高中物理 人教版选修3-5:16.4-5 碰撞 、反冲运动、火箭 课件

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人教版高中物理选修3-5 第16章 第5节 反冲运动 火箭(共17张PPT)

人教版高中物理选修3-5 第16章 第5节 反冲运动 火箭(共17张PPT)
向后踢腿 手臂向上摆 在冰面上滚动 将外衣水平抛出
例:若炮管与水平面夹角为α角射击炮弹, 炮身重M,炮弹重m,炮弹射击的速度为 V0,射击后炮身后退的速度为多少?
2、“人船模型”问题
探究:质量为m的人站在质量为M、长为L的静止小船的右 端, 当他向左走到船的左端时,船前进的距离是多少?
定义: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。
谢谢观赏
You made my day!
我们,还在路上……
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
3.
√一个质量为M,底面边长为b的三角形斜面静止于
光滑水平面上,如图所示,有一质量为m的小球由斜
面顶部无初速滑到底部的过程中,斜面移动的距离

12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/8/52021/8/52021/8/5T hursday, August 05, 2021

13、知人者智,自知者明。胜人者有 力,自 胜者强 。2021/8/52021/8/52021/8/52021/8/58/5/2021

14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年8月5日星期 四2021/8/52021/8/52021/8/5
例 :火箭极短时间内喷射的燃气质量
为m,喷射之后火箭质量为M,火箭燃 气的喷射速度为v1,求这极短时间喷射 后火箭的飞行速度v为多大?
影响火箭发射速度的因素有哪些?

人教版高中物理选修3-5第16章第5节16.5反冲 火箭(共15张ppt)

人教版高中物理选修3-5第16章第5节16.5反冲 火箭(共15张ppt)
反冲应用
1.定义:根据动量守恒定律,如果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,另一部 分必然向_相__反___方向运动,这个现象叫做_反__冲__(内力》外力) 2.反冲原理:__动__量__守__恒___定律。系统一部分获得了某一方 向动量,其他部分就在反方向上获得____同__样__大_小___的动量. 3.公式:若初动量为零,则0=___m__1v_1_+__m_2_v_2 ,此式表明, 做反冲运动的两部分的动量大小__相__等__、方向__相__反__,而它 们的速率与质量成__反__比__.
m = 200 g气体,气体离开发动机喷出时对地 速度 ʋ = 1000 m/s,设火箭质量 M = 300 kg,
得:v3
3mv M 3m
2.00 m/s
发动机每秒喷发 20 次。
(2) : (M 20m)v20 20mv 0
⑴ ⑵
当第三次喷出气体后,火箭的速度为多大? 运动第 1 秒末,火箭的速度为多大 ?
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,若提高火箭的速度需要在减轻火箭本0身=m质v量l+上(下-m功2v夫2)。
火这但箭个是起参,飞数这时般 样的小 的质于 火量箭10与还,火是否箭达则除不火燃箭到料发结外射构的人的箭造强体地度质球就量卫有之问星v2比的题叫。7.9m做mk12火mv/箭s1的的速质度量。比。
火箭
现19代56火年6箭月的,主我国要自用行途研:制利的用运火载火箭箭作首为次运升载空工。具, 例1火1的9如.7箭定飞0发年以义行4“射:器月长现探,2是4征代测日反”火,仪冲命箭我运器名是国动、,指第的常至一一典今规种颗型已靠弹人应经喷头造用完射卫和之成高星一核1温一0。弹0高次多头压成次、燃功各气人。种获造我卫得国星卫反的的星作大任和用型务宇力系,宙向列成前飞运功推船载地进.

人教版高中物理选修3-5课件 16.5反冲运动---火箭 (共18张PPT)

人教版高中物理选修3-5课件 16.5反冲运动---火箭 (共18张PPT)


