反冲现象_火箭_课件
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反冲运动、火箭 课件
式中x1、x2是两物体相对同一参考系即地面的位移，根 据题中条件x1、x2能够列出一等式，然后联立求解.
二、反冲运动中的变质量问题的处理方法 【例2】 火箭喷气发动机每次喷出m＝0.2 kg的气体，喷 出气体相对地面的速度为v＝1 000 m/s.设火箭初质量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，火箭在1 律 1．反冲与动量守恒 反冲运动的产生是系统内力作用的结果，两个相互作用的 物体A、B组成的系统，A对B的作用力使B获得某一方向的动 量，B对A的反作用力使A获得相反方向的动量，从而使A沿着 与B运动方向的相反方向运动．在以下三种情况中均可用动量 守恒定律解决反冲运动问题：
二、“人船模型”的处理方法 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．处理“人船模型”问题的关键 (1)利用动量守恒，确定两物体速度关系，再确定两物体 通过的位移的关系． 由于动量守恒，所以任一时刻系统的总动量为零，动量守 恒式可写成m1v1＝m2v2的形式(v1、v2为两物体的瞬时速率)， 表明任意时刻的瞬时速率都与各物体的质量成反比．所以全过 程的平均速度也与质量成反比．进而可得两物体的位移大小与 各物体的质量成反比，即xx21＝mm21.
反冲运动 火箭
一、反冲 1．定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部 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 的现象． 2．特点 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动． (2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量 守恒定律来处理．
3．反冲现象的应用及防止 (1)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷 出时，一边喷水一边旋转． (2)防止：用枪射击时，由于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．
二、反冲运动中的变质量问题的处理方法 【例2】 火箭喷气发动机每次喷出m＝0.2 kg的气体，喷 出气体相对地面的速度为v＝1 000 m/s.设火箭初质量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，火箭在1 律 1．反冲与动量守恒 反冲运动的产生是系统内力作用的结果，两个相互作用的 物体A、B组成的系统，A对B的作用力使B获得某一方向的动 量，B对A的反作用力使A获得相反方向的动量，从而使A沿着 与B运动方向的相反方向运动．在以下三种情况中均可用动量 守恒定律解决反冲运动问题：
二、“人船模型”的处理方法 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．处理“人船模型”问题的关键 (1)利用动量守恒，确定两物体速度关系，再确定两物体 通过的位移的关系． 由于动量守恒，所以任一时刻系统的总动量为零，动量守 恒式可写成m1v1＝m2v2的形式(v1、v2为两物体的瞬时速率)， 表明任意时刻的瞬时速率都与各物体的质量成反比．所以全过 程的平均速度也与质量成反比．进而可得两物体的位移大小与 各物体的质量成反比，即xx21＝mm21.
反冲运动 火箭
一、反冲 1．定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部 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 的现象． 2．特点 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动． (2)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量 守恒定律来处理．
3．反冲现象的应用及防止 (1)应用：农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷 出时，一边喷水一边旋转． (2)防止：用枪射击时，由于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．
课件2：1.6 反冲现象 火箭
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
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
第一章 6 《反冲现象 火箭》课件ppt
要点笔记 人船模型问题中,两物体的运动特点是人走船行、人停船停、人
快船快、人慢船慢。
[典例剖析]
例题2有一只小船停在静水中,船上一人从船头走到船尾。如果人的质量
m=60 kg,船的质量m0=120 kg,船长为l=3 m,则船在水中移动的距离是多少?
水的阻力不计。
解析 设人的平均速度为人 ,船的平均速度为船 ,根据动量守恒有
D．动量增大，速度减小
(
)
【答案】A
【解析】整个过程动量守恒，由于两发炮弹的总动量为零，因而船
的动量不变，又因为船发射炮弹后质量减小，因此船的速度增大，A正
确．
本 课 结 束
。
0 -
2
第 2 次气体喷出后,火箭速度为 v2,有(m0-2m)v2-mv=(m0-m)v1,故 v2=
。
0 -2
第 3 次气体喷出后,火箭速度为 v3,有(m0-3m)v3-mv=(m0-2m)v2,
3
3×0.2×1 000
解得 v3=
=
m/s=2 m/s。
0 -3
300-3×0.2
B.
