反冲运动-火箭(公开课)精讲PPT参考课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,*,请认真观察实验现象,看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。,探究一、,实验一、实验二中，气球、炮筒为什么会向后退呢？实验三中水轮机为什么会旋转起来呢？,小组合作讨论,1,4/30/2025,反冲运动 火箭,2,4/30/2025,一、反冲运动,一、反冲运动（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。,二、特点：,1,、系统动量守恒,2,、系统动能增加,3,4/30/2025,问题一：实验二中，小车与地面间是否有摩擦力？这个力是外力还是内力？这个力与爆炸力相比如何,?,合作讨论一,有,外力,非常小,问题二：,以上系统动量是否守恒，如果守恒，守恒原理是？,守恒,内力远大于外力,4,4/30/2025,（,1,）一个物体分成 部分,（,2,）,两个部分向 的方向运动,（,2,）,分裂时间极 ，作用力非常,两个,相反,短,大,问题三：,上面实验物体运动特点是什么,合作讨论二,5,4/30/2025,讨论结果：当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。,合作讨论三,问题一：实验一、实验二中，气球、炮筒为什么会向后退呢？实验三中水轮机为什么会旋转起来呢？,6,4/30/2025,二、反冲运动的应用,同学们想想,生活中,有哪些运动是反冲运动？,7,4/30/2025,二、反冲运动的应用,步枪射击,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。,8,4/30/2025,二、反冲运动的应用,手枪射击,9,4/30/2025,止退犁，看到了吗？止退犁上又有两个液压缓冲器。这一切都是为了提高火炮的连射时的命中精度而精心设计的。,自行榴弹炮为什么要装在履带式的车辆上呢？,二、反冲运动的应用,大炮发射,中国新型自行榴弹炮,履带表面有较深的突起抓地钩型设计。摩擦系数较大，止退,10,4/30/2025,二、反冲现象的应用,喷气式飞机,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。,11,这是一项现代化农业发展的前沿技术，这是一项规模化农业广泛应用的技术，这是一项发展高效节水农业的重要技术，它就是拥有百年发展历史的,二、反冲现象的应用,喷灌技术,灌溉喷水器,12,二、反冲运动的应用,燃放的礼花,分析：礼花为什么会上天？,13,4/30/2025,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。,我国早在宋代就发明了火箭，在箭支上扎个火药筒，火药筒的前端是封闭的，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。,三、火箭,古代火箭,14,4/30/2025,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。,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，因而发生连续的反冲现象，随着推进剂的消耗，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,三、火箭,现代火箭,15,4/30/2025,发射人造地球卫星,运送载人飞船,三、火箭,用途,神州十一号载人飞船,16,4/30/2025,运载空间站,运载探测器,三、火箭,用途,17,4/30/2025,三、火箭,结构及其示意图,18,4/30/2025,设火箭在,t,时间内喷射燃气的质量是,m,，喷出燃气的速度是,u,，喷出燃气后火箭的质量是,m,。设法算火箭在一次喷气后增加的速度,v,。,（忽略阻力和重力的影响）,三、火箭,火箭的最终速度,思考与讨论,19,4/30/2025,解：在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。,设火箭的速度方向为正方向，,发射前的总动量为,发射后的总动量为,由动量守恒得,：,m,燃料,u,V,三、火箭,火箭的最终速度,0,mV-m,燃料,u,0=mV-m,燃料,u,由公式知：火箭喷出的燃气的速度越大，火箭喷出气体的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度越大,一般,u,在,20004000m,s,，质量之比小于,10,。,20,多级火箭一般都是三组火箭。因为三组火箭能达到目前发射人造卫星的需求，又因级数越多，结构越复杂，并难以控制，因此降低了性能的可靠性，难以达到预期的目的。,三、火箭,火箭的最终速度,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,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,21,4/30/2025,三、火箭,我国,3,大,航天城,22,4/30/2025,三、火箭,酒泉卫星发射中心,23,4/30/2025,三、火箭,西昌卫星发射中心,24,4/30/2025,三、火箭,太原卫星发射中心,25,4/30/2025,一、反冲运动,二、,反冲的应用与防止,三、火箭,四、总结,1,、定义：一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运功，另一部分必然向相反方向运动。,1,、工作原理：反冲运动,2,、,影响火箭飞行速度的因素：喷气速度和质量比,26,4/30/2025,例,1.,火箭喷气发动机每次喷出质量,m,0.2kg,的气体，喷出的气体相对地面的速度为,v,1000m/s,，设火箭的初始质量,M,300kg,，发动机每秒喷气,20,次，若不计地球对它的引力作用和空气阻力作用，求火箭发动机工作,5s,后火箭的速度达多大？,解：以火箭,(,包括在,5s,内要喷出的气体,),为系统，系统的总动量守恒，以火箭的运动方向为正，则,5s,后火箭的动量为 所喷出的气体动量为 则由动量守恒定律得：,0=(M,m205)v,(m205)v,v=71.4m/s,(M,m2 0 5)v,(m205)v,五、计算,27,4/30/2025,五、,思考,同学们想一想在太空中的人处于完全失重状态，漂浮起来，应该如何控制自己的行动？,28,4/30/2025,