳子(塑料瓶)2. 偏二甲肼(火箭燃料)3. 点火器4. 固定装置5. 量角器6. 计时器7. 记录本四、实验步骤1. 准备实验器材,将火箭壳子固定在固定装置上。
2. 将偏二甲肼均匀地填充到火箭壳子中,注意安全操作,确保实验场所通风良好。
3. 用点火器点燃火箭燃料,观察火箭发射时的现象。
4. 使用量角器测量火箭发射时的仰角和水平距离,记录数据。
5. 重复实验两到三次,确保数据的准确性。
6. 实验结束后,进行数据分析和总结。
1. 第一次实验:仰角θ1 = 30°,水平距离d1 = 10m2. 第二次实验:仰角θ2 = 25°,水平距离d2 = 12m3. 第三次实验:仰角θ3 = 35°,水平距离d3 = 8m六、数据分析1. 根据实验数据,火箭发射时的仰角和水平距离之间存在一定的关系。
当仰角较小时,火箭的水平距离较远;当仰角较大时,火箭的水平距离较近。
2. 通过对比三次实验数据,可以发现火箭发射时的仰角和水平距离存在一定的规律性,即火箭发射时的仰角与水平距离呈反比关系。
七、结论1. 通过本次实验,验证了反冲运动的基本原理,即物体在受到内力作用时,会产生反冲现象。
2. 实验结果表明,火箭发射时的仰角与水平距离呈反比关系,符合动量守恒定律。
3. 本次实验加深了对反冲运动的理解,提高了对动量守恒定律的应用能力。
八、实验体会1. 实验过程中,应注意安全操作,确保实验场所通风良好,避免火灾事故的发生。
高中物理选修35课件:16.5反冲运动 火箭 (共6张PPT)
1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞:用脚跳舞,用思想跳舞,用言语跳舞,不用说,还需用笔跳舞。 2、一切真理要由学生自己获得,或由他们重新发现,至少由他们重建。 3、教育始于母亲膝下,孩童耳听一言一语,均影响其性格的形成。 4、好的教师是让学生发现真理,而不只是传授知识。 5、数学教学要“淡化形式,注重实质.
火箭飞行的原理: 现代火箭是应用其尾部喷射出高速气
体的反冲作用进行飞行的。
静止的火箭喷射燃气的质量△m,速度为u, 喷出燃气后火箭的质量m,则其获得速度为△v 根据动量守恒定律:
m△v +△m u=0
则其获得速度为 V mu m
影响火箭飞行速度的因素:
一是燃气喷射的速度
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。
第五节 反冲运动 火箭
反冲:
一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部 分,一部分向某个方向运动,恒
MV1+mV2=0
2.内力对物体做功。
若内力对系统做功之和为正,则系统的机械能增加;
为负,则系统的机械能减小;
为零,则系统的机械能守恒。
蒸汽火炮 火箭
6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/232021/11/232021/11/2311/23/2021 7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去,他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生,而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/232021/11/23November 23, 2021 8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心,这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进,不知自勉,任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方,儿童才会产生上进心。 2021/11/232021/11/232021/11/232021/11/23
反冲运动、火箭课件
2.处理“人船模型”问题的关键 (1)利用动量守恒,确定两物体速度关系,再确定两物体 通过的位移的关系. 由于动量守恒,所以任一时刻系统的总动量为零,动量 守恒式可写成 m1v1=m2v2 的形式(v1、v2 为两物体的瞬时速 率),表明任意时刻的瞬时速率都与各物体的质量成反比.所 以全过程的平均速度也与质量成反比.进而可得两物体的位 移大小与各物体的质量成反比,即xx12=mm12.
【审题指导】 解答本题时可按以下思路进行:
【解析】 如图所示,设绳长为 L,
人沿软绳滑至地面的时间为 t,由图可知,
L=x 人+x 球.设人下滑的平均速度为 v 人,
气球上升的平均速度为 v 球,由动量守恒
定律得:0=Mv 球-mv 人,即 0=M(xt球)-
m(xt人),0=Mx 球-mx 人,又有 x 人+x 球=L,
2.思考判断 (1)反冲运动可以用动量守恒定律来处理.(√) (2)一切反冲现象都是有益的.(×) (3)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理.(√)
3.探究交流 两位同学在公园里划船,当小船离码头大约 1.5 m 左右 时,有一位同学心想:自己在体育课上立定跳远的成绩从未 低于 2 m,跳到岸上绝对没有问题.于是她纵身一跳,结果 却掉到了水里(如图 16-5-1 所示),她为什么这位同学与船组成的系统在不考虑水阻力的
情况下,所受合外力为零,在她跳前后遵循动量守恒定律.她
在跳出瞬间,船也要向后运动.