(1 -2 )+22
C.
(1 -2 )-(1 -2 )
D.
)
解析 炮弹相对地的速度为v0+v2。由动量守恒定律得
Mv1=(M-m)v2+m(v0+v2),得 v0=(1-2 )。
答案 B
问题二
反冲运动的典型应用——人船模型
[情境探究]
人在漂浮在水面上的小船上行走,小船同时向相反的方向运动,把这个情景
方法2:由于每次喷气速度一样,可选整体为研究对象,用动量守恒来求解,设
快船快、人慢船慢。
[典例剖析]
例题2有一只小船停在静水中,船上一人从船头走到船尾。如果人的质量
m=60 kg,船的质量m0=120 kg,船长为l=3 m,则船在水中移动的距离是多少?
水的阻力不计。
解析 设人的平均速度为人 ,船的平均速度为船 ,根据动量守恒有
D．动量增大，速度减小
(
)
【答案】A
【解析】整个过程动量守恒，由于两发炮弹的总动量为零，因而船
的动量不变，又因为船发射炮弹后质量减小，因此船的速度增大，A正
确．
本 课 结 束
。
0 -
2
第 2 次气体喷出后,火箭速度为 v2,有(m0-2m)v2-mv=(m0-m)v1,故 v2=
。
0 -2
第 3 次气体喷出后,火箭速度为 v3,有(m0-3m)v3-mv=(m0-2m)v2,
3
3×0.2×1 000
解得 v3=
=
m/s=2 m/s。
0 -3
300-3×0.2
B.
(1 -2 )+22
C.
(1 -2 )-(1 -2 )
D.
)
解析 炮弹相对地的速度为v0+v2。由动量守恒定律得
Mv1=(M-m)v2+m(v0+v2),得 v0=(1-2 )。
答案 B
问题二
反冲运动的典型应用——人船模型
[情境探究]
人在漂浮在水面上的小船上行走,小船同时向相反的方向运动,把这个情景
方法2:由于每次喷气速度一样,可选整体为研究对象,用动量守恒来求解,设
课件4：1.6 反冲现象 火箭
度v＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次．求
（1）当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？
（2）运动第1 s末,火箭的速度大小是多少?
解析:规定与速度v相反的方向为正方向.
(1)设喷出三次气体后,火箭的速度为v3.
以火箭和喷出的三次气体为研究对象,据动量守恒定律得(m0-3m)v3-3mv=0,
m1 (b a )
m2x－m1(b－a－x)＝0， 解得：
m1 m2
4. 一火箭喷气式发动机每次喷出m=2 000 g的气体,气体离开发动机喷出时相
对火箭的速度v=1 000 m/s.设火箭质量m0=300 kg,发动机每秒钟喷气20次. 求
第一次喷出气体后,火箭的速度大小是多少?
解析:由动量守恒定律知(m0-m)v1+m(v1-v)=0,
使火箭获得巨大的速度．
4．影响火箭获得速度大小的因素
(1)探究：设火箭飞行时在极短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。求火箭获得的速度v。
(2)结论：喷气速度越大，火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火
箭获得的速度越大。
例2、一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速
人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航
天器的重要手段。要实现太空行走这一目标，需要诸多的特殊技术保障。
帮助航天员怀特实现太空行走的是自足式手提机动喷射器。这个装置主要由两
个氧气储罐和一个压力调节器组成，重3.4千克，其中高压氧气推进剂重约0.13
千克。它每秒能产生约181牛的推力，速度为1.82米/秒，相当于普通人慢跑的速
（1）当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？
（2）运动第1 s末,火箭的速度大小是多少?
解析:规定与速度v相反的方向为正方向.
(1)设喷出三次气体后,火箭的速度为v3.
以火箭和喷出的三次气体为研究对象,据动量守恒定律得(m0-3m)v3-3mv=0,
m1 (b a )
m2x－m1(b－a－x)＝0， 解得：
m1 m2
4. 一火箭喷气式发动机每次喷出m=2 000 g的气体,气体离开发动机喷出时相
对火箭的速度v=1 000 m/s.设火箭质量m0=300 kg,发动机每秒钟喷气20次. 求
第一次喷出气体后,火箭的速度大小是多少?
