16.5公开课反冲运动与火箭

16.5反冲运动火箭思考：把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？静止或运动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，另一部分向相反的方向运动。这个现象叫做反冲一、反冲运动1.定义：2.特点：b.一个物体分为两个部分3.物理原理：作用前：P=0作用后:P'=mv+MV则根据动量守恒定律有：P'=P即mv+MV=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a.在内力作用下分裂遵循动量守恒定律c.两部分运动方向相反1.反击式水轮机（应用）二、实际生活中的反冲运动2.火箭（应用）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。古代的火箭现代的火箭Q:火箭飞行的速度是由什么因素决定的？设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v，燃料燃尽后火箭的飞行速度为v′.答案在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒．取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，则由动量守恒定律得mv'－(M－m)v＝0所以vmMvmmMv1'1、燃气喷射的速度v2、火箭的质量比M/m（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。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，'1MmMvvvmmQ:为什么多级火箭在发射过程中要将空壳抛掉？试从理论上加以说明。火箭在飞行过程中抛掉空壳后，可以使m变得更小，从而使得质量比增大，进而提高火箭最终所能获得的速度。3.武器中的反冲运动东风15巨浪2应用歼11应用中国M9半自动狙击步枪中国新型自行榴弹炮•火炮被称为“战争之神”。自行火炮起源于第二次世界大战的“法西斯德国”，当时德国陆军将一种淘汰的坦克底盘装上大口径榴弹炮装备炮兵，当时它的名称是：突击炮。止退犁【例1】反冲小车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动．如果小车的总质量是M＝3kg，水平喷出的橡皮塞的质量是m＝0.1kg.(1)若橡皮塞喷出时获得水平速度v＝2.9m/s,求小车的反冲速度.(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，小车的反冲速度又是如何？解析(1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零．根据动量守恒定律，mv＋(M－m)v′＝0v′＝－mM－mv＝－0.1m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是0.1m/s.mvcos60°＋(M－m)v＝0v＝－mvcos60°M－m＝－0.05m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，反冲速度大小是0.05m/s.(2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒．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练习：传送带以V0=2m/s的速度把质量m=20kg的行李包送到原来静止的光滑轨道的小车上，其质量为M=30kg，包与车间的动摩擦因数为=0.4，则包从滑上车到最远处所经历的时间为多少？0.3s•如图所示，质量为M的光滑滑块放置在光滑的水平面上，另一质量m的物体以速度v向上滑去，物体刚好能到达最高点，求物体m到达最高点的速度?v练习：vmMm【例3】如图2所示,长为L、质量为M的小船停在静水中,质量为m的人从静止开始从船头走到船尾,不计水的阻力，求船和人对地面的位移各为多少?三、人船模型的特点及应用解析设任一时刻人与船速度大小分别为v1、v2，作用前都静止．因整个过程中动量守恒，所以有mv1＝Mv2而整个过程中的平均速度大小为v1、v2，则有mv1＝Mv2，称为平均动量守恒．两边乘以时间t有mv1t＝Mv2t，即mx1＝Mx2.且x1＋x2＝L，可求出x1＝Mm＋ML；x2＝mm＋ML.人船模型的特点1．两物体满足动量守恒定律：m1v1－m2v2＝0.2．运动特点：人动船，人静船，人快船快,人慢船慢，人左船；人船位移比等于它们质量的；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的，即x1x2＝v1v2＝Mm.3．应用此关系时要注意一个问题：即公式中v、v和x一般都是相对而言的．动右反比反比地静