高中物理选修5反冲运动火箭ppt课件
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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
22
三.我国航天事业的发展
东方红一号
注:被分离的一部分物体可以是高速喷 射出的液体、气体,也可以是固体.
4
2. 特 点:
a. 内力作用下
系统所受合外力为零或在某一方向 上所受合外力为零。则在全过程中 动量守恒(或单方向动量守恒); 内力远大于合外力
b. 一个物体分为两个部分
c.两部分运动方向相反
3. 原理: 遵循动量守恒定律
作用前:P = 0 作用后: P' = m v + M V 则根据动量守恒定律有: P' = P 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
24
酒泉卫星发射中心
发射架
发射场
天宫一号
25
西昌卫星发射中心
26
太原卫星发射中心
27
28
中国歼-10
29
• 美政府智库——“美国科学家联盟”认为,歼-10优于台军 的主力战机。歼-10最大巡航速度2.2马赫,升限18000米, 作战半径1100公里,最大航程2500公里,可以接受空中 加油,从而使得航程倍增,整体性能优于台湾空军列装的 F-16A和“幻影2000-5”。尽管在未来台海冲突中,战机 的可靠性、电子设备性能、人员素质、战术训练与美军的 驰援等,都是胜负的关键,但是中国大陆一旦大量装备歼 -10来压制台湾,台海的空中力量对比将迅速向大陆倾斜。 《汉和防务评论》杂志认为,歼-10在研制过程中的各 项技术标准,都是立足于赶超台湾空军F-16A/B战斗机的。 经过综合评估,歼-10已领先F-16A/B。在发动机方面, 歼-10战机的发动机推力已经接近F16C/D战斗机的动力标 准,明显高于台军使用的F-16A/B战斗机。这意味着歼10比F-16A/B战机能更加快速地升空,携带更多弹药,在 空中格斗中占据机动性能优势。
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
Δv = -u(Δm/m)
18
通过Δv = -Δmu/m式可以看出火
箭所获得的速度与哪些因素有关? u越大、
Δm/m越大:即火箭喷出的质量与喷出燃气后火 箭质量之比越大。
火箭获得的速度越大。
19
影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢?
* 燃气喷射的速度(现代火箭喷气速度在
2000~4000m/s)
如何提高火箭燃气的喷射速度?(有限)
既解决了寿命问题又兼顾了连发精度问题,做到
了合理Hale Waihona Puke Baidu计。
11
二、火箭
12
1.古代火箭
古代火箭的发展经历了哪些阶段?
宋代
明代
现代
13
火箭模型
明(公元1368-1644年)。 长108厘米。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。
14
最早的载人火箭的记 录是明代一名叫万户 的人,他坐在绑有几 十支火箭的椅子上。 手拿两个大风筝,叫 人点燃火箭,想使自 己飞上天去,但他失 败了,而且为此献出 了生命。他的为科学 献身的精神是令人敬 佩和值得我们学习的。
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。
17
例1
火箭飞行时在极短时间Δt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。求这次喷气后火箭获得的 速度Δv。(忽略阻力和重力的影响) 解:以喷气前的火箭为参考系
由动量守恒得:0=mΔv + Δmu
15
2.现代火箭
火箭
16
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
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。
*火箭的质量比(即火箭起飞时的质量与火箭 除燃料外的箭体质量之比)。
注: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(达不到7.9km/s) ,必 须用多级火箭。
一中
人国
是太
空
翟 志 刚
行 走 第
23
年建立了专门的航天研究机构1956我国自 1964到现在,火箭技术有了长足的发展。 月,我国自行研制的运载火箭首次升6年 日,我国第一颗人造卫24月4年1970空。 星一次发射成功。我国的大型系列运载火 多次100命名,至今已经完成”长征“箭以 各种卫星的发射任务,成功地实现了载人 航天飞行,并在国际航天市场占有一席之 地。我国的火箭技术已经跨入了世界先进 行列。
30
31
美国:F16
32
美国:隐形“117”
33
1.定义:静止或运动的物体分离出一部
欢迎指导
1
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
2
§5 反冲运动
火箭
3
一、反冲运动
1. 定义: 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
有其它形式的能转化为机械能,机械能不守
恒)
5
4.应用
6
水上飞人
7
8
5.防止
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。
9
10
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?