解析:由动量守恒定律知(m0-m)v1+m(v1-v)=0,
使火箭获得巨大的速度．
4．影响火箭获得速度大小的因素
(1)探究：设火箭飞行时在极短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。求火箭获得的速度v。
(2)结论：喷气速度越大，火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火
箭获得的速度越大。
例2、一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速
人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航
天器的重要手段。要实现太空行走这一目标，需要诸多的特殊技术保障。
帮助航天员怀特实现太空行走的是自足式手提机动喷射器。这个装置主要由两
个氧气储罐和一个压力调节器组成，重3.4千克，其中高压氧气推进剂重约0.13
千克。它每秒能产生约181牛的推力，速度为1.82米/秒，相当于普通人慢跑的速
1.6反冲现象火箭课件ppt-人教版高中物理选择性必修第一册
新知探究
知识点 1 反冲现象
答案：m1＋Δmm2v－1 Δm
解析：由动量守恒定律得：(m1＋m2－Δm)v 船－Δmv1＝0 得：v 船＝m1＋Δmm2v－1 Δm。
新知探究
知识点 2 “人船模型”问题
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。
处理“人船模型”问题的关键
知识点 “人船模型”问题
C知．识火点箭吸入反空冲气现维，象然修后向，后排出宇，空航气对员火箭的背反作着用力装推动火有箭 质量为m0＝0.5kg的O2贮气筒，筒内有一个
(3)系统虽然所受外力之和不为零，系统的动量并不守恒，但系统在某一方向上不受外力或外力在该方向上的分力之和为零，则系统的动量在该方向上的分量保持不变，可以在该方
可以使O 以v＝50m/s的速度喷出的喷嘴。宇航员在维修完毕哈勃望 向上应用动量守恒定律。
2 (1)喷出多少O2，宇航员才能安全返回飞船？
现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在Δt的时间内向后喷射的气体的质量为Δm，忽略水的阻力，则喷射出质量为Δm的气体后
新知探究
知识点 3 火箭
(2)以火箭和喷出的 20 次气体为研究对象 (M－20m)v20－20mv＝0 所以 v20＝M2－0m20vm＝13.5m/s 答案：2m/s；13.5m/s
课堂训练
1.运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原 因是( ) A．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭 B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反 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
高中物理精品课件：反冲现象 火箭-课件
x2
m M
m
l
人船模型
x1
v1 v2
x2
①人动船动，人静船静，人快船快， 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
载人的气球原来静止在离地面高为 h 的空中，气球质量为 M，质量为 m 的人要沿气球上的绳梯安全着地，如图所示，则绳梯长 度至少为多长？
反冲现象 火箭
03
火箭
模型分析
假设火箭在地球表面由静止起飞时，在极短 的时间内喷出燃气的质量为△m，喷出的燃 气相对喷气前火箭的速度大小为u，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？
模型分析
在火箭向后喷气的极短时间内，，设喷出燃气后火箭增加的速
喷气式飞机
反
冲
的
应
2017年5月5日，中国第一架国产大型喷气式客机C919
用
顺利完成它的首次飞行。C919是商飞公司按照国际标准研
发、制造的大型喷气式民用飞机，最多可以乘坐190人
（C919得名的原因之一）。
大炮止退犁
反
冲
的
防
中国新型履带式自行榴弹炮炮车的履带表面有较深的突起抓地钩
止
型设计是为了增大摩擦力，止退犁和两个液压缓冲器，都是为了在火
解：规定航天器的速度方向为正方向，发动
机喷气过程中系统动量守恒，故由动量守恒
定律可得： Mv0=(M－m)v2－mv1
易错① 质量变化
解得：
易错② 方向问题
情境探究
两位同学在公园里划船,当小船离码头 大约1.5 m左右时,有一位同学心想:自己 在体育课上立定跳远的成绩从未低过2 m,跳到岸上绝对没有问题,于是她纵身一 跃,结果却掉在水里,她为什么不能如她想 的那样跳上岸呢?(不计水的阻力)
反冲现象 火箭 ppt课件
=[(0.02÷8) x 1000]m/s =2.5m/s
[合作探讨] 如图 16-5-5 所示，是多级运载火箭的示意图，发射时，先点燃第一级火箭， 燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作．
