高中物理选修反冲运动火箭(课堂PPT).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,*,*,欢迎指导,1,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,章鱼,乌贼,你认为章鱼、乌贼游泳时运用了什么原理呢？,（反冲）,看图想象与思考,2,5,反冲运动,火箭,3,一、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,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,4,2.,特 点：,b.,一个物体分为两个部分,3.,原理：,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,),内力作用下,遵循动量守恒定律,c.,两部分运动方向相反,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,5,4.,应用,6,水上飞人,7,8,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。,5.,防止,9,10,1.,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？,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。,2.,我们如何既避免反冲危害又能保证,命中精度呢？,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。,11,二、火箭,12,古代火箭的发展经历了哪些阶段？,宋代,明代,现代,1.,古代火箭,13,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。,14,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,。,15,火箭,2.,现代火箭,16,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。,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。,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。,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。,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,17,例,1,火箭飞行时在极短时间,t,时间内喷射燃气的质量是,m,，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,v,。（忽略阻力和重力的影响）,由动量守恒得：,0=m,v +mu,解：以喷气前的火箭为参考系,v=-u(m/m),18,通过,v=-mu/m,式,可以看出火箭所获得的速度与哪些因素有关,?,u,越大、,m/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。,19,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,20004000m/s,）,如何提高火箭燃气的喷射速度？（有限）,*,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）。,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。,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。,20,21,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,22,三,.,我国航天事业的发展,东方红一号,中国太空行走第一人是 翟志刚,东方红一号,中国太空行走第一人是 翟志刚,东方红一号,中国太空行走第一人是 翟志刚,东方红一号,中国太空行走第一人是 翟志刚,东方红一号,中国太空行走第一人是 翟志刚,东方红一号,23,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。,24,天宫一号,发射架,发射场,酒泉卫星发射中心,25,西昌卫星发射中心,26,太原卫星发射中心,27,28,中国歼-10,29,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。,30,31,美国：,F16,32,美国：隐形“,117”,33,例,2,如图所示，长为,L,、质量为,M,的小船停在静水中，一个质量为,m,的人站在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到船尾的过程中，船和人对地面的位移各是多少？,2,m,S L,M m,=,+,1,M,S L,M m,=,+,2,m,S L,M m,=,+,2,m,S L,M m,=,+,2,m,S L,M m,=,+,34,S,人,=L-S,船,S,船,35,若有两个或两个以上的物体组成的系统且相互作用前各物体均静止,相互作用后均发生运动，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），则这一系统在全过程中的平均动量也必定守恒。,人船模型及其应用,则由,0=,m,1,v,1,-m,2,v,2,（,其中,v,1,、v,2,是平均速度）,得推论：,m,1,s,1,=m,2,s,2,使用时应明确,s,1,、s,2,必须是相对同一惯性参考系的大小。,36,1,、,首先根据动量守恒确定两物体绝对位移大小之比等于它们各自质量的反比关系，即,：,2,、,其次由几何关系确定两物体的绝对位移大小之和等于相对位移的关系，即,S,=L,相对,解题规律：,S,m,S,m,=,解题关键,确定两物体的相对位移和绝对位移之间的关系,、,系统满足动量守恒定律,、,物体相互作用前均静止,条件,37,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,反冲运动中一般遵循动量守恒定律,3,应用：反击式水轮机、,喷气式飞机,、火箭等,防止：射击时，用肩顶住枪身,火箭,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,喷气速度,质量比,38,欢迎指正,再见,39,