高中物理选修3-5 5反冲运动-火箭课件
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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．
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 有其它形式的能转化为机械能，机械能不守 恒)
三.我国航天事业的发展
东方红一号 一中 人国 是太 空 翟行 志走 刚第
我国自1956年建立了专门的航天研究机构 到现在，火箭技术有了长足的发展。1964 年6月，我国自行研制的运载火箭首次升 空。1970年4月24日，我国第一颗人造卫 星一次发射成功。我国的大型系列运载火 箭以“长征”命名，至今已经完成100多 次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。
酒泉卫星发射中心
发射架
发射场
天宫一号
西昌卫星发射中心
太原卫星发射中心
中国歼-10
• 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。
二、火箭
1.古代火箭 古代火箭的发展经历了哪些阶段？
宋代 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ代 现代
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。
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。
*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。
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
欢迎指导
看 你知道章鱼，乌贼怎样游泳吗？ 图 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 贼
章 鱼
§5 反冲运动
火箭
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
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
Δv = -u(Δm/m)
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、
4.应用
水上飞人
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。
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？ 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 既解决了寿命问题又兼顾了连发精度问题，做到 了合理设计。
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。
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）
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。
美国：F16
美国：隐形“117”
反 冲 运 动 火 箭
反 冲 运 动
1．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 现象叫反冲运动。
2.现代火箭
火箭
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 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。
射出的液体、气体，也可以是固体．
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 有其它形式的能转化为机械能，机械能不守 恒)
三.我国航天事业的发展
东方红一号 一中 人国 是太 空 翟行 志走 刚第
我国自1956年建立了专门的航天研究机构 到现在，火箭技术有了长足的发展。1964 年6月，我国自行研制的运载火箭首次升 空。1970年4月24日，我国第一颗人造卫 星一次发射成功。我国的大型系列运载火 箭以“长征”命名，至今已经完成100多 次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。
酒泉卫星发射中心
发射架
发射场
天宫一号
西昌卫星发射中心
太原卫星发射中心
中国歼-10
• 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。
二、火箭
1.古代火箭 古代火箭的发展经历了哪些阶段？
宋代 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ代 现代
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。
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。
*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。
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
欢迎指导
看 你知道章鱼，乌贼怎样游泳吗？ 图 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 贼
章 鱼
§5 反冲运动
火箭
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
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
Δv = -u(Δm/m)
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、
4.应用
水上飞人
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。
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？ 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 既解决了寿命问题又兼顾了连发精度问题，做到 了合理设计。
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。
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）
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。
美国：F16
美国：隐形“117”
反 冲 运 动 火 箭
反 冲 运 动
1．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 现象叫反冲运动。
2.现代火箭
火箭
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 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。