图 16-5-5
探讨1：火箭点火后能加速上升的动力是什么力？
【提示】 燃烧产生的气体高速向下喷出，气体产生的反作用力推动火箭 加速上升．
探讨2：要提升运载物的最大速度可采用什么措施？ 【提示】 提高气体喷射速度，增加燃料质量，及时脱离前一级火箭空 壳．
例题：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃 气的对地喷射速度为V0，燃料燃尽后火箭的速度V为多大？
V=？
解：在火箭发射过程中，内力远大于外力， 所以动量守恒。
m
绳被水平拉直处于静止状态，小球处于最右端。将小球由静止释放，重
力加速度为g，求小球摆到最低点时小车向右移动的距离。
解：当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为s1， 小车向右移动的距离为s2，根据动量守恒有：
ms1=Ms2，s1＋s2=l
解得：
M
m
s1 M m l s2 M m l
水平方向动量守恒
mx1-Mx2=0, 则x1/x2=M/m。（x1--人的位移，x2--船的位移） x1+x2=L 则：x1=ML/(m+M), x2=mL/(M+m) （L--船的长度）
v2 M
v1 m
x1 x2
不论物体做的是匀速运动还是变速运动，结论都是相同的。
L
典例：如图所示，质量m=60 kg的人，站在质量M=300 kg的车的一端，车长L=3 m，相对于地面静止．当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走 到另一端的过程中，车将( A )
[合作探讨] 如图 16-5-5 所示，是多级运载火箭的示意图，发射时，先点燃第一级火箭， 燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作．
图 16-5-5
探讨1：火箭点火后能加速上升的动力是什么力？
【提示】 燃烧产生的气体高速向下喷出，气体产生的反作用力推动火箭 加速上升．
探讨2：要提升运载物的最大速度可采用什么措施？ 【提示】 提高气体喷射速度，增加燃料质量，及时脱离前一级火箭空 壳．
例题：火箭发射前的总质量为M，燃料全部燃烧完后的质量为m，火箭燃 气的对地喷射速度为V0，燃料燃尽后火箭的速度V为多大？
V=？
解：在火箭发射过程中，内力远大于外力， 所以动量守恒。
m
绳被水平拉直处于静止状态，小球处于最右端。将小球由静止释放，重
力加速度为g，求小球摆到最低点时小车向右移动的距离。
解：当小球到达最低点时，设小球向左移动的距离为s1， 小车向右移动的距离为s2，根据动量守恒有：
ms1=Ms2，s1＋s2=l
解得：
M
m
s1 M m l s2 M m l
水平方向动量守恒
mx1-Mx2=0, 则x1/x2=M/m。（x1--人的位移，x2--船的位移） x1+x2=L 则：x1=ML/(m+M), x2=mL/(M+m) （L--船的长度）
v2 M
v1 m
x1 x2
不论物体做的是匀速运动还是变速运动，结论都是相同的。
L
典例：如图所示，质量m=60 kg的人，站在质量M=300 kg的车的一端，车长L=3 m，相对于地面静止．当车与地面间的摩擦可以忽略不计时，人由车的一端走 到另一端的过程中，车将( A )
课件1：1.6 反冲现象 火箭
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：L h s M m h M
课堂小结
反冲 反 冲 运动 现 象 火 箭
火箭
1. 定义： 2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲现象：烟花、射击
1. 发展：从宋代开始 2. 原理：动量守恒定律
在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量
守恒。以火箭的速度方向为正方向，发射前的总动量
为0，发射后的总动量为mv. 燃气的总动量为 -(M-m)v1
由动量守恒得
mv-(M-m)v1=0，v
(M
m)v1 m
(
M m
1)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
第一章 动量守恒定律
6 反冲现象 火箭
学习目标
1.了解反冲现象及反冲现象的典型事例. 2.能够应用动量守恒定律解决反冲现象. 3.了解火箭的飞行原理及决定火箭最终速度大小的 因素．
一、反冲 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的方向运动，这个现象叫做反冲 示例：
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。
我国的火箭发展史： 1975822060年01374— 5年近年月—1现4210月开48月代日2始1—0—5日研—日——究“—“—现—长长东“代“征征风天火神”一5舟箭号州系号一”五列”号洲号运发”际”载射货导发火成运弹射箭功飞发成船射功成功