特点:内力远远大于外力,反冲运动中系统动量守恒。
呢? 章鱼能够调整自己的喷水口的方向,这样可以使得身体
根据动量守恒定律有:p' = p
05s,求战士身上受到的平均冲力有多大?
章鱼能够调整自己的喷水口的方向,这样可以使得身体
即 mʋ + Mʋ' = 0 假设火箭发射前的总质量为 M,燃料燃尽后的质
1kg,橡皮塞喷出时速度v=2.
第十二页,共三级
第二级 第一级
第十三页,共18页。
第一节火箭脱离过程
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。
第十四页,共18页。
课堂总结
反冲 反 冲 运动 运 动
火 箭
火箭
1. 定义:向气体喷出的反方向运动 2. 原理:动量守恒定律 3. 常见反冲运动:烟花、喷气式飞机
M
第十六页,共18页。
课堂测试
2.下列运动属于反冲运动的是( BCD)
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
第十七页,共18页。
课堂测试
3.小车总质量(包括橡皮塞)M=3kg,水平喷出
的橡皮塞质量m=0.1kg,橡皮塞喷出时速度v=2.9m
/s,求小车的反冲速度?
05s,求战士身上受到的平均冲力有多大?
物理原理:遵循动量守恒定律。
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。 要提高喷气速度,就要使用高质量的燃料。
1kg,橡皮塞喷出时速度v=2. 解析:作用前的动量 p = 0 作用后的动量 p' = mʋ + Mʋ'

人教版高一物理选修3-5第十六章动量守恒定律第5节反冲运动火箭课件(共29张PPT)

人教版高一物理选修3-5第十六章动量守恒定律第5节反冲运动火箭课件(共29张PPT)

2.如图所示,把弯管装在可旋转的盛水容 器的下部。当水从
弯管流出时,容器就
旋转起来。
【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,他与飞 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。现在他以相对于飞船为u 的 速度把小物体抛出。
(2)在反冲运动中,系统的合外力一般不为 零;但内力远大于外力,可认为反冲运动 中系统动量是守恒的。
3.反冲现象的应用和防止 (1)反冲现象的应用:
农田、园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转, 这是因为水从喷口喷出时,喷管因反冲而旋转。
反击式水轮机是使水从转轮的叶片中流出,使转 轮由于反冲而旋转,从而带动发电机发电。
A.60m
B.70m
C.80m
D.120m
9.如图所示,长为L、质量为M的小船停在 静水中,质量为m的人从静止开始从船头走 到船尾,不计水的阻力,求船和人对地面的 位移各为多少?
x人=ML/(M+m)
x船=mL/(M+m)
10.气球质量为200kg,载有质量为50kg的人, 静止在空中距地面h=20m高的地方,如图所 示,气球下方悬根质量可忽略不计的绳子, 此人想从气球上沿绳慢慢下滑
至地面,为了安全到达地面,
则这根绳长至少为多少米?
(不计人的高度)
绳长为25m
v=-2.5v0
(2)爆炸过程有多少化学能转化为弹片的动能
ΔEk=6.75mv02
7.静止在水平地面上的一门旧式火炮,炮身质 量为1.0×103kg,当火炮以400m/s的水平速度 发射一颗质量为10kg的炮弹时,火炮反冲速度 多大?若火炮与地面动摩擦因数为0.5,火炮 将后退多远距离?

人教版高中物理选修3-5 《16.5反冲运动 火箭》精品课件

人教版高中物理选修3-5 《16.5反冲运动 火箭》精品课件

反 冲
走进历史,感受物理
万户,第一个试图利用 火箭飞行的人。明朝士 大夫万户把47个自制的 火箭绑在椅子上,自己 坐在椅子上,双手举着 2只大风筝,然后叫人 点火发射。设想利用火 箭的推力,加上风筝的 力量飞起。不幸火箭爆 炸,万户也为此献出了 生命。
万户飞天
探究精神
例:火箭在极短的时间内喷射燃气的质量是Δ m, 喷出燃气的速度是u,喷出燃气后火箭的质量是m。 设法算火箭获得的速度Δ v。(忽略阻力和重力的 影响)
例题
2.某人站在静浮于水面的船上,从船头走向船 尾,设水的阻力不计,那么在这段时间内人和 船的运动情况有(AD) A.人匀速走动,船则匀速后退,且两者的速度 大小与他们的质量成反比 B.人匀加速走动,船则匀加速后退,且两者的 速度大小一定相等 C.不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总 是方向相反,大小与他们的质量成正比 D.人走到船尾不再走动,船则停下
第五节 反冲运动 火 箭
反冲运动创新实践展示
一、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。
例题
1、假定冰面是光滑的,一人静止于冰 面中央,他想回到岸边应该怎么办(D)
A、步行 B、挥动手臂 C、在冰面上滚动 D、脱下外衣向岸的反方向抛
反冲运动
二、条件 :不受外力或者极短时间 内力远大于外力
三、原理:动量守恒定律
动物与物理 自然,人类的老师!
水母、章鱼、 乌贼
倒退运动
反 冲
友情提示:尊重传统,适当燃放,注空? 在箭支前端缚上 火药筒,利用火药向 后喷发产生的反冲作 用力把箭发射出去。
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。

