高中物理《反冲运动》
高中物理 第十六章 动量守恒定律 5 反冲运动火箭课堂

5 反冲运动 火箭课堂互动三点剖析一、反冲运动1.反冲运动满足动量守恒0=m 1v 1+m 2v 21221m v m v -= 2.反冲的应用灌溉用的喷水器,因反冲而旋转,自动改变喷水方向;喷气式飞机,利用喷出气流的反冲作用而获得巨大速度.3.减小反冲的影响实际生活中常常需要减小反冲的影响,例如:用步枪射击时,要把枪抵在肩上.二、火箭1.火箭的原理火箭是根据反冲原理制成的.2.现代火箭的用途利用火箭作为运载工具,可发射探测器、人造卫星、常规弹头或宇宙飞船.3.火箭的速度设火箭在Δt 内喷射燃气的质量为Δm ,喷出燃气的速度为u ,喷出燃气后火箭的质量为m ,根据动量守恒定律,火箭原来的动量为零,喷气后火箭与燃气的总动量仍为零,则有 m Δv+Δmu=0所以u mm v ∆-=∆ 可见,火箭喷出的燃气的速度u 越大,火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比m m ∆越大,火箭获得的速度越大.各个击破【例1】 图16-5-2所示是一门旧式大炮,炮车和炮弹的质量分别是M 和m ,炮筒与地面的夹角为α,炮弹出口时相对于地面的速度为v.不计炮车与地面的摩擦,求炮身向后反冲的速度V.图16-5-2解析:取炮弹与炮车组成的系统为研究对象,因不计炮车与地面的摩擦,所以系统水平方向动量守恒.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vcos α,根据动量守恒定律有mvcos α-MV=0,所以炮车向后反冲的速度为Mmv αcos =.答案:Mmv αcos 【例2】 一火箭喷气发动机每次喷出m=200 g 的气体,喷出的气体相对地面的速度v=1 000 m/s.设此火箭初始质量M=300 kg ,发动机每秒喷气20次,在不考虑地球引力及空气阻力的情况下,火箭发动机1 s 末的速度是多大?解析:在不考虑地球引力及空气阻力的情况下,火箭与气体组成的系统动量守恒.以火箭和它在1 s 内喷出的气体为研究对象.设火箭1 s 末的速度为v′,1 s 内共喷出质量为20m 的气体,以火箭前进的方向为正方向.由动量守恒定律得(M-20m)v′-20mv=0解得s m m M mv v /2.020********.0202020⨯-⨯⨯=-='=13.5 m/s 即火箭发动机1 s 末的速度大小是13.5 m/s.答案:13.5 m/s类题演练 一个不稳定的原子核,质量为M ,处于静止状态,当它以速度v 释放出一个质量为m 的粒子后,原子核剩余部分的速度为多大?解析:以不稳定的原子核为研究对象,释放粒子前后动量守恒.由动量守恒定律有 mv+(M-m)v′=0所以v′=mM mv --. 答案:m M mv --。
高中物理第十六章动量守恒定律反冲运动火箭教材梳理素材