力，人从船头走到船尾的过程中，问船对地面的位移
M
所以绳的总长为：L h s M m h M
课堂小结
反冲 反 冲 运动 现 象 火 箭
火箭
1. 定义： 2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲现象：烟花、射击
1. 发展：从宋代开始 2. 原理：动量守恒定律
在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量
守恒。以火箭的速度方向为正方向，发射前的总动量
为0，发射后的总动量为mv. 燃气的总动量为 -(M-m)v1
由动量守恒得
mv-(M-m)v1=0，v
(M
m)v1 m
(
M m
1)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
第一章 动量守恒定律
6 反冲现象 火箭
学习目标
1.了解反冲现象及反冲现象的典型事例. 2.能够应用动量守恒定律解决反冲现象. 3.了解火箭的飞行原理及决定火箭最终速度大小的 因素．
一、反冲 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的方向运动，这个现象叫做反冲 示例：
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。
我国的火箭发展史： 1975822060年01374— 5年近年月—1现4210月开48月代日2始1—0—5日研—日——究“—“—现—长长东“代“征征风天火神”一5舟箭号州系号一”五列”号洲号运发”际”载射货导发火成运弹射箭功飞发成船射功成功
力，人从船头走到船尾的过程中，问船对地面的位移
16.5反冲运动-火箭讲课课件
火 箭 人 船 模 型
1飞行的原理---利用反冲运动 2决定火箭最终飞行速度的因素
1运动特点:人动船动，人停船停,人快船快，人慢 船慢，人左船右。 mx 1 Mx2 2公式： x x L
1 2
课堂练习 4 课堂练习6
在静水上浮着一只长为L=3m、质量为M=300kg 的小船，船尾站着一质量m=60kg的人，开始时 人和船都静止。若人匀速从船尾走到船头，不 计水的阻力。则船将（ A ）
列式：Mx1 m（L - x1 )
（A）后退0.5m
（C）后退0.75m
（B）后退0.6m
（D）后退0.8m
A
Mv m
mv B M m
M m C v m
M m v D m
水火箭
水火箭是利用 空气压力把水 从火箭尾部的 喷嘴向下高速 喷出，箭身在 反冲象作用下 快速上升，达 到一定高度, 得到火箭模型。
主要操作人员：韦敬秋
现代火箭
中国
长征系列
火箭飞行最大速度由什么因素决定？
设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质 量为m，火箭燃气的喷射速度为v. 求燃料燃 尽后火箭的飞行速度为v′．
可得公式 ：m1 v1 = m2 v2
课堂练习1
一人静止于完全光滑的冰面上，现欲滑离冰面， 下列可行的方法是（ D ） A 向后踢腿 C 在冰面上滚动 B 手臂向上摆 D 将外衣水平抛出
课堂练习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运动的速度大小为 （ B ）
设人和船的平均速度分别为 v1 、 v2
运动特点:人动船动，人停船停,人快船快， 人慢船慢，人左船右。 上式两端同乘以时间t： mv1t Mv2t
反冲运动-火箭课件-PPT
解析 设任一时刻人与船速度大小分别为 v1、v2，作用前都 静止．因整个过程中动量守恒，
所以有
mv1＝Mv2
而整个过程中的平均速度大小为 v1 、 v2 ，
则有 m v1 ＝M v2 ，称为平均动量守恒．
两边乘以时间 t 有 m v1 t＝M v2 t，即
mx1＝Mx2.
且 x1＋x2＝L，
可求出 x1＝m＋MML；x2＝m＋mML.
v"＝－mvcos 60°＝－0.05 m/s
M－m
负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度 大小是 0.05 m/s.
三、人船模型的特点及应用
【例3】 如图2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?
§5.6 反冲运动
火箭
一、反冲运动
1. 定义： 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
2. 要 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
3. 物理原理： 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 / M ) v 负号就表示作用后的两部分运动方向相反
处所经历 的时间为多少？
0.3
例4：
v
• 如图所示，质量为M的光滑滑块放置在 光滑的水平面上，另一质量m的物体以
速度v向上滑去，物体刚好能到达最高点，
求物体到m达最高点的速度?
