高中物理精品课件：反冲运动 火箭

思考五： 讨论离开飞船的宇航员与飞船相对静止，他怎 样才能回到飞船？
思考六： 用如下实例讨论如何提高火箭的发射速度？ • 设静止的火箭起飞时在极短的时间内喷射燃气 的质量为△m，喷出的燃气相对地面的速度为V， 喷出燃气后火箭的质量为m,我们设法计算火箭 在这样一次喷气后增加的速度 △v？
思考七： 你得到的这几个量在实际发射火箭时是否是想取多大
火箭
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，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）。 只有在很短时间内，火箭速度的变化非常小，以地面 为参照物Leabharlann Baidu气的速度可以认为不变的情况下，可以近 似得出：MV-mv=0 由此可知该时刻火箭的速度： 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 。
反冲运动 火箭
思考：它们是否也有相互作用力？
演示实验一：反击式水轮机。 演示实验二：大炮模型 演示实验三：冲天炮
思考一
刚才这三个实验有相互作用吗？分别是谁和 谁之间的相互作用？
思考二：
讨论这三种相互作用有什么共同点？（与碰撞比较）
• 1、原来静止 • 2、相互作用的两个物体本来是一个整体 • 3、通过相互作用内力才分开。 总结： 反冲运动：静止或运动的物体通过分离出一 部分物体使另一部分物体向反方向运动的现象。
思考三：
请举例说明在日常生产、生活中有哪些反冲运动？
• 认识生产、生活中反冲运动
思考四： 以大炮模型为例讨论为什么静止的大炮向 前发射炮弹后，大炮会获得向后的速度呢？ • 反冲运动遵循的原理： • 在反冲运动中，物体系统所受合外力一般 不为零； • 但是反冲运动中如果属于内力远大于外力 的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒。
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。
西昌卫星发射中心
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！
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？
我们知道：根据中学物理中的动量守恒定律，火炮在发射炮弹时，炮身将存 在向炮弹发射方向相反的方向运动的趋势。如果我们将炮身固定住，当然有利 于连发的命中精度，但是巨大的反冲作用就全靠炮身的材料硬度抵消了
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：神舟七号发射全程动画
实战演练：
• 火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。