反冲运动-火箭(公开课)

实验：把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？【探究一】小组合作讨论问题一：实验一、实验二中，气球、炮筒为什么会向后退呢？实验3中，水轮机为什么会旋转起来呢？问题二：实验二中炮筒与铁架间是否有摩擦力？这个力是外力还是内力？这个力与爆炸力相比如何？问题三：以上系统动量是否守恒？如果守恒，守恒原理是？问题四：上述实验物体运动特点：（1）一个物体分成两个部分（2）两个部分向相反方向运动（3）分裂过程的时间极短，作用力非常大一、反冲运动1．反冲运动（定义）：当一个物体向某一方向射出（或抛出）它的一部分时，这个物体的剩余部分将向相反方向运动。这就是反冲运动。2、特点：（1）系统动量守恒（2）系统总动能增加同学们想一想生活中有哪些运动是反冲运动？反冲现象燃放的礼花反冲现象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。法国幻影”2000反冲现象•自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢？•履带表面有较深的突起抓地钩型设计？摩擦系数较大，止退。•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。射击1射击2反冲运动的应用灌溉喷水器。反冲在许多场合是不利的，如大炮和子弹的射击,需要减少或防止反冲的影响；但还有许多场合，恰好是利用了反冲，如火箭，礼花，喷气式飞机。现在我们就来认识一下反冲的一个重要应用——火箭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。反冲现象反冲现象中国神九航天飞机美国美国挑战者号者号航天飞机思考：讨论离开飞船的宇航员与飞船相对静止，他怎样才能回到飞船？解：在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以动量守恒。火箭的最终速度设火箭的速度方向为正方向，发射前的总动量为0；发射后的总动量为mΔV-Δm燃料u由动量守恒得：0=mΔV-Δm燃料uΔm燃料um正方向ΔV燃料燃料火箭ummvummv燃料火箭燃料燃料火箭ummv燃料燃料火箭ummv燃料燃料火箭ummv由公式知：火箭喷出的燃气的速度越大，火箭喷出的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度越大。解决办法：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。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。西昌卫星发射中心太原卫星发射中心总结一、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2、反冲的应用与防止二、火箭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•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(M－m×20×5)v′，所喷出的气体动量为－(m×20×5)v．0=(M－m×20×5)v′－(m×20×5)vv′=71.4m/s