课件2：1.6 反冲现象 火箭
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第一章 动量守恒定律
6 反冲现象 火箭
学习目标
1．进一步巩固动量守恒定律 2．知道反冲现象和火箭的工作原理，了解反冲 现象的应用 3．了解航天技术的发展和应用
一、反冲现象的例子 生活中的反冲现象 气球反冲车
农田、园林的灌溉喷水 器能够一边喷水一边旋 转，这是因为喷口的朝 向略有偏斜，水从喷口 喷出时，喷管因反冲而 旋转，这样可以自动改 变喷水的方向
火箭
1. 发展：从宋代开始
2. 原理：动量守恒定律
3. 速度
①喷气速度：v ②质量比M/m
例：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 相对静止状态.这个人手中拿着一个质量为Δm的小物 体.现在他以相对于飞船为u的速度把小物体抛出. （1）小物体的动量改变量是多少？Δm·u （2）人的动量改变量是多少？ -Δm·u （3）人的速度改变量是多少？
运载物 第三级 第二级 第一级
三级火箭
火箭的构造
有效载荷 控制舱 燃料箱
尾喷管
外壳 氧化剂箱 燃烧室 喷气
火箭的应用
发射人造地球卫星
运送载人飞船
运载空间站
运载探测器
四、人船模型 1．“人船模型”问题的特征 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。在相互作用的过程中，任 一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的 问题归为“人船模型”问题. 2．运动特点 两个物体的运动特点是“人”走“船”行，“人”停“船”停.
2、说明反冲现象的运动特点； a. 内力作用下 b. 一个物体分为两个部分 c.两部分运动方向相反
二、反冲现象的原理
气球
喷出的气体
原理： 遵循动量守恒定律
作用前：p = 0 作用后: p'=mv +Mv' 则根据动量守恒定律有： p' = p 即 mv +Mv'= 0 故有：v' m v
M
负号就表示作用后的两部分运动方向相反
乌 贼
章 鱼
它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体 前面的孔喷出，使身体很快的运动
火箭
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.
思考下列问题 1、什么是反冲现象；
一个物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分 向某一方向运动另一部分必然向相反的方向运动.这 个现象叫做反冲.
解析：设某时刻人对地的速度为v人，船对地的速度为 v船，取人前进的方向为正方向，根据动量守恒定律有： m人v人－m船v船＝0，即v船∶ v人＝m人∶m船． 因为人由船头走到船尾的过程中，每一时刻都满足动 量守恒定律，所以每一时刻人的速度与船的速度之比， 都与它们的质量之比成反比．因此人由船头走到船尾 的过程中，人的平均速度与船的平均速度也与它们的 质量成反比．由图可以看出： s船＋s人＝L，
而人的位移s人＝ v人t，船的位移s船＝ v船t，所以船的 位移与人的位移也与它们的质量成反比， 即：s船∶s人＝m人∶m船，
联立得：s 人＝m人m＋船m船L，s 船＝m人m＋人m船L.
答案：s 人＝m人m＋船m船L，s 船＝m人m＋人m船L.
五、反冲现象的应用 飞毛腿导弹发射
中国新型自行榴弹炮
Mv
A. m
mv
B. M m
C.
M m
m
v
D.
M m m
v
3.机关枪重8 kg，射出的子弹质量为20 g，若子弹的 出口速度是1000 m/s，则机枪的后退速度是多少？
v mv 0.021000 m/s 2.5m/s
M
8
反冲现象
课堂小结
1. 定义：向气体喷出的反方向运动 2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲现象：烟花、射击
例：如图所示，长为L、质量为m船的小船停在静水中， 质量为m人的人由静止开始从船头走到船尾，不计水的 阻力，求船组成的系统为研究对象，在人由船头走到 船尾的过程中，系统水平方向不受外力作用，所以整 个系统水平方向动量守恒0
(2)当人起步加速前进时,船同时向后做加速运动；人 匀速运动,则船匀速运动；当人停下来时,船也停下来.
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气，可 以得到很高的飞行速度.
六、小试牛刀
1.下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度 （AC ） A. 使喷出的气体速度增大 B. 使喷出的气体温度更高 C. 使喷出的气体质量更大 D. 使喷出的气体密度更小
2.一静止的质量为M的原子核，以相对地的速度v放 射出一质量为m的粒子后，原子核剩余部分做反冲 现象的速度大小为（ B ）
m u m
三、火箭
古代火箭的发展经历了哪些阶段？
宋代
明代
现代
古代火箭由哪几个部分组成？
火药筒 箭杆
古代的火箭
我国早在宋代就发明了火箭，在 箭杆上捆一个前端封闭的火药筒， 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。
古代的火箭
现代的火箭
火箭的最终速度
火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的总质量为m，
m
因素有关? u越大、M/m越大，火箭获得的速度越大. 现代火箭喷气速度在2000~4000m/s M/m ：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质 量之比.即：火箭的质量比
质量比一般小于10.
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，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.
止退犁 止退犁可以先允许炮身做反冲现象,并把这种运动能 量储存为弹性势能,等反冲现象结束时,再利用储存的 能量使炮身复位, 这就是火炮缓冲器的作用.
用枪射击时，子弹向前飞去，枪身发生反冲向后运动. 枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时 要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响.
