第五节 反冲运动

②. 火箭
我国早在宋代就发明了火箭， 我国早在宋代就发明了火箭，在箭 支上扎个火药筒， 支上扎个火药筒，火药筒的前端是 封闭的， 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 很大的速度向后喷出，火箭由于反 而向前运动。 冲而向前运动。
你认识它们吗？ 你认识它们吗？
俄 罗 斯 能 源 号 欧 洲 阿 丽 亚 娜
第十六章 动量守恒定律
第五节 反冲运动
宣化一中高二物理组 魏 江 weijiang012400@
一、反冲运动
1. 定义： 定义： 当物体的一部分以一定的速度离 开物体时， 开物体时，剩余部分将得到一个反向 冲量，向相反的方向运动。 冲量，向相反的方向运动。这种现象 称为反冲运动。 称为反冲运动。
总结： 总结：
谢谢大家 ！
再 见！
宣化一中 高二物理教研组 魏江
2. 特 点：
a. 一般来说物体间相互作用时间短，作用力强。 一般来说物体间相互作用时间短，作用力强。 b. 往往物体系所受外力不为零，但远远小于内 往往物体系所受外力不为零， 力。
3. 原 理： 应用动量守恒定律解决
作用前：P = 0 作用前： 作用后: 作用后 P' = m v + M V 则根据动量守恒定律有： 则根据动量守恒定律有： P' = P 故有： 即 m v + M V = 0 故有：V = − ( m / M ) v 负号就表示作用后的两部分运动方向相反
反冲运动的应用和防止： 4. 反冲运动的应用和防止： （1）反冲运动的应用 ①. 喷气式飞机 喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃 喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃 可以得到超过音速的飞行速度。 气，可以得到超过音速的飞行速度。
法国 “幻 影”200 0
美国：隐形“ 美国：隐形“117”
QsM 2.25 × 10 −2 = m+ 得△m= m + mv m 2.25 × 10 −2 有极小值， 当m= ，即m=0.15kg时，△m有极小值，故总耗 时 有极小值 m
氧量最低时，应一次喷出 的氧气， 氧量最低时，应一次喷出0.15kg的氧气，返回时间为 的氧气 返回时间为t=600s。 。
（1）设瞬间喷出氧气 kg时，宇航员恰能安全返回，取宇航员 ）设瞬间喷出氧气m 时 宇航员恰能安全返回， 运行的方向为正方向，取飞船为参考系， 运行的方向为正方向，取飞船为参考系， 根据动量守恒定律可得： 根据动量守恒定律可得： 0=Mv/-mv 宇航员相对于飞船匀速返回的时间为： 宇航员相对于飞船匀速返回的时间为：t=s/v/ 储气筒中氧气的总质量：m0=m+Qt 储气筒中氧气的总质量： 联立以上各方程得： 联立以上各方程得： m2-0.5m+0.0225=0 解得： 解得： m=0.45kg或m=0.05kg， 或 ， 所以满足题意，宇航员喷出氧气的量为： 所以满足题意，宇航员喷出氧气的量为： 005kg＜m＜0.45kg，宇航员均能安全回到飞船上。 ＜ ＜ ，宇航员均能安全回到飞船上。 （2）当总耗氧量最低时，设宇航员安全返回，共消耗氧气△m ）当总耗氧量最低时，设宇航员安全返回，共消耗氧气△ kg，则 △m= m+Qt；0=Mv/-mv；t=s/v/， ， ； ；
中 国
美 国 大 力 神 号 日 本 M 系 列
长征系列