人教版物理选修3-5第十六章 动量守恒定律第5节《反冲运动__火箭》教学课件(共13张PPT)

人教版物理选修3-5第十六章 动量守恒定律第5节《反冲运动__火箭》教学课件(共13张PPT)
2、一个静止质量为M的不稳定原子核,当 它放射出质量为m、速度为v的粒子后,原 子核剩余部分的速度为多大?
例1
假设一小型宇宙飞船沿人造卫星的轨道在高空 中作匀速圆周运动,如果飞船沿与其速度相反的方
向抛出一个物体A,则下列说法正确的是( C )
A.A与飞船都可能按原轨道运动 B.A与飞船不可能按原轨道运动 C.飞船运行的轨道半径一定增加,A运动的轨道半径
只有在很短时间内,火箭速度的变化非常小,以 地面为参照物喷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。
演示2
把弯管装在可 以旋转的盛水容器 的下部,当水从弯 管流出时,容器会 怎么运动?
现象:容器会转起来
生活中的“反冲”现 象
生活中的“反冲”现 象
大炮的反冲
飞机的反冲
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)。
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。
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。
法国幻 影”200 0
习题
1、机关枪重8kg,射出的子弹质量为20g, 若子弹的出口速度是1000m/s,则机关 枪的后退速度是多少?
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ห้องสมุดไป่ตู้,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

人教版高中物理选修3-5 第五节反冲运动、火箭(25张ppt)

人教版高中物理选修3-5 第五节反冲运动、火箭(25张ppt)
人教版选修3-5:第十六章 动量守恒定律
第五节 反冲运动 火箭
丹东市第十四中学 孙德发
【新课吹满气
猛然松开,会出现什么现象呢?
【课题】
第五节 反冲运动 火箭
【 现象分析】
水母
水母怎样运动呢?
水母运动
分析:水母运动有何特点?



样 运
m 的粒子后,原子核剩余部分作反冲运
动的速度大小为( B)
Mv
mv
A、
m
B、 M m
M
C、
m
v
m
D、 M m v m
( 练习2) 采取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
反 冲
反冲 1. 定义:物体一分为二反方向运动
2. 规律:动量守恒定律

运动 3. 常见反冲运动:烟花、射击等


1.原理:反冲运动
火 箭
2. 规律:动量守恒定律
火箭
①喷气速度:v
3. 速度 ②质量比M/m
【巩固提高】
1.假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上,现欲
离开冰面,下列方法中可行的是( D )
【课后作业】:
1.解决书后的“问题与练习”
2.通过各种渠道,了解水的反冲运动应用实例。
3.利用课外时间分组制作水火箭。要求:利用网 络资源查阅火箭构造的有关资料,完成水火箭的 制作。材料自备。
丹东市第十四中学
2017年5月
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

人教版高中物理选修3--5第十六章动量守恒定律16-5反冲运动 火箭(共34张PPT)

人教版高中物理选修3--5第十六章动量守恒定律16-5反冲运动 火箭(共34张PPT)

优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版高 中物理 选修3- -5第十 六章动 量守恒 定律16 -5反冲 运动 火箭(共34张PPT)
美国:F16
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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。
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3--5第十六章动量守恒定律16-5反冲运动 火箭(共34张PPT) 气,可以得到超过音速的飞行速度。
法国“幻影”2000
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优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版高 中物理 选修3- -5第十 六章动 量守恒 定律16 -5反冲 运动 式水轮机的蜗壳
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人教版物理选修3-5第十六章第5节反冲运动 火箭课件(13张)

人教版物理选修3-5第十六章第5节反冲运动 火箭课件(13张)

1. 定义:内力作用;向相反方
反 反冲 向运动;与质量反比
冲 运动 2. 原理:动量守恒定律

3. 常见反冲运动:烟花、射击

1. 发展:从宋代开始
火 箭
火箭 2. 原理:动量守恒定律
①喷气速度:u
3. 速度 ②质量比M/m
3.如图所示,一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑 水平面上,斜面体质量为M,顶端高度为h.今有 一质量为m的小物体,沿光滑斜面下滑,当小物 体从斜面顶端自由下滑到底端时,斜面体在水平 面上移动的距离是( C)
A.Mm+hm
mhcot α
C. M+m
B.MM+hm
Mhcot α
D. M+m
课堂小结
第十六章 动量守恒定律
第5节 反冲运动 火箭
一、反冲
1、定义:
静止的物体在内力作用下分裂为两部分, 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。
推导: 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
A.
m M
v0
B.
M m
v0
C.
M M
m
v0
D.
m M
m
v0
例3.一炮艇总质量为M,以速度v0匀速行驶,从艇上 以相对炮艇的水平速度v沿前进方向发射一质量为m 的炮弹,射出炮弹后炮艇的速度为v′,若不计水的 阻力,则下列各关系式中正确的是( A)D
A.Mv0=Mv′+mv B.Mv0=(M-m)v′+mv C.Mv0=(M-m)v′+m(v+v0) D.Mv0=(M-m)v′+m(v+v′)