法国幻影” 法国幻影”2000
燃气的喷气速度为u，则火箭最终的速度为多大？
解：在火箭发射过程中,内力远大于外力,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；
正
m方
向
发射后的总动量为 mv-(M-m)u
由动量守恒得： 0=mv-(M-m)u
v
M
m
u
M (
1)u
m
m
M-m
u
通过 v = ( M 1)u 可以看出火箭所获得的速度与哪些
6 反冲现象 火箭
学习目标
1．进一步巩固动量守恒定律 2．知道反冲现象和火箭的工作原理，了解反冲 现象的应用 3．了解航天技术的发展和应用
一、反冲现象的例子 生活中的反冲现象 气球反冲车
农田、园林的灌溉喷水 器能够一边喷水一边旋 转，这是因为喷口的朝 向略有偏斜，水从喷口 喷出时，喷管因反冲而 旋转，这样可以自动改 变喷水的方向
火箭
1. 发展：从宋代开始
2. 原理：动量守恒定律
3. 速度
①喷气速度：v ②质量比M/m
例：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 相对静止状态.这个人手中拿着一个质量为Δm的小物 体.现在他以相对于飞船为u的速度把小物体抛出. （1）小物体的动量改变量是多少？Δm·u （2）人的动量改变量是多少？ -Δm·u （3）人的速度改变量是多少？
运载物 第三级 第二级 第一级
三级火箭
火箭的构造
有效载荷 控制舱 燃料箱
尾喷管
外壳 氧化剂箱 燃烧室 喷气
火箭的应用
发射人造地球卫星
运送载人飞船
运载空间站
运载探测器
四、人船模型 1．“人船模型”问题的特征 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。在相互作用的过程中，任 一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比.这样的 问题归为“人船模型”问题. 2．运动特点 两个物体的运动特点是“人”走“船”行，“人”停“船”停.
2、说明反冲现象的运动特点； a. 内力作用下 b. 一个物体分为两个部分 c.两部分运动方向相反
二、反冲现象的原理
气球
喷出的气体
原理： 遵循动量守恒定律
作用前：p = 0 作用后: p'=mv +Mv' 则根据动量守恒定律有： p' = p 即 mv +Mv'= 0 故有：v' m v
M
负号就表示作用后的两部分运动方向相反
乌 贼
章 鱼
它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体 前面的孔喷出，使身体很快的运动
火箭
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.
思考下列问题 1、什么是反冲现象；
一个物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分 向某一方向运动另一部分必然向相反的方向运动.这 个现象叫做反冲.
解析：设某时刻人对地的速度为v人，船对地的速度为 v船，取人前进的方向为正方向，根据动量守恒定律有： m人v人－m船v船＝0，即v船∶ v人＝m人∶m船． 因为人由船头走到船尾的过程中，每一时刻都满足动 量守恒定律，所以每一时刻人的速度与船的速度之比， 都与它们的质量之比成反比．因此人由船头走到船尾 的过程中，人的平均速度与船的平均速度也与它们的 质量成反比．由图可以看出： s船＋s人＝L，
而人的位移s人＝ v人t，船的位移s船＝ v船t，所以船的 位移与人的位移也与它们的质量成反比， 即：s船∶s人＝m人∶m船，
联立得：s 人＝m人m＋船m船L，s 船＝m人m＋人m船L.
答案：s 人＝m人m＋船m船L，s 船＝m人m＋人m船L.
五、反冲现象的应用 飞毛腿导弹发射
中国新型自行榴弹炮
Mv
A. m
mv
B. M m
C.
M m
m
v
D.
M m m
v
3.机关枪重8 kg，射出的子弹质量为20 g，若子弹的 出口速度是1000 m/s，则机枪的后退速度是多少？
v mv 0.021000 m/s 2.5m/s
M
8
反冲现象
课堂小结
1. 定义：向气体喷出的反方向运动 2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲现象：烟花、射击
例：如图所示，长为L、质量为m船的小船停在静水中， 质量为m人的人由静止开始从船头走到船尾，不计水的 阻力，求船组成的系统为研究对象，在人由船头走到 船尾的过程中，系统水平方向不受外力作用，所以整 个系统水平方向动量守恒0
(2)当人起步加速前进时,船同时向后做加速运动；人 匀速运动,则船匀速运动；当人停下来时,船也停下来.
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气，可 以得到很高的飞行速度.
六、小试牛刀
1.下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度 （AC ） A. 使喷出的气体速度增大 B. 使喷出的气体温度更高 C. 使喷出的气体质量更大 D. 使喷出的气体密度更小
2.一静止的质量为M的原子核，以相对地的速度v放 射出一质量为m的粒子后，原子核剩余部分做反冲 现象的速度大小为（ B ）
m u m
三、火箭
古代火箭的发展经历了哪些阶段？
宋代
明代
现代
古代火箭由哪几个部分组成？
火药筒 箭杆
古代的火箭
我国早在宋代就发明了火箭，在 箭杆上捆一个前端封闭的火药筒， 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。
古代的火箭
现代的火箭
火箭的最终速度
火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的总质量为m，
m
因素有关? u越大、M/m越大，火箭获得的速度越大. 现代火箭喷气速度在2000~4000m/s M/m ：火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质 量之比.即：火箭的质量比
质量比一般小于10.
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，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.
止退犁 止退犁可以先允许炮身做反冲现象,并把这种运动能 量储存为弹性势能,等反冲现象结束时,再利用储存的 能量使炮身复位, 这就是火炮缓冲器的作用.
用枪射击时，子弹向前飞去，枪身发生反冲向后运动. 枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时 要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响.
法国幻影” 法国幻影”2000
燃气的喷气速度为u，则火箭最终的速度为多大？
解：在火箭发射过程中,内力远大于外力,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；
正
m方
向
发射后的总动量为 mv-(M-m)u
由动量守恒得： 0=mv-(M-m)u
v
M
m
u
M (
1)u
m
m
M-m
u
通过 v = ( M 1)u 可以看出火箭所获得的速度与哪些