在很短时间内，火箭速度的变化非常小，以地面为参照物，喷气 在很短时间内，火箭速度的变化非常小，以地面为参照物， 的速度可以认为不变的情况下，可以近似得出： 的速度可以认为不变的情况下，可以近似得出： M v1 - m v = 0 （m为喷出燃气的质量，M为喷出燃 气后火箭的 为喷出燃气的质量， 为喷出燃 为喷出燃气的质量 质量， 为燃气喷出的速度 为燃气喷出的速度， 为火箭获得的速度） 质量，v为燃气喷出的速度，v1为火箭获得的速度） 由此可知该时刻火箭的速度： 由此可知该时刻火箭的速度：v1 = m v / M 影响火箭飞行速度的因素主要有两个： 一是喷气速度， 影响火箭飞行速度的因素主要有两个： 一是喷气速度， 二是质量比（ 二是质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之 比）。 现代火箭喷气的速度在2000—4000m/s，近期内难以大幅度提 现代火箭喷气的速度在 ， 因此，若要提高火箭的速度， 高，因此，若要提高火箭的速度，需要在减轻火箭本身质量上面 下功夫。 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， 火箭的质量比，这个参数一般小于 ，否则火箭结构的强度就有 问题。但是，这样的火箭还是达不到发射人造地球卫星的7.9km/s 问题。但是，这样的火箭还是达不到发射人造地球卫星的 的速度。 的速度。 为了解决这个问题， 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。经过实践检验一般不会超过四级， 箭的概念。经过实践检验一般不会超过四级，否则火箭工作的可 靠性也会降低。 靠性也会降低。
例1：机关枪重 ：机关枪重8kg，射出的子弹质量为 ，若子 ，射出的子弹质量为20g， 弹的出口速度为1000m/s，则机枪的后退速度是多 弹的出口速度为 ， 少？ 分析： 分析：在水平方向火药的爆炸力远大于此瞬间 机枪受的外力（枪手的托力）， ），故可认为在水 机枪受的外力（枪手的托力），故可认为在水 平方向系统动量守恒： 平方向系统动量守恒：即子弹向前的动量等于 机枪向后的动量，总动量保持“ 值不变。 机枪向后的动量，总动量保持“零”值不变。 取发射子弹的方向为正方向 对枪和子弹为系统： 对枪和子弹为系统： 0=mv0-Mv1 正确答案 ： 2我们做些什么？
运载空间站 发射人造地球卫星
运送载人飞船 运载探测器
简介： 简介：
西昌卫星发射中心
西昌卫星发射中心 （XSLC）隶属于中国 ） 卫星发射测控中心 ），主要用于 （CLTC），主要用于 ）， 发射地球同步转移轨道 （GTO）卫星，还可发 ）卫星， 射太阳同步轨道卫星和 低轨道卫星。 低轨道卫星。 目前可以发射长征二号E、长征三号、 目前可以发射长征二号 、长征三号、长征三号 长征三号乙等四种我国自行研制的运载火箭。 甲、长征三号乙等四种我国自行研制的运载火箭。 XSLC位于中国西南部的四川省西昌地区，其总部 位于中国西南部的四川省西昌地区， 位于中国西南部的四川省西昌地区 设在距发射场65公里的西昌市内 公里的西昌市内。 设在距发射场 公里的西昌市内。
（2）反冲运动的防止 ）
1 自 行 火 炮 为 什 么 要 装 在 履 带 式 车 辆 上 .
2 车 身 后 的 止 退 犁 又 是 起 什 么 作 用 的 呢
.
中国新型自行榴弹炮
例2：一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员，在距离飞船 s=45m处与飞船处于相对静止状态，宇航员背着装有质量为 m0=0.5kg氧气的储气筒，筒有一个可以使氧气以相对于飞船 v=50m/s的速度喷出的喷嘴，宇航员必须向着返回飞船的相反方 向放出氧气，才能回到飞船，同时又必须保留一部分氧气供途中 呼吸用。宇航员的耗氧率为Q=2.5×10-4kg/s，（不考虑喷出氧气 对设备及宇航员总质量的影响，不考虑喷出氧气后造成宇航员运 行轨道的偏离）则： （1）瞬时喷出多少氧气，宇航员才能安全返回飞船？ （2）为了使总耗氧量最低，应一次喷出多少氧气？返回时间又 是多少？ 分析：一般飞船沿椭圆轨道运动，不是惯性参考系，但是， 分析：一般飞船沿椭圆轨道运动，不是惯性参考系，但是，在 一段很短的圆弧上，可以视为飞船做匀速直线运动， 一段很短的圆弧上，可以视为飞船做匀速直线运动，把飞船当 作惯性参考系分析，相对于飞船应用动量守恒求解。 作惯性参考系分析，相对于飞船应用动量守恒求解。