反冲运动火箭课件人教版选修VIP免费

第5节反冲运动火箭动量守恒定律火箭与反冲运动反冲运动在日常生活和生产技术中应用十分广泛．我国早在宋代就发明了“火箭”．在竹筒里装入火药，把竹筒的前端封闭住，并捆在箭杆上．火药点燃后，燃烧生成的气体以很大速度从筒内向后喷出，箭体向前飞去．约在公元1000年，我国古代就将这种火箭作为兵器使用．到了明代，还制成了原始的二级火箭，在龙体内的第二级火箭是在火箭已经飞到空中以后才点燃的．火箭向前飞行所能达到的最大速度，也就是燃料烧尽时火箭获得的最终速度，它跟什么因素有关呢？根据动量守恒定律，理论上的计算表明，最终速度主要取决于两个条件：一是喷气速度，二是质量比，即火箭开始飞行时的质量与燃料烧尽时的质量之比．喷气速度越大，质量比越大，火箭的最终速度也越大．为了提高喷气速度，需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．质量比与火箭的结构农业灌溉用的自动喷水器如图所示，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管在水的反作用力的推动下会自动旋转，大大增加了喷水的面积．软体动物(例如：鱿鱼)在水中通过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，就会向相反方向游去．火箭是反冲运动的重要应用，它是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的．现代火箭主要由壳体和燃料两大部分组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧时产生的高温高压气体以很大的速度从尾部向后喷出，火箭就向前飞去．和材料有关，现代火箭能达到的质量比不超过10.在现代技术条件下，一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度．所以，要发射卫星，必须采用多级火箭．1．反冲根据________，一个静止的物体在________的作用下分裂成为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向________的方向运动．这个现象叫做反冲．2．火箭(1)喷气式飞机和火箭的飞行应用了________的原理，它们都是靠喷出气流的________而获得巨大速度的．(2)设火箭在时间Δt内喷射燃气的质量是Δm，喷出燃气的速度是u，喷出燃气后火箭质量是m，则由动量守恒定律知火箭获得的速度Δv＝________.可见，火箭喷出燃气的速度u________，火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比________，火箭获得的速度越大．答案：1．动量守恒定律内力相反2．(1)反冲反冲作用(2)－u越大越大Δmm一、反冲运动1．现象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方向运动，这个现象叫做反冲运动．例如：原来静止的大炮，向前发射炮弹后，炮身就要后退；发射火箭时，火箭向下高速喷射气体，使火箭获得向上的速度．2．反冲运动遵循的规律反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量是守恒的．3．反冲运动的应用实例(1)利用有益的反冲运动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．喷气式飞机是靠喷出的气流的反冲作用而获得巨大的速度，等等．(2)避免有害的反冲运动射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性等．4．在讨论反冲运动问题时，应注意以下几点．(1)速度的反向性对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动向必然相反．在列动量守恒方程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的另一部分的速度应取负值．质量为M的物体以对地速度v抛出一个质量为m的物体，研究剩余部分(M－m)对地反冲速度时，设v的方向为正．列出的方程式为mv＋(M－m)v′＝0，得v′＝－v.mM－m由于v′为待求速度，事先可不考虑其方向，由计算结果为负值，表示剩余部分的运动方向与抛出部分速度方向相反．由于我们已明确剩余部分与抛出部分反向，因此可直接列出两部分动量大小相等方程．即上例可列式为mv＝(M－m)v′，v′＝v其中v′为剩余部分速率．(2)速度的相对性反冲运动中存在相互作用的物体间发生相对运动，已知条件中告知的常常是物体的相对速度．在应用动量守恒定律时，应将相对速度转换为绝对速度(一般为对地速度)．mM－m一个静止的质量为...