火箭
1.基本知识 (1)原理 火箭的飞行应用了 反冲 的原理,靠喷出气流的 反冲 作用来获得巨大速度. (2)影响火箭获得速度大小的因素 一是 喷气速度 ,二是火箭喷出物质的质量与火箭本 身质量之比.喷气速度 越大 ,质量比 越大 ,火箭获得的 速度越大.
《反冲现象 火箭》 知识清单
《反冲现象火箭》知识清单一、反冲现象1、定义反冲现象是指在一个系统中,当一部分物体向某一方向运动时,剩余部分会向相反方向运动的现象。
这种现象在日常生活和自然界中十分常见。
2、原理反冲现象基于动量守恒定律。
系统在没有外力作用或者外力的合力为零的情况下,系统的总动量保持不变。
当一部分物体的动量发生改变时,另一部分物体的动量必然会发生反向的改变,以保持系统总动量的守恒。
3、实例(1)喷气式飞机:飞机通过向后喷射高速气体,从而获得向前的推力。
(2)火箭发射:火箭燃料燃烧产生的高温高压气体高速向后喷出,使火箭获得向上的动力。
(3)章鱼的运动:章鱼通过迅速将水从体腔内喷出,从而实现身体的快速移动。
4、反冲现象中的能量转化在反冲过程中,往往伴随着能量的转化。
例如,火箭燃料的化学能转化为燃气的内能和动能,燃气向后喷出时的动能又转化为火箭的机械能,从而使火箭获得速度和高度。
二、火箭1、火箭的定义与分类火箭是一种依靠火箭发动机产生的推力向前飞行的飞行器。
根据用途,火箭可以分为运载火箭、探空火箭、导弹等;根据燃料类型,可分为液体燃料火箭、固体燃料火箭和固液混合燃料火箭。
2、火箭的工作原理火箭发动机工作时,燃料在燃烧室中燃烧,产生大量高温高压气体。
这些气体迅速膨胀并从火箭尾部的喷管高速喷出,根据动量守恒定律,火箭会获得向前的反作用力,从而推动火箭前进。
3、火箭的结构(1)箭体:包括头部、中部和尾部,用于承载有效载荷、燃料和各种设备。
(2)推进系统:由发动机、燃料储存箱和输送系统组成,提供火箭飞行所需的动力。
(3)控制系统:负责控制火箭的飞行姿态、轨道和速度。
(4)有效载荷:如卫星、探测器、载人飞船等。
4、液体燃料火箭(1)优点:推力大、可调节、比冲高(单位质量燃料产生的冲量)。
(2)缺点:结构复杂、燃料储存和输送要求高。
5、固体燃料火箭(1)优点:结构简单、可靠性高、响应迅速。
(2)缺点:推力不易调节、比冲相对较低。
6、火箭的发射过程(1)点火:点燃火箭发动机,使燃料开始燃烧。
火箭的反冲原理
火箭的反冲原理火箭的反冲原理是基于牛顿第三定律——作用力与反作用力大小相等、方向相反。
当火箭发射时,燃料在发动机中燃烧产生燃气,并通过喷口高速喷出,而火箭本身则会产生一个等量的反作用力,使火箭获得向前的推进力。
火箭的推力产生于燃烧室内的燃烧过程。
燃料和氧化剂混合燃烧产生高温高压的燃气,这些燃气因为燃烧产生的压强差会通过火箭发动机的喷口以极高的速度喷出,由此产生推力。
推力等于燃料喷出速度乘以喷口断面积,即F = v * A,其中F为推力,v为喷口速度,A为喷口的断面积。
火箭的推力方向与喷口的排气方向相反。
根据牛顿第三定律,火箭喷出的燃气会产生一个向反方向的反作用力,这个反作用力作用在火箭身上,使其获得向前的推进力。
火箭的推力大小与燃料的质量流率和喷口速度有关。
质量流率是指单位时间内燃料的质量,它决定了燃料在单位时间内能够喷出的质量。
喷口速度是指喷出燃气的速度,它越大,推力就越大。
随着火箭燃料的消耗,火箭质量会逐渐减少。
根据动量守恒定律,火箭质量的减少会导致火箭速度的增加。
这是因为火箭的动量等于质量乘以速度,当质量减少时,速度就会增加。
因此,火箭在燃料消耗的过程中,能够持续地提供推力,使得火箭能够不断加速并超越地球的引力,实现太空飞行。
为了提高火箭的推力和效率,可以采用多级火箭的设计。
多级火箭由一系列火箭级组成,每个级都有自己的发动机和燃料。
当一个级的燃料用尽后,它会被丢弃,剩余的级会继续发射。
这样的设计能够使火箭逐级减少质量,并在每个级的发射过程中不断提高速度,从而实现更远的飞行距离。
除了燃料的质量流率和喷口速度,火箭的推力还受到一些其他因素的影响。
例如,火箭燃烧产生的燃气温度和压力,喷口的形状和尺寸,以及火箭的空气动力学特性等。