人教版高中物理选修3-5 《16.5反冲运动 火箭》精品课件

人教版高中物理选修3-5 《16.5反冲运动 火箭》精品课件

作业布置
完成课本24页 问题与练习1. 2. 3
学以致用


若实验中,小车甲、乙的质量分别为m1=1kg, m2=0.8kg,分离瞬间甲车的速率为v1=0.6m/s,求此时 乙车的速度大小。
问题二:
在实际生活中有很多反冲的现象和 实例,请你说说你所了解的生活中的反 冲运动。
反击式水轮机
二、火箭
火箭是利用了反冲原理。
问题三:如何提高火箭的发射速度?

m m
u
问题三:如何提高火箭的发射速度?
通过表达式v m u ,说明火箭所获得的速度与哪些因素有关? m
(1)u越大,
m
越大火箭获得的速度越大。
m
(2)现代火箭的喷气速度在2000~4000m/s
(3)火箭起飞时的质量与火箭除去燃料外的壳体质量之比叫做火 箭的质量比,这个参数一般小于10 。
问题一:
1. 三个实验有什么共同点? 2. 实验中物体系的运动遵循什么物理规律?
一、反冲运动
1、特点: (1)内力作用 (2)一分为二 (3)两部分运动方向相反
2、定义:一个静止的物体在内力的作用下分裂 为两个部分,一部分向某个方向运动,另一部 分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。
3、遵循的规律:动量守恒定律
如果火箭飞行时在极短的时间∆t 内喷射燃气的质 量是∆m,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。请计算这样一次喷气后火箭增 加的速度∆v。(忽略阻力和重力的影响)
解:火气前的火箭为参考系,
根据动量守恒定律,
0 = m∆v+∆mu
解得
∆v=
(4)提高火箭发射速度的有效方法是: 多级火箭

人教版高中物理选修3-5课件 16.5《反冲运动 火箭》 课件

人教版高中物理选修3-5课件 16.5《反冲运动 火箭》 课件
解:以人和气球为系统,在人沿绳梯着 地的过程中动量守恒,即:
mh = Ms (s 为气球上升位移 解得:s )m h M 所以绳的总长为:Lhs Mmh
M
反冲 1. 定义:向气体喷出的反方向运动
反 冲 运
运动
2. 原理:动量守恒定律 3. 常见反冲运动:烟花、射击


1. 发展:从宋代开始

2. 原理:动量守恒定律
v(Mm)v1 m
M (m1)v1
燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比
M/m共同决定。要提高喷气速度,就要使用高质量的燃料
。 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。
漫漫“长征”路:长征系列运载火箭发展史
第一节火箭脱离过程
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。
中国新型自 行榴弹炮
利用:
例1. 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?
vm v0.021000m /s=2.5m /s M8
二、火 箭
1. 古代火箭
2. 现代火箭
火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么 有关呢?
假设火箭发射前的总质量为 M,燃料燃尽后的 质量为 m,火箭燃气对地的喷射速度为 v1,燃料燃 尽后火箭的飞行速度 v 为多大?
13. 5 m/s
4. 如图, B 为光滑斜面,质量为 M,倾角 θ,斜面长为 s,一个物体 A,质量为 m,由斜面顶端自由下滑,求当 A 物体滑到斜面底端时,斜面移动的距离为多少?(设 水平面光滑)
ms cos

人教版高二物理选修3-5课件:16.4-碰撞 16.5--反冲运动--火箭(共23张PPT)