5 反冲运动火箭疱丁巧解牛知识·巧学一、反冲运动1。
定义:原来静止的系统,当其中一部分运动时,另一部分向相反方向的运动,就叫做反冲运动。
2。
反冲原理:反冲运动是系统内力作用的结果,虽然有时系统所受的合外力不为零,但由于系统内力远远大于外力,所以系统的总动量守恒,此外,如系统所受外力的合力不为零,但在某一方向上不受外力或在该方向上所受外力的合力为零,则在该方向上的动量(即总动量在该方向上的分量)是守恒的.深化升华反冲运动的基本原理是动量守恒定律。
如果系统的一部分获得了某一方向的动量,系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量.3.表达式:若系统的初始动量为零,动量守恒定律的表达式为:0=m1v1′+m2v2′误区提示应用动量守恒定律分析反冲运动的有关特性时,必须注意的问题:(1)剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说,两者运动方向必然相反.做数值计算时,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)把物体的一部分抛出和剩余部分产生反冲都需要经历一个过程,直到部分物体离开整体瞬间,两者速度达到最大,才形成相对速度.因此,若题中已知抛掷物体的速度是相对于剩余部分而言,应理解为相对于“抛出”这一瞬间.4。
减小反冲的影响实际中常常需要减小反冲的影响.例如:用步枪射击时,要用枪身抵在肩上.5。
反冲有广泛的应用如:灌溉喷水器,因反冲而旋转,自动改变喷水的方向.喷气式飞机和火箭飞行应用了反冲的原理,它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
现代的喷气式飞机靠连续不断地向后喷出气体,飞行速度能够超过1 000 m/s。
二、火箭1。
概念:火箭是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.箭的工作原理:火箭是靠喷出气流的反冲作用而获取速度的。
3。
火箭向前飞行所能达到的最大速度的决定因素:一是喷气速度;一是质量比。
喷气速度越大,质量比越大,火箭的最终速度越大。
高中物理选修3-5反冲运动-课件

小结
反冲运动的概念 反冲运动满足的原理----动量守恒 反冲运动的实例----火箭,喷气式飞机,发
射炮弹。
解:在发射过程中,内力远大于外力,系统水平方向 动量守恒。设炮弹速度方向为正方向
发射前总动量p1=0; 发射后的总动量为:p2=mV0—MV 由动量守恒得:0= mV0—MV
火炮发射时会 产生巨大的后坐力, 影响连续发射的精 确度,因 此,止退犁在自动火炮中得到了广泛应用。
止 退 犁
步枪有枪托。步枪射击时要把枪托抵在 肩部
一、反冲运动
1、反冲运动的概念 2、反冲运动满足原理:
反冲运动中系统受外力不一定为0, 但是内力远大于外力,遵循动量守恒定律
反冲运动共同点:
• 遵守动量守恒定律。
• 系统初态静止,P=0
• 在内力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。
第五节 反冲运动 火箭
例1、水平方向射击的大炮,炮身重M=450kg,炮弹重 m=5kg,炮弹射击相对地面的速度为V0=450m/s,射击后 炮身后退的速度为多大?
是海洋动物。全世界章鱼的种类约有650种。
章鱼
喷气式飞机最高速度达1000m/s喷气式飞机
飞机拉烟
喷气式飞机尾迹(一道或多道白线)产生的 原因 :
航空燃油燃烧后喷射的高速高温空气。 高温 气体把周围空气加热后,迅速冷凝,形成 液体小颗粒。
中国是火箭的故乡
我国早在宋代就发明了火箭,在 箭支上扎个火药筒,火药筒的前 端是封闭的,火药点燃后生成的 燃气以很大的速度向后喷出,火 箭由于反冲而向前运动。
• 火箭的重量因抛弃烧完推进剂的分节而减少。这样 的分节技术使剩余分节的推力能更轻易地加速火箭 至最终速度与高度。
教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第一章 6.反冲

mv0cos α-Mv=0,所以炮车向后反冲的速度大小为 v=
。
合作探究 释疑解惑
知识点一
反冲运动的理解和应用
问题引领
在生活中常见到这样的情形:吹饱的气球松手后喷出气体,同时向相反方向
飞去;点燃“钻天猴”的药捻,便会向后喷出亮丽的火焰,同时“嗖”的一声飞向
天空;乌贼向后喷出水后,它的身体却能向前运动……结合这些事例,体会
的气体质量约为(
)
A.1.6×102 kg B.1.6×103 kg
C.1.6×105 kg D.1.6×106 kg
答案:B
Δ
解析:根据动量定理有 FΔt=Δmv-0,解得 Δm= =1.6×103 kg,所以选项 B 正确。
4.下图是一门旧式大炮,炮车和炮弹的质量分别是M和m,炮筒与地面的夹
1
2 -0
C.
M
2 +1
2 -0
D.
M
2 -1
答案:C
解析:规定航天器的速度方向为正方向,由动量守恒定律得,
2 -0
Mv0=(M-m)v2-mv1,解得 m=
M,故 C个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。
他把47个自制的火箭绑在椅子上,自己坐在椅子上,双手举着大风筝,设想
(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v=2.9 m/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
度又如何(小车一直在水平方向运动)?
答案:(1)0.1 m/s,方向与橡皮塞运动的方向相反
(2)0.05 m/s,方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反
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。
1.4 反冲运动

