高二物理人教版选修3-5：16.5 反冲运动 火箭精品PPT教学课件

向后踢腿 手臂向上摆 在冰面上滚动 将外衣水平抛出
例：若炮管与水平面夹角为α角射击炮弹， 炮身重M，炮弹重m，炮弹射击的速度为 V0，射击后炮身后退的速度为多少？
2、“人船模型”问题
探究：质量为m的人站在质量为M、长为L的静止小船的右 端, 当他向左走到船的左端时,船前进的距离是多少?
定义：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。
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
B．燃料燃烧推动空气，空气反作用力 推动火箭 C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭
的反作用力推动火箭
D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨 胀推动火箭
3.
√一个质量为M,底面边长为b的三角形斜面静止于
光滑水平面上,如图所示,有一质量为m的小球由斜
面顶部无初速滑到底部的过程中,斜面移动的距离
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12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/8/52021/8/52021/8/5T hursday, August 05, 2021
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13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/8/52021/8/52021/8/52021/8/58/5/2021
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14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年8月5日星期 四2021/8/52021/8/52021/8/5
例 ：火箭极短时间内喷射的燃气质量
为m，喷射之后火箭质量为M，火箭燃 气的喷射速度为v1，求这极短时间喷射 后火箭的飞行速度v为多大？
影响火箭发射速度的因素有哪些？

即:火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比。
第五节 反冲运动 火箭
反冲： 一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部 分，一部分向某个方向运动，另一部分向相反 的方向运动。 特点： 1.系统动量守恒 MV1+mV2=0 2.内力对物体做功。 若内力对系统做功之和为正，则系统的机械能增加； 为负，则系统的机械能减小； 为零，则系统的机械能守恒。
蒸汽火炮
其尾部喷射出高速气 体的反冲作用进行飞行的。
静止的火箭喷射燃气的质量△m，速度为u， 喷出燃气后火箭的质量m,则其获得速度为△v 根据动量守恒定律：
m△v +△m u=0
m 则其获得速度为 V u m
影响火箭飞行速度的因素: 一是燃气喷射的速度 二是火箭的质量比

思维拓展 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 2 m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2 m，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1)。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)
图1
答案 这位同学与船组成的系统在不考虑水阻力的情况下，所受合外力为零， 在她跳前后遵循动量守恒定律。她在跳出瞬间，船也要向后运动。所以人跳 出时相对地的速度比在地上起跳时速度小，人不可能跳到岸上。
2.火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由喷气速度 v 和质量比Mm(火箭起飞时的质量 与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素决定。
[精典示例] [例2] 火箭相对地面匀速飞行的速度为v0，某时刻的总质量为M，现火箭发动机向后
喷出气体，若每次喷出的气体质量恒为m，相对于火箭的速度大小恒为u，不计空 气阻力和地球引力，求第二次气体喷出后火箭的速度为多大。 审题指导 (1)题目中的速度u是相对于火箭的，而不是相对于地面的，不能直 接代入动量守恒公式。 (2)若喷出气体后火箭速度分别为v1、v2，喷出的气体对地速度分别是v1－u和 v2－u。
解析 取竖直向下的方向为正方向，炸裂前的两部分是一个整体，物体的动
量为 p＝mv＝m 2gh
刚炸裂时质量为 m1 的一块向上运动到开始下落位置时，其速度大小与炸裂 前相同，动量方向与规定的正方向相反。p1＝m1v1＝－m1 2gh 由动量守恒定律有mv＝m1v1＋(m－m1)v2 联立解得：v2＝mm＋ －mm11 2gh
以水平方向动量守恒。炮弹发射前，系统的总动量为零，炮弹发射后，炮弹
的水平分速度为 v0cos α，设 v0 的水平方向为正方向，根据动量守恒定律有

由动量守恒得 ：
mv (M m)v1 0
( M m)v1 M v ( 1)v1 m m
燃料燃尽时火箭获得的最终速度由 M 喷气速度及质量比 共同决定 。
m
影响火箭飞行速度的因素主要有两个，一是燃气 喷射的速度，二是火箭的质量比（即火箭开始飞 行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。 只有在很短时间内，火箭速度的变化非常小，以 地面为参照物喷气的速度可以认为不变的情况下 ，可以近似得出：MV-mv=0 由此可知该时刻火箭的速度： 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，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 ，必须用多级火箭。
反击式水轮机是大型 水力发电站应用最广 泛的水轮机。它是靠 水流的反冲作用旋转 的。我国早在70年代 就能生产转轮直径 5.5米，质量110吨， 最大功率达30万千瓦 的反击式水轮机。
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”200 0
美国：F16
美国：隐形“117”
ห้องสมุดไป่ตู้
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★教学重点 运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质 ★教学难点 动量守恒定律的应用． ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理 模型，礼花，有关航天发射、空间站等的录像带 剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备 • ★课时安排 • 1 课时
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