人教版高二物理选修3-5课件:16.4-碰撞 16.5--反冲运动--火箭(共23张PPT)
16.5反冲运动-火箭
2020/6/11
1
实验 :
把气球吹满气,猛一松手,会出现什么情形呢?
2020/6/11
2
2020/6/11
v0
θ
3
一、反冲运动
1.定义:
当物体在内力作用下分裂为两个部 分时,一部分向某一方向运动而另一部 分向相反方向的运动。
2020/6/11
4
一、反冲运动
2、规律:
由于:F内>>F外,所以:
2020/6/11
15
现代火箭
2020/6/11
16
火箭的速度
假设火箭飞行时在极短时间Δt内喷射燃料的 质量是m,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。试计算火 箭在这样一次喷气后增加的速度Δv。 解析:以喷气前火箭为参考系。喷气前火箭 的动量是0,喷气后火箭的动量是MΔv,燃 气的动量是m v。根据动量守恒定律得
榴弹炮
2020/6/11
22
二、火箭
火箭的速度
vu m M
影响火箭速度的因素:
影响火箭速度的因素: M m
1、喷气速度,
M
2、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)
2020/6/11
23
MΔv + m u = 0即: vu m
M
2020/6/11
17
vu m 影响火箭速度的因素: M
影响火箭速度的因素: M m
1、喷气速度,
M
2、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)
1、要提高u,用液体燃料液氢,用液氧做氧化剂。 2、目前一级火箭的质量比在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。

人教版物理选修3—5 16.5反冲运动-火箭(共24张PPT)

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实 验:
把气球吹满气,猛一松手,会出现什 么情形呢?
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3.反冲运动的应用和防止
(1)应用:灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、
火箭等都是反冲的重要应用. 1.灌溉喷水器:当水从弯管的喷嘴喷出时, 弯管因反冲而旋转,可以自动地改变喷水 的方向.
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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。
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人教版高中物理选修3-5第十六章16.5 反冲运动 火箭(共14张PPT)

人教版高中物理选修3-5第十六章16.5  反冲运动   火箭(共14张PPT)

解析 火箭与被喷气体组成的系统不受外力作用,动量守恒。以v0方向为正方
向,设喷出第一次气体后火箭速度为v1,应用动量守恒定律,对第一次喷气过
程有:

Mv0=-m(u-v1)+(M-m)v1,
v0
v1
得火箭喷出第一次气体后的速度为
m v1 v0 M u
u-v1
物理情景: 一门大炮,炮身质量M,炮弹质量m, 炮弹水平射出时相对于地面的速度为 v0,不计炮身与地面的摩擦,求炮身 向后反冲的速度v?
0 mv0 Mv v mv0 M
中国新型自行榴弹炮装在履带式的车辆上且履带表面有较深的突起抓 地钩型设计是为了增大摩擦力,止退。止退犁和两个液压缓冲器,都是 为了提高火炮连射时的命中精度而精心设计的。
多 级 火 箭
反冲的应用——水上飞行器
二、人船模型
如图,长为l ,质量为M的船停在静水中,一个质量为m的人(可视为质点)
从静止开始从船头走向船尾,不计水的阻力,求船和人相对地面的位移各
是多少?
x1
0 mv1 Mv2
v1
0 mv1 t Mv2 t
v2
0 mx1 Mx2
x2
x1 x2 l
①人动船动,人静船静,人快船快,
x1
M M
m
l
x2
ml M m
人慢船慢,人左船右;
②速度比等于质量的反比, x1 M 位移比等于质量的反比; x2 m
例:火箭相对地面匀速飞行的速度为v0,某时刻的总质量为M,现火箭发动机向 后喷出气体,若每次喷出的气体质量恒为m,相对于火箭的速度大小恒为u,不
计空气阻力,求第一次气体喷出后火箭的速度为多大?
反冲的应用——火箭
火箭获得的速度与那些因素有关呢?

高中物理选修3-5:16.5《反冲运动-火箭》+课件

高中物理选修3-5:16.5《反冲运动-火箭》+课件
16.5反冲运动 火箭
一 反冲运动:
内力 的作 定义:一个静止的物体在_______ 用下分裂为两个部分,一个部分向某个 必然向相反的方向 方向运动,另一部分______________ 运动,这个运动称为反冲运动。
反冲的应用
反冲的防止:
二 火箭的发射与反冲运动:
设静止火箭在极短的时间内喷射燃气的质量为 △m,喷出燃气的速度为u,喷出燃气后火箭的 质量为m,计算火箭在这样一次喷气后的速度v?
例题: 水平方向射击的大炮,炮身重450Kg, 炮弹重5Kg,炮弹射击的速度为450m/s, 则射击后炮身后退的速度为多大?
课堂反馈:
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 )
课堂反馈:
2.假定冰面是光滑的,某人站在冰冻 河面的中央,他想到达岸边,则可行 的办法是 ( ) A.步行 B.挥动双臂 C.在冰面上滚动 D.脱去外的 长木板一端,并沿板的方向朝另一端 跳,在下列情况下,青蛙一定不能跳 过长木板的是 ( ) A.木板的上表面光滑而底面粗糙 B.木板的上表面粗糙而底面光滑 C.木板的上下表面都粗糙 D.木板的上下表面都光滑
课堂反馈:
4、采取下列哪些措施有利于增加喷 气式飞机的飞行速度 ( ) 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
5.静止的实验火箭,总质量为M, 当它以对地速度v0喷出质量为Δm的 高温气体后,火箭的速度为 ( ) A.Δmv0/(M-Δm); B.—Δmv0/(M-Δm); C.Δmv0/M D.—Δmv0 /M
课堂反馈:
3、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