这些因素的优化可以进一步提高火箭的推力和效率。
总之,火箭的反冲原理是基于牛顿第三定律,通过燃烧产生的推力将火箭向前推进。
火箭的推力和效率与燃料的质量流率、喷口速度和其他因素有关。
反冲运动_火箭
就去多大呢 ?快去教材中找答案吧。 • 提高火箭发射速度的有效办法是: 多级火箭
• 视频:神舟七箭喷气发动机每次喷出m=200 g的气体,喷 出的气体相对于地面的速度v=1000 m/s.设火 箭初始质量为M= 300 kg,初速度为零,发动 机每秒喷气20次,在不考虑空气阻力和地球引 力的情况下,火箭1s末的速度多大?
相关知识介绍:
榴弹炮 反击式水轮机: 火箭
喷气式飞机:
榴弹炮
中国新型自行榴弹炮 • 火炮被称为“战争之神”。自行火炮起源于第二次世界大 战的“法西斯德国”,当时德国陆军将一种淘汰的坦克底盘 装上大口径榴弹炮装备炮兵,当时它的名称是:突击炮。
•自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢? •履带表面有较深的突起抓地钩型设计? 摩擦系数较大,止退。 •止退犁,看到了吗?止退犁上又有两个液压缓冲器。这一切都 是为了提高火炮的连射时的命中精度而精心设计的。
运载火箭一般采用液体推进剂,第一、二级多用液氧、煤油或四 氧化二氮、偏二甲肼。末级用液氧、液氢高能推进,称为低温液 体火箭,技术比较复杂,目前只有美国、俄斯、法国、中国和日 本等少数几个国家掌握低温液体火箭技术
目前拥有运载火箭的国家有俄罗斯、美国、法国、英国、中国、 日本、印度和以色列。当今世界上最大的运载火箭是俄罗斯的 “能源”号,它长60米,底部最大直径20米,重3000多吨,能将 120吨的有效载荷送入近地轨道。迄今为止运载火箭均为一次使用 的,成本高。一次发射,少的几千万美元,多的上亿美元。不能 重复使用,资源浪费大。
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。因此只有设计 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。 火炮中的物理学还多着呐!弹道学、弹头引信解锁原理、光学瞄准仪、雷达 炮瞄等等。。 同学们,一门火炮中的物理现象和解决问题的思路是不是说明学好物理是 多么的重要啊!
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2 . 喷气式飞机与火箭;
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。
美国:隐形“117”
美国:F16
法国幻影”2000
• 防止:
1、枪
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 此枪托在狙击步枪,履带、止退犁在自动火 炮中得到了广泛应用。
2、榴 弹 炮
现代火箭
1.现代的火箭与古代火箭有什么相 同和不同之处?
相同之处:原理相同,都是利用反冲运动现象 来工作的
不同之处:现代火箭结构要复杂些,现在火箭 主要由壳体和燃料两大部分组成,壳体是 圆筒形的,前端是封闭的尖端,后端有尾 喷管,燃料产生的高温高压燃气从尾喷管 迅速喷出,火箭就向与之相反的方向飞去。
你认识它们吗?
俄
中国
美
罗
国
斯
大
能
力
源
神
号
号
欧
日
洲
本
阿
M
丽
系
亚
列
娜
长征系列
反馈检测
1、下列运动属于反冲运动的是( ) A、乒乓球碰到墙壁后弹回
√B、发射炮弹后炮身后退 √C、喷气式飞机喷气飞行 √D、火箭的发射
反馈检测
2、运送人造卫星的火箭开始工作后,火箭做加速
√运动的原因是 A.火箭发动机将燃料燃烧产生的气 体向后推出,气体给火箭的反作用 力推动火箭 B.燃料燃烧推动空气,空气反作用力 推动火箭 C.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 D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空 气,空气膨胀推动火箭
复习旧知:
1、动量守恒定律的内容及其表达式?
