反冲运动-火箭(公开课)精讲.ppt

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1.2.一、反冲运动一、反冲运动（定义）：一个物体在一个物体在内内力力的作用下分裂的作用下分裂为两个部分两个部分，一部分向，一部分向某一方向运某一方向运动另一部分必然向另一部分必然向相反相反的方的方向运向运动。这个个现象叫做象叫做反冲。反冲。二、特点：1、系统动量守恒2、系统动能增加3.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.（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，作用力非常两个两个相反相反短短 大大问题三：上面实验物体运动特点是什么合作讨论二5.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？6.二、反冲运动的应用同学们想想生活中生活中有哪些运动是反冲运动？7.二、反冲运动的应用步步枪射射击射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性。8.二、反冲运动的应用手手枪射射击9.止退犁，看到了止退犁，看到了吗？止退犁上又有两个液？止退犁上又有两个液压缓冲器。冲器。这一切都一切都是是为了提高火炮的了提高火炮的连射射时的命中精度而精心的命中精度而精心设计的。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大炮发射射中国新型自行榴中国新型自行榴弹炮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10.二、反冲现象的应用喷气式气式飞机机喷气式气式飞机机通通过连续不断地向后不断地向后喷射高速燃气，射高速燃气，可以得到超可以得到超过音速的音速的飞行速度。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 喷灌技术灌灌溉喷水器水器12.二、反冲运动的应用燃放的礼花燃放的礼花分析：礼花为什么会上天？13.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。我国早在宋代就我国早在宋代就发明了火箭，在箭支明了火箭，在箭支上扎个火上扎个火药筒，火筒，火药筒的前端是封筒的前端是封闭的，的，火火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于出，火箭由于反冲反冲而向前运而向前运动。三、火箭古代火箭古代火箭14.现代火箭是指一种靠代火箭是指一种靠喷射高温高射高温高压燃气燃气获得反作得反作用力向前推用力向前推进的的飞行器。行器。当火箭推当火箭推进剂燃燃烧时，从尾部，从尾部喷出的出的气体气体具有具有很大的很大的动量，根据量，根据动量守恒定律，火箭量守恒定律，火箭获得大得大小相等，方向相反的小相等，方向相反的动量，因而量，因而发生生连续的反的反冲冲现象，随着推象，随着推进剂的消耗，火箭的的消耗，火箭的质量逐量逐渐减小，加速度不断增大，当推减小，加速度不断增大，当推进剂燃尽燃尽时，火，火箭即以箭即以获得的速度沿着得的速度沿着预定的空定的空间轨道道飞行行三、火箭现代火箭代火箭15.发射人造地球射人造地球卫星星运送运送载人人飞船船三、火箭用途用途神州十一号载人飞船16.运运载空空间站站运运载探探测器器三、火箭用途用途17.三、火箭结构及其示意构及其示意图18.设火箭在火箭在t时间内内喷射燃气的射燃气的质量是量是m，喷出燃气的速度是出燃气的速度是u u，喷出燃气出燃气后火箭的后火箭的质量是量是m m。设法算火箭在一次法算火箭在一次喷气后增加的速度气后增加的速度v。（忽略阻力和重力的影响）（忽略阻力和重力的影响）三、火箭火箭的最终速度思考与思考与讨论19.解：在火箭解：在火箭解：在火箭解：在火箭发发射射射射过过程中，内力程中，内力程中，内力程中，内力远远大于外力，大于外力，大于外力，大于外力，所以所以所以所以动动量守恒。量守恒。量守恒。量守恒。设火箭的速度方向火箭的速度方向为正方向，正方向，发射前的射前的总动量量为发射后的射后的总动量量为 由由动量守恒得量守恒得：m燃料燃料uV三、火箭火箭的最终速度0mV-m燃料燃料u0=mV-m燃料燃料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20004000ms，质量之比小于10。20.多多级火箭一般都是三火箭一般都是三组火火箭。因箭。因为三三组火箭能达到火箭能达到目前目前发射人造射人造卫星的需求，星的需求，又因又因级数越多，数越多，结构越复构越复杂，并，并难以控制，因此降以控制，因此降低了性能的可靠性，低了性能的可靠性，难以以达到达到预期的目的。期的目的。三、火箭火箭的最终速度目前的技目前的技术条件下，要条件下，要发射人造射人造卫星，用一星，用一级火箭火箭还不能达到所不能达到所需的速度，必需的速度，必须用多用多级火箭火箭要提高要提高喷气速度，就要使用高气速度，就要使用高质量的燃料，量的燃料，目前常用的液体燃料目前常用的液体燃料是液是液氢，用液氧做氧化，用液氧做氧化剂21.三、火箭我国3大航天城航天城22.三、火箭酒泉酒泉卫星星发射中心射中心 23.三、火箭西昌西昌卫星星发射中心射中心 24.三、火箭太原太原卫星星发射中心射中心 25.一、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.例1.火箭喷气发动机每次喷出质量m0.2kg的气体，喷出的气体相对地面的速度为v1000m/s，设火箭的初始质量M300kg，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=(Mm205)v(m205)vv=71.4m/s(Mm205)v(m205)v五、计算27.五、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.