人教版高中物理选修3-5第16章《动量守恒定律》16.5《反冲运动 火箭》课件

人教版高中物理选修3-5第16章《动量守恒定律》16.5《反冲运动  火箭》课件

【解析】法一: (1) 喷出气体运动方向与火箭运动方向相反, 系统动量可认为守恒. 第一次气体喷出后,火箭速度为 v1. mv (M-m)v1-mv=0 所以 v1= M- m 第二次气体喷出后,火箭速度为 v2, 有(M-2m)v2-mv=(M-m)v1 2mv 所以 v2= . M-2m 第三次气体喷出后,火箭速度为 v3, 有(M-3m)v3-mv=(M-2m)v2 3mv 3×0.2×1 000 所以 v3= = m/s≈2 m/s. M-3m 300-3×0.2
(2)质量比:火箭起飞时的质量与火箭除 去燃料外的壳体质量之比叫做火箭的质量比, 这个参数一般小于10。
4.多级火箭
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,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。
现代火箭: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。
火箭及其结构示意图
3.火箭用途:运载工具
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。
发射人造地球卫星
运送载人飞船
运载空间站
运载探测器
思考与讨论
设火箭在Δt时间内喷射燃气的质 量是Δm,喷出燃气的速度是u,喷出 燃气后火箭的质量是m。设法算火箭在 一次喷气后增加的速度Δv。 (忽略阻力和重力的影响)
第一节火箭脱离过程
典例探究
火箭的原理:动量守恒定律。
【例2】一火箭喷气发动机每次喷出m=200 g的气 体,喷出的气体相对地面的速度v=1 000 m/s。设此 火箭初始质量M=300 kg,发动机每秒喷气20次, 在不考虑地球引力及空气阻力的情况下: (1)当第三次气体喷出后,火箭的速度多大? (2)火箭发动机1 s末的速度是多大?
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解法一:用牛顿运动定律和匀变速直线运动公式求解. 设列车的牵引力为 F,列车前段和脱钩车厢所受的阻力分 别为 f1 和 f2,脱钩后它们的加速度大小分别为 a1 和 a2,从脱钩 到脱钩车厢停下所经时间为 t.对列车前段和脱钩车厢分别应用 牛顿第二定律,有:F-f1=(M-m)a1,f2=ma2,列车原来做 匀速直线运动,有 F=f1+f2,由以上三式可得(M-m)a1=ma2, 又有 a1=v′t-v,a2=vt ,所以(M-m)v′t-v=mvt .解得脱钩 车厢停下时列车前段的速度为 v′=MM-mv.
碰撞的常见模型
相互作用的两个物体在很多情况下皆可当作碰撞处理.对 相互作用中两物体相距恰“最近”“最远”或恰上升到“最高 点”等一类临界问题,求解的临界条件都是“速度相等”,相 当于完全非弹性碰撞模型.具体分析如下:
(1)在右图中,光滑水平面上的A物体以速度v去撞击静止 且一端带有弹簧的B物体,A、B两物体相距最近时,两物体速 度必定相等,此时弹簧最短,其压缩量最大,弹性势能最大.
碰撞过程中,动能不增加,则(注意 Ek=2pm2 ) p2甲 + p2乙 ≥p甲′2+p乙′2, 2m甲 2m乙 2m甲 2m乙 即25m2甲+27m2乙≥22m2甲+21m02乙.
解得 m 乙≥5211m 甲. 综上可得 m 甲与 m 乙的关系为5211m 甲≤m 乙≤5m 甲. 答案:C
反思领悟:碰撞过程受多个物理规律的制约,在判断碰撞 过程中的可能性问题时,应从以下三方面进行分析:
A.pA′=6 kg·m/s,pB′=6 kg·m/s B.pA′=3 kg·m/s,pB′=9 kg·m/s C.pA′=-2 kg·m/s,pB′=14 kg·m/s D.pA′=-4 kg·m/s,pB′=17 kg·m/s
【答案】A
【解析】从碰撞前后动量守恒 pA+pB=pA′+pB′验证, A、B、C 三种皆有可能.从总动能只有守恒或减少来看,即2pm2AA +2pm2BB≥p2Am′A2+p2Bm′B2来看,只有 A 可能.