(2 )s =
2M m 2 v0 2 m g
第四节 反冲运动
当堂测试答案
1.BC 2.D
3.C
4.B
4.根据动量守恒定律
(m1 m2 )v m1v1 m2v2 v2 50m / s
负号表示与原来方向相反
第一章 碰撞与动量守恒
设计制作 阳东广雅中学物理组 李东灿
第四节 反冲运动
知识回顾
1.系统所受合外力为零
2.表达式: m1v1 m2v2 m1v1 m2v2
自主预习
1.相反 2.反冲运动 向后
反冲运动(演示1)
定义:在内力的作用下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 特点:①内力远大于外力 ②一个物体分为两个部分 ③两部分运动方向相反
让我想一想之二
2、如图所示,一质量为M的平板车B放在光滑水平面上, 在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,A、B间动摩擦 因数为μ,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度 v0 ,使A开始向左运动,B开始向右运动,最后A不会滑 离B,求: (1)A、B最后的速度大小和方向; (2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处 时,平板车向右运动的位移大小。
根据动量守恒
火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时 的质量之比
例题2:抛出的手雷在最高点时水平速度为 v=10m/s,这时突然炸成两块,其中大块质量为 m1=300g,仍按原方向飞行,其速度测得为v1=50m/s, 另一小块质量为m2=200g,求它的速度v2
根据动量守恒定律
(m1 m2 )v m1v1 m2v2 v2 50m / s
高中物理《反冲运动》优质教学课件

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
课堂小
结
反冲 运动
1. 定义:静止的物体在内力作用下分裂为 两部分向相反的方向运动
2. 原理:动量守恒定律
1. 原理:利用反冲运动,遵循动量守恒定律
火箭 2.提 升
反
冲
速度
运
动
( 3 )喷气式飞机为什么要向后喷气?
( 4 )小孩打枪.mp4
视频中的小孩为什么会跌倒?
为了射ft 的准确性,用枪射ft 时应该怎样做 ?
( 5 ) 履带式自行榴弹炮炮车后面装有止退犁 ,履带表面有较深的突起抓地钩型设计,为什 么要有这两种设计?
? 做一做
请观察松手的瞬间气球的运动,并思考气球为 什 么会出现这样的运动情况?
火
m ,火箭燃气对
地的喷射速率为
ʋ1 ,
燃料燃尽后火箭的飞行速度 ʋ 为多大?
?
思考与讨
论
由计算结果分析火箭在燃料燃尽时所能获得 的 最终速度与什么有关呢?
多 级 火 箭
第一节火箭脱离 过程 多级火箭由单级 火 箭组成,发射时 先 点燃第一级火 箭, 燃料用完以 后空壳 自动脱落 ,然后下 一级火 箭开始工作 。
人教版 选修 3-5 第十六章 动量守恒定
律
5. 反冲运动火箭
学习目 标
1.通过反冲运动的事例,总结出反冲运 动的定义,并且用动量守恒定律解释反 冲 现象。 2.分析火箭的飞行原理,并通过计算说 明如何提高火箭的速度。
3.通过了解我国航空、航天事业的巨大 成就,增强民族自尊心和爱国热情。
温故而知 新 1. 动量守恒定律的表达式是什么?
高中物理必修二第八章—16.5反冲运动