第4节、反冲运动-火箭讲课课件
课堂练习
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
课堂练习
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 部分做反冲运动的速度大小为（ B ）
你知道章鱼，乌贼怎样游泳吗？
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
你认为章鱼、乌贼游泳时运用了什么原理
呢？
（反冲）
乌
章
贼
鱼
生活中的反冲运动
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。
第五节、反冲运动 火箭
实验1： 请同学们拿出事先准备好的气球，
吹起来以后用手捏住口，然后突然 放手，观察所发生的现象？
实验2：
将反击式水轮机转轮的原理模型的容 器中加入水，便可观察到容器的旋转？
思考？
这些现象有没有共同之处？若 有，共同点是什么？
1、共同点
（1）、物体在内力的作用下 （2）、一个物体分成两个部分 （3）、两部分运动方向相反
生活中的反冲运动
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。
生活中的反冲运动
火箭
二、火箭
古代火箭.wmv
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？
二、火箭
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。
反冲运动 火箭 课件
是人的质量的 8 倍。从某时刻起，这个人向船尾走去，走到
船中部他突然停止走动。水对船的阻力忽略不计。下列说法
中正确的是
()
A．人走动时，他相对于水面的速度和小船相对于水面的速度
大小相等、方向相反
B．他突然停止走动后，船由于惯性还会继续走动一小段时间
C．人在船上走动过程中，人对水面的位移是船对水面位移的
3．反冲现象的应用及防止 (1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷 出时，一边喷水一边旋转。 (2)防止：用枪射击时，由于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。
火箭
工作原理 火箭的工作原理是 反冲 运动，其 反冲 过程动量守恒。它 是靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前速度的。当火箭推 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。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。当然， 随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，研究时应该取火 箭本身和相互作用的时间内喷出的气体为研究对象。
3．(多选)采取下列措施有利于增大喷气式飞机的飞行速度的是 ()
A．使喷出的气体速度更大 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 解析：把喷气式飞机和喷出的气体看成系统，设原来总质量 为 M，喷出的气体质量为 m，速度是 v，剩余质量(M－m)的 速度为 v′，规定飞机的速度方向为正方向，由动量守恒得 mv－(M－m)v′＝0，v′＝Mm－vm。故 A、C 正确。 答案：AC
A．打开阀门 S1 B．打开阀门 S2 C．打开阀门 S3 D．打开阀门 S4
[解析] 根据水和小车组成的系统动量守恒，原来系统 动量为零，由 0＝m 水 v 水＋m 车 v 车知，小车的运动方向与水 的运动方向相反，故水应向后喷出，选项 B 正确。
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反冲运动
知道什么是反冲运动。 理解并掌握反冲运动的原理。 理解并掌握反冲运动动量守恒。
反冲
定义： 静止或运动的物体分离出一部分物体，使另一部分向相反方向运动的现象 叫做反冲，这种运动叫做反冲运动。
反冲运动中如果属于内力远远大于外力的情况， 可以认为反冲运动中系统动量守恒。
反冲
反冲运动具有什么特点？它遵循什么样的规律？ 静止或运动的物体分离出一部分物体，使另一部分向相反方向运动的 现象叫做反冲，这种运动叫做反冲运动。 反冲运动的特点及遵循的规律： ①物体在内力作用下分为两部分， ②两部分的运动方向相反， ③动量守恒（内力远大于外力）。
多级火箭
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。
火箭的质量比一般小于10，否 则火箭结构的强度就有问题。
但是，这样的火箭达不到发射人 造地球卫星的7.9km/s 的速度。
齐奥尔科夫斯基
苏联科学家齐奥尔科夫斯 基提出了多级火箭的概念 。
多级火箭
把火箭一级一级地接在一起，第一 制导与控制系统
精品 课件
高中物理选择性必修1 第十三章 电磁感应与电磁波初步
反冲现象 火箭
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教学目标 经历实验探究，认识反冲运动，能举出几个反冲运动的实例。