则子弹和 A 获得的共同速度为 v1=mm+vm0 A=mm+v30m=v40.
二是A(包括子弹)以v1的速度开始压缩弹簧.在这一过程 中,A(包括子弹)向右做减速运动,B向右做加速运动.当A(包 括子弹)的速度大于B的速度时,它们间的距离缩短,弹簧的压 缩量增大;当A(包括子弹)的速度小于B的速度时,它们间的距 离增大,弹簧的压缩量减小,所以当A(包括子弹)的速度和B的 速度相等时,弹簧被压缩到最短,在这一过程中,系统(A、子
反,将碰后球1的动能和动量的大小分别记为E1、p1,球2的动
能和动量的大小分别记为E2、p2,则必有( )
A.E1<E0
B.p1<p0
C.E2>E0
D.p2<p0
【答案】AB
【解析】两个钢球组成的系统在碰撞过程中动量守恒,设 钢球 1 初动量的方向为正方向,由动量守恒定律得:p0=-p1 +p2,碰后球 2 的动量 p2=p0+p1,可见 p2>p0,则选项 D 错误.碰 后系统的机械能不增加,即 E1+E2≤E0,必有 E1<E0,E2<E0, 则选项 A 正确,选项 C 错误.由 p= 2mEk,结合 E1<E0,得 p1<p0,则选项 B 正确.故正确选项为 A、B.
(2)在右图中,质量为M的滑块静止在光滑水平面上,滑 块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为m的小球以速度v0 向滑块滚来.设小球不能越过滑块,则小球到达滑块上的最高 点时(即小球的竖直速度为零),两物体的速度必定相等(方向水 平向右).
(3)如右图所示,物体A以速度v0滑上静止在光滑水平面上 的小车B,当A在B上滑行的距离最远时(设车足够长),A、B两 物体相对静止,A、B两物体的速度必相等.
(4)对于弹性碰撞,碰撞前后无动能损失;对非弹性碰 撞,碰撞前后有动能损失;对于完全非弹性碰撞,碰撞前后动 能损失最大.
2.分析碰撞问题的几条原则 (1)碰撞前后动量守恒,即p1+p2=p1′+p2′.
(2)动能不能增加,即 Ek1+Ek2≥Ek1′+Ek2′或2pm211+2pm222 ≥p21m′12+p22m′22.
碰撞特点的理解与分析
1.碰撞的特点 (1)发生碰撞的物体间一般作用力很大,作用时间很短, 各物体作用前后各种动量变化显著,物体在作用时间内位移可 忽略. (2)即使碰撞过程中系统所受合力不等于零,由于内力远 大于外力,作用时间又很短,所以外力的作用可忽略,认为系 统在碰撞瞬间动量是守恒的.
(3)若碰撞过程中没有其他形式的能转化为机械能,则系 统碰后的总机械能不可能大于碰前系统机械能.
(1)碰撞前后的状态要符合具体的物理情景; (2)碰撞过程中要遵循动量守恒定律; (3)碰撞前后符合能量关系,即总动能满足Ek前≥Ek后.
1.质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同 一方向运动,A球的动量是7 kg·m/s,B球的动量是 5 kg·m/s,A球追上B球发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可 能值是( )
二、散射 1.定义:微观粒子碰撞时,微观粒子相互接近时并不发 生________而发生的碰撞. 【答案】直接接触 2.散射方向: 由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率________,所以 ________粒子碰撞后飞向四面八方. 【答案】很小 多数
三、类碰撞问题 在实际问题中,有些物体间的相互作用类似于________的 现象.如物体间由不可伸长的绳相连接时,当绳突然绷紧后, 两物体的________相等; 物体间由弹簧相连接时,当弹簧从自由长度到最短或最长 时,两物体的________相等. 【答案】碰撞 速度 速度
(3)速度要符合情景:如果碰撞前两物体同向运动,则后面 物体速度必大于前面物体速度;碰撞后,原来在前的物体速度 一定增大;碰撞后两物体若同方向运动,后面物体的速度应小 于或等于前面物体的速度,即 v 后′≤v 前′.
1.(多选)在光滑的水平面上,动能为E0、动量的大小为p0 的钢球1与静止钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相
