《反冲运动火箭》ppt课件.ppt

第五节反冲运动火箭,第十六章,我国宋代就发明了火箭(如图甲)，火箭上扎一个火药筒，火药筒的前端是封闭的，火药点燃后火箭由于反冲向前运动。现代火箭，原理与古代火箭相同(如图乙)，你知道我国“长征”号系列火箭是怎样先后将“神舟”号系列载人飞船送上太空的吗？,1定义一个静止的物体在_的作用下分裂为两部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向_方向运动的现象。2特点(1)物体的不同部分在_作用下向相反方向运动。(2)反向运动中， 相互作用力一般较大，通常可以用_来处理。,反冲运动,内力,相反,内力,动量守恒定律,3反冲现象的应用及防止(1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边_。(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的_，所以用步枪射击时要把枪身抵在_，以减少反冲的影响。,旋转,准确性,肩部,1火箭现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得_向前推进的飞行器。2火箭的工作原理当火箭推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的_，根据动量守恒定律，火箭获得大小相等、方向相反的_，因而发生连续的_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。,火箭,反作用力,动量,动量,反冲,3影响火箭速度大小的因素(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2.5km/s，提高到34km/s需很高的技术水平。(2)质量比：火箭_时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比，现代火箭能达到的质量比不超过10。4现代火箭的主要用途利用火箭作为_工具，例如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船等。,开始飞行,运载,一、反冲运动的特点及其遵循的规律1特点(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。(2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加。,2反冲运动中，以下三种情况均可应用动量守恒定律解决(1)系统不受外力或所受外力之和为零，满足动量守恒的条件，可以用动量守恒定律解决反冲运动问题。(2)系统虽然受到外力作用，但内力远远大于外力，外力可以忽略，也可以用动量守恒定律解决反冲运动问题。(3)系统虽然所受外力之和不为零，系统的动量并不守恒，但系统在某一方向上不受外力或外力在该方向上的分力之和为零，则系统的动量在该方向上的分量保持不变，可以在该方向上应用动量守恒定律。,二、分析反冲运动应注意的问题1速度的反向性问题对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然相反。在列动量守恒方程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的另一部分的速度应取负值。,2相对速度问题反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度。由于动量守恒定律中要求速度为对同一参考系的速度，通常为对地的速度。因此应先将相对速度转换成对地的速度后，再列动量守恒定律方程。,3变质量问题在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程为研究过程来进行研究。,两位同学在公园里划船。租船时间将到，她们把小船划向码头。当小船离码头大约2m左右时，有一位同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于2m，跳到岸上绝对没有问题。于是她纵身一跳，结果却掉到了水里(如图)。她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？(假设起跳时船已静止),三、“人船模型”的处理方法1“人船模型”问题的特征两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒。在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。这样的问题归为“人船模型”问题。,(2)解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系。(3)适用条件“人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题。适用条件是：系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量守恒。在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移。,如图所示，一个质量为m150kg的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳。气球和长绳的总质量为m220kg，长绳的下端刚好和水平面接触。当静止时人离地面的高度为h5m。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地面高度是(可以把人看作质点)()A5mB3.6mC2.6mD8m,答案：B,反冲运动,(1)喷出多少O2，宇航员才能安全返回飞船？(2)为了使总耗氧量最低，应该一次喷出多少氧气？返回时间是多少？解析：(1)以飞船为参考物，设沿着飞船运动的方向为正方向，并设喷出质量为m(kg)O2 时宇航员获得的速度是v，对于“宇航员和喷出的O2”这一系统而言，在喷气方向上由动量守恒可得：,点评：本题中宇航员所带的氧气量一定，问题是要将它合理分配给呼吸和喷气两个方面使用，并能保证宇航员安全返回飞船。,(青州一中20132014学年高二下学期期末)如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1m/s。A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2m/s，求此时B的速度大小和方向。,答案：0.02m/s远离空间站方向解析：根据动量守恒，(mAmB)v0mAvAmBvB，代入数 据可解得vB0.02m/s，方向为离开空间站方向。,火箭的应用,答案：2m/s；13.5m/s,人船模型问题,解析：选人和船为一系统，由于系统在水平方向不受外力作用，所以系统在水平方向上动量守恒，设某一时刻人的对地速度为v，船的速度大小为V，选人的运动方向为正方向，由动量守恒定律得mvMV0。,质量为m的木块和质量为M的金属块用细绳系在一起，处于深水中静止，剪断细绳，木块上浮h时(还没有露出水面)，铁块下沉的深度为_。(水的阻力不计),