结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；进一步提高运用 动量守恒定律分析和解决实际问题的能力。
知道火箭的飞行原理和主要用途，了解我国的航空、航天 事业的巨大成就，激发学生热爱祖国的情感。
他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。
万户 明（公元1368－1644年）
火箭
知道火箭工作的原理是反冲运动。 会计算火箭的加速度。 知道火箭末速度取决于喷气速度和质量比。 知道如何提高火箭的速度。 知道多级火箭的原理。
火箭
火箭的主要用途： 火箭作为运载工具，例如发射探测仪器、常规弹头和 核弹头、人造卫星和宇宙飞船。 火箭的工作原理： 火箭是利用燃气喷发时的反冲运动遵循动量守恒定律。
反冲
试用理论推导静止的物体经过反冲过程后，分成的两部分的运动方向必然相反。
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 / M )v 负号就表示作用后的两部分运动方向相反。
反冲现象的发生与防止
反冲在生产生活中的应用。
反冲现象的发生与防止
反冲的防止
用步枪射击时要把枪身抵在 肩部，以减少反冲的影响。
生活中的反冲现象
最新一项研究发现，当一个人打喷 嚏时，她或他会将10万个细菌以每 小时100英里的速度喷到空中。
我国早在宋代就发明了火箭。
箭杆上捆一个前端封闭的火药筒， 点燃后生成的燃气以很大速度向后 喷出，箭杆由于反冲而向前运动。
火箭
火箭的飞行是由于火箭喷出的气体向后推周围的空气，空气对火箭有一 个向前的反作用力使火箭前进。这种认识是否正确？ 不正确。 火箭是利用反冲运动来工作的，火箭喷射工作物质时对工作物质有一个 作用力，工作物质又对火箭有一个反作用力，这属于火箭与其工作物质 的内力，而不是与周围空气的作用力。
火箭
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 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。
相对火箭原来的速 度
小物体的动量改变量是多少？ Δmu
人的动量改变量是多少？
Δmu
人的速度改变量是多少？
火箭
火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后火箭的质量为m，火箭燃气的喷射速度 为v1，求燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？ 解：取火箭和里面的燃料组成系统，取燃气的运动方向为正，由动量守恒定律， 得 0=mv+(M-m)v1 即
级燃料用完之后就把箭体抛弃，减
轻负担，然后第二级开始工作，这
样一级一级地连起来，理论上火箭
的速度可以提的很高。
动力系统
实际应用中一般不会超过四级，因 为级数太多时，连接机构和控制机 构的质量会增加很多，工作的可靠 性也会降低。
多级火箭的构造
有效负荷 第3级火箭 第2级火箭
第1级ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ箭
多级火箭
教学重点 知道反冲的定义。 应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。
教学难点 如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。
前情回顾
动量守恒定律的内容是什么？ 如果一个系统不受外力，或者所受合外力为零，这个系统的总动量保持不变。 表达式：
条件：不受外力受合外力为零在某一方向不受外力或合外力为零。
影响火箭飞行速度的因素是什么？
火箭
影响火箭获得速度大小的主要因素： ①火箭的质量比：火箭起飞时的总质量与除燃料外的箭体质量之比。 目前的技术条件下，火箭的质量比在6-10左右。 ②喷气速度： 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。 现代火箭的喷气速度在2000—4000m/s 近期内难以大幅度提高。
农田、园林的喷灌装置能够一边喷 水一边旋转的原因也是反冲作用。
反冲现象的发生与防止
反冲在生产生活中的应用。
发射火箭升空靠的就是燃烧的燃料 从尾部喷出的反冲作用来实现。
反冲现象的发生与防止
反冲的防止
自行火炮装在履带式的车辆上，履带表面有较深的突起抓地钩型设计，摩擦系 数较大，止退，后面安装止退犁。防止反冲，提高准确度。
气球充满气，然后松手放飞，会发生什么现象？ 气体喷出气球反向运动。
塑料瓶的旋转
水顺时针流出， 塑料瓶逆时针转动。
反冲小车
橡皮塞向前喷小车后退。
发射火箭
气体从尾部喷出，火箭向上运动。
以上几个实例中，有什么共同点？
共同特点： 某个物体向某一方向高速喷出大量的气体、液体或弹出一个小物体，从 而使物体本身获得一反向速度。
章鱼能够调整自己的喷水口的方向， 这样可以使得身体向任意方向前进。
反冲现象的发生与防止
反冲在生产生活中的应用。
反击式水轮机是靠水流的反冲作用旋转。
反冲现象的发生与防止
反冲在生产生活中的应用。
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。
反冲现象的发生与防止
反冲在生产生活中的应用。