如果一个系统不受外力,或者所受外力的 矢量和为0,这个系统的总动量保持不变。
m1v1 + m2v2 = m1v1′+ m2v2′
2、动量守恒的条件是什么?
系统不受外力,或者所受外力矢量和为0
3.动量守恒定律的三个性质?
矢量性、同时性、相对性
第五节 反冲运动 火 箭
榴弹炮
止 退 犁 •自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢?
•履带表面有较深的突起抓地钩型设计,摩擦系数较大,止退。
•止退犁,看到了吗?止退犁上又有两个液压缓冲器。这一切 都是为了提高火炮的连射时的命中精度而精心设计的。
实验
用薄铝箔卷成一个细管,一端封闭,另一端留一个很细的口, 内装由火柴头上刮下的药粉,把细管放在支架上,用火柴或其 他办法给细管加热,当管内药粉点燃时,生成的燃气从细口迅 速喷出,细管会怎么运动?
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,火箭的质量比(火箭喷气前质 量与喷气后的质量比)在6 - 10 左右,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 ,但火箭技术不是越多越好,技术越多,越难控制,目 前多即火箭一般都是三级火箭。
三、火箭
中国是火箭的故乡
我国早在宋代就发明了火箭,在 箭支上扎个火药筒,火药筒的前 端是封闭的,火药点燃后生成的 燃气以很大的速度向后喷出,火 箭由于反冲而向前运动。
请同学们结合课前的预习搜集和以 下多媒体讨论如下问题
1.现代的火箭与古代火箭有什么相同和 不同之处?
2.现代火箭主要用途是什么?
解:在火箭发射的过程中,由于内力远大于 外力,所以动量守恒,以喷气前的火箭为 参考系,喷气前的火箭总动量为0,发射后 的总动量为:
△m v1+ m △v=0 则 △ v= –(△m / m) v1
由此可见:影响火箭飞行速度的因素主要有 两个:一是喷气速度,二是火箭喷出物质的质 量与燃料燃尽时的火箭质量之比△m/ m1.
2.现代火箭主要用途是什么?
现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹 头或核弹头,人造卫星或宇宙飞船,即利 用火箭作为运载工具
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?
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,它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△m的小物体。 现在它以相对飞船为u的速度把小物体抛出。
0=( m1 - m2 ) v1 + m2v2 解得m2=0.15kg
火箭能为我们做些什么?
发运射载人空造间地站球卫星
运运送载载探人测飞器船
反馈检测
一个连同装备共有100kg的航天员,脱离宇宙飞 船后,在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止 的状态。装备中有一个高压气源,能以50m/s的 速度喷出气体。航天员为了能在10min时间内返 回飞船,则其匀速返回飞船的速度是多少?他需 要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体?
解:喷气后,宇航员作匀速直线运动的速度为 v1=△x/t=0.075m/s 射喷气前总质量为m1,喷出的气体质量为m2,取喷气后 宇航员的速度方向为正方向,由动量守恒定律,列:
松原市实验高中物理组 褚宇鹏
ห้องสมุดไป่ตู้
实验: 把气球吹满气,突 然松开手会出现什 么样的现象呢?
Why?
实验一
小车上固定一个倾斜的试管,在试管中注入适量水并将橡胶塞 塞紧。点燃浸有酒精的棉花给试管中水加热,观察小车的运动。
1.定义: 一个静止的物体在内力的作用下分为两部分,一
部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方 向运动。这种现象叫做反冲,这种运动叫做反冲 运动。
1.小物体的动量改变量是多少?△P1=u△m 2.人的动量改变量是多少? △P2=- △P1 3.人的速度改变量是多少? V=-(△m/m) u
思考分析: 火箭发射喷出来的燃气的质量为△m,火箭喷 气的速度为v1(相对于喷气前火箭的速度), 燃料燃尽后火箭的质量为m, 火箭喷气后增加 的速度△v 为多大?
2.特点:反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处,相互作用
力常为变力,且作用力大,一般都都满足内力 >>外力
3.规律: 反冲运动遵循动量守恒定律。
• 作用前:P=0 • 作用后:P‘=m1v1+m2v2 • 则根据动量守恒定律:P=P’ • 即m1v1+m2v2 =0
• 应用:1 . 反击式水轮机;
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。