完全弹性碰撞的规律
完全弹性碰撞应该满足动量守恒定律和机械能守恒定律, 联立两方程可解.下面以一运动小球撞击一静止小球为例:质 量为 m1 的物体,以速度 v1 与原来静止的质量为 m2 的物体发生 弹性正碰,如图所示,
设碰撞后它们的速度分别为 v1′和 v2′. 根据动量守恒定律得 m1v1=m1v1′+m2v2′, 根据机械能守恒定律得12m1v21=21m1v1′2+12m2v2′2, 由以上两式解得碰撞结束时:v1′=mm11-+mm22v1,① v2′=m21+m1m2v1.② 讨论:(1)当 m1=m2 时,即两物体的质量相等时,由①② 两式得:v1′=0,v2′=v1,即两者的速度互换.
3.(2018 辽宁三模)如图所示,质量为 m 的小球 A 静止于
光滑水平面上,在 A 球与墙之间用轻弹簧连接.现用完全相同
的小球 B 以水平速度 v0 与 A 相碰后粘在一起压缩弹簧.不计 空气阻力,若弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为 E,从球 A
被碰后开始到回到原静止位置的过程中墙对弹簧的冲量大小
2.按碰撞前后,物体的运动方向是否沿同一直线分为: (1)对心碰撞(正碰):碰撞前后,物体的运动方向与两球心 的连线________________. (2)非对心碰撞(斜碰):碰撞前后,物体的运动方向与两球 心连线________________. 【答案】(1)在同一直线上 (2)不在同一直线上
解法二:用动量守恒定律求解. 列车匀速行驶,合外力为零.车厢脱钩后,机车的牵引力 不变,则在脱钩车厢停下前,包括脱钩车厢在内的整段列车所 受合外力为零,因而动量守恒,有:Mv=(M-m)v′,解得 v′ =MM-mv.故脱钩车厢停下时,列车前段的速度为M-M mv. 体会:采用牛顿运动定律和匀变速直线运动公式解题过程 要繁琐得多,用动量守恒定律求解简捷方便,体现了用它解题 的优越性.
一、碰撞的分类 1.按碰撞过程中机械能是否守恒分为: (1)弹性碰撞:碰撞过程中机械能________,即碰撞前后 系统的总动能________. (2)非弹性碰撞:碰撞过程中机械能________,碰撞后系 统的总动能________碰撞前的总动能. (3)完全非弹性碰撞:碰撞后两物体_______,具有______ 的速度,这种碰撞系统损失动能最多. 【答案】(1)守恒 不变 (2)不守恒 小于 (3)合在一起 相同
为 I,则下列表达式中正确的是( )
A.E=12mv20,I=mv0
B.E=12mv20,I=2mv0
C.E=14mv20,I=mv0
D.E=14mv20,I=2mv0
【答案】D
解析:A、B 碰撞过程,取向左为正方向,由动量守恒定 律得 mv0=2mv,碰撞后 AB 一起压缩弹簧,当 AB 的速度减至 零时弹簧的弹性势能最大,由能量守恒定律得最大弹性势能 E =12·2mv2,联立解得 E=14mv20,从球 A 被碰后开始到回到原静 止位置的过程中,取向右为正方向,对 A、B 及弹簧整体,由 动量定理得 I=2mv-(-2mv)=4mv=2mv0.故选 D.
2.在光滑的水平面上,质量为m1的小球A以速度v0向右 运动.在小球A的前方O点有一质量为m2的小球B处于静止状 态,如图所示.小球A与小球B发生正碰后小球A、B均向右运 动.小球B被在Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇,PQ= 1.5PO.假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性 的,求两小球质量之比m1∶m2.
第十六章 动量守恒定律
16-4 碰撞 16-5 反冲运动 火箭
16-4 碰撞
通过前面的学习,我们已知道可以从牛顿运动定律推导出 动量守恒定律,请用两种方法求解下面的题目,体会用两种观 点解决问题的优缺点.
题目:总质量为M的列车在平直轨道上以速度v匀速行 驶,尾部有一节质量为m的车厢突然脱钩.设机车的牵引力恒 定不变,则脱钩车厢停下时,列车前段的速度v′为多大?
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