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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
22
三.我国航天事业的发展
东方红一号
注:被分离的一部分物体可以是高速喷 射出的液体、气体,也可以是固体.
4
2. 特 点:
a. 内力作用下
系统所受合外力为零或在某一方向 上所受合外力为零。则在全过程中 动量守恒(或单方向动量守恒); 内力远大于合外力
b. 一个物体分为两个部分
c.两部分运动方向相反
3. 原理: 遵循动量守恒定律
作用前:P = 0 作用后: P' = m v + M V 则根据动量守恒定律有: P' = P 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
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酒泉卫星发射中心
发射架
发射场
天宫一号
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西昌卫星发射中心
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太原卫星发射中心
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中国歼-10
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• 美政府智库——“美国科学家联盟”认为,歼-10优于台军 的主力战机。歼-10最大巡航速度2.2马赫,升限18000米, 作战半径1100公里,最大航程2500公里,可以接受空中 加油,从而使得航程倍增,整体性能优于台湾空军列装的 F-16A和“幻影2000-5”。尽管在未来台海冲突中,战机 的可靠性、电子设备性能、人员素质、战术训练与美军的 驰援等,都是胜负的关键,但是中国大陆一旦大量装备歼 -10来压制台湾,台海的空中力量对比将迅速向大陆倾斜。 《汉和防务评论》杂志认为,歼-10在研制过程中的各 项技术标准,都是立足于赶超台湾空军F-16A/B战斗机的。 经过综合评估,歼-10已领先F-16A/B。在发动机方面, 歼-10战机的发动机推力已经接近F16C/D战斗机的动力标 准,明显高于台军使用的F-16A/B战斗机。这意味着歼10比F-16A/B战机能更加快速地升空,携带更多弹药,在 空中格斗中占据机动性能优势。
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
Δv = -u(Δm/m)
18
通过Δv = -Δmu/m式可以看出火
箭所获得的速度与哪些因素有关? u越大、
Δm/m越大:即火箭喷出的质量与喷出燃气后火 箭质量之比越大。
火箭获得的速度越大。
19
影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢?
* 燃气喷射的速度(现代火箭喷气速度在
2000~4000m/s)
如何提高火箭燃气的喷射速度?(有限)
既解决了寿命问题又兼顾了连发精度问题,做到
了合理Hale Waihona Puke Baidu计。
11
二、火箭
12
1.古代火箭
古代火箭的发展经历了哪些阶段?
宋代
明代
现代
13
火箭模型
明(公元1368-1644年)。 长108厘米。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。
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最早的载人火箭的记 录是明代一名叫万户 的人,他坐在绑有几 十支火箭的椅子上。 手拿两个大风筝,叫 人点燃火箭,想使自 己飞上天去,但他失 败了,而且为此献出 了生命。他的为科学 献身的精神是令人敬 佩和值得我们学习的。
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。
17
例1
火箭飞行时在极短时间Δt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。求这次喷气后火箭获得的 速度Δv。(忽略阻力和重力的影响) 解:以喷气前的火箭为参考系
由动量守恒得:0=mΔv + Δmu
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2.现代火箭
火箭
16
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
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。
*火箭的质量比(即火箭起飞时的质量与火箭 除燃料外的箭体质量之比)。
注: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(达不到7.9km/s) ,必 须用多级火箭。
一中
人国
是太
空
翟 志 刚
行 走 第
23
年建立了专门的航天研究机构1956我国自 1964到现在,火箭技术有了长足的发展。 月,我国自行研制的运载火箭首次升6年 日,我国第一颗人造卫24月4年1970空。 星一次发射成功。我国的大型系列运载火 多次100命名,至今已经完成”长征“箭以 各种卫星的发射任务,成功地实现了载人 航天飞行,并在国际航天市场占有一席之 地。我国的火箭技术已经跨入了世界先进 行列。
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美国:F16
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美国:隐形“117”
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1.定义:静止或运动的物体分离出一部
欢迎指导
1
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
2
§5 反冲运动
火箭
3
一、反冲运动
1. 定义: 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
有其它形式的能转化为机械能,机械能不守
恒)
5
4.应用
6
水上飞人
7
8
5.防止
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。
9
10
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?