⑵为了使总耗氧量最少,应一次性喷出多少氧气? 返回飞船的时间是多少?
⑴0.05kg≤m≤0.45kg, ⑵m=0.15kg,t=600s
例题5:一个士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划 艇的总质量共120kg。这个士兵用自动步枪在2s 内沿水平方向连续射出10颗子弹,每颗子弹的质 量是10g,子弹离开枪口时相对步枪的速度为 800m/s。射击前皮划艇是静止的。
mu mu mu mu
M 9m M 8m
M m M
0.67m / s
(3)对枪托与皮划艇又动量定理有: Ft=(M-10m)V10,F=(M-
10m)V10/t≈40N
(1)
v1
mv M m
;(2)
v2
M2m2vm ;(3)
vn
nmv M nm
(4)
vn
mu M
mu M m
mu M 2m
..... ห้องสมุดไป่ตู้
M
mu (n 1)m
例题4:一位连同装备总质量M=100kg的宇航员, 他无意中脱离了飞船,在距飞船d=45m处与飞船相 对静止。他为了回到飞船上去,必须向与飞船相反 方向从氧气筒内喷出氧气。若氧气筒内装有质量为 m0=0.5kg的氧气,氧气喷出的速度V0=50m/s, 他呼吸耗氧速率Q=2.5×10-4kg/s,求:
二、反冲现象的利用与防止 1、应用: 喷气式飞机、火箭;农田喷灌、反击式水轮机。
2、防止: 步枪射击时,枪托必须仅贴肩膀。 手枪射击时后,手向上移动。 无后座炮:底座敞开
三、火箭
人教版高中物理选修3-5教学案:第十六章 第5节 反冲运动 火箭 -含答案

第5节反冲运动__火箭1.一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,另一部分必然向相反的方向运动,这个现象叫反冲。
2.喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理。
3.日常生活中,有时要应用反冲,有时要防止反冲,如农田、园林的喷灌利用了水的反冲,用枪射击时,要防止枪身的反冲。
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,一部分向某一个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动的现象。
2.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,相互作用力一般较大,通常可以用动量守恒定律来处理。
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,一边喷水一边旋转。
(2)防止:用枪射击时,由于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。
二、火箭1.工作原理:利用反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出,使火箭获得巨大速度。
2.影响火箭获得速度大小的两个因素:(1)喷气速度:现代火箭的喷气速度为2 000~4 000 m/s。
(2)质量比:火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比。
喷气速度越大,质量比越大,火箭获得的速度越大。
3.现代火箭的主要用途:利用火箭作为运载工具,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。
1.自主思考——判一判(1)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。
(√)(2)只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析。
(×)(3)反冲运动的原理既适用于宏观物体,也适用于微观粒子。
(√)(4)火箭应用了反冲的原理。
(√)2.合作探究——议一议(1)反冲运动过程中,动量守恒吗?为什么?提示:守恒。
因为反冲运动是系统内力作用的结果,虽然有时系统所受的合外力不为零,但由于系统内力远远大于外力,所以系统的总动量是守恒的。
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常见的反冲运动还有哪些?列举一下: 常见的反冲运动还有哪些?列举一下:
喷气飞机
放烟花
射击、 射击、开炮
以上的例子是否符合反冲 运动的定义?能否加以解释? 运动的定义?能否加以解释?
反冲运动的特点: 反冲运动的特点:当一个静止物体 向某一方向射出(或抛出) 向某一方向射出(或抛出)其中的 某一部分时, 某一部分时,这个物体的剩余部分 将向相反的方向运动。 将向相反的方向运动。
P初=P末
验一: 实 验一:
将吹鼓的气球,突然松手放气, 将吹鼓的气球,突然松手放气,观察 气球的运动现象。 气球的运动现象。
实 验二 :
点燃集气塑料瓶中氢气与空气的混合 气体,观察集气塑料瓶的运动现象。 气体,观察集气塑料瓶的运动现象。
第四节
反冲运动
容山中学 授课人: 授课人:张超
反冲运动:一个静止的物 反冲运动: 内力作用下分裂成 体,在内力作用下分裂成 为两个部分, 为两个部分,一部分向某 一方向运动, 一方向运动,另一部分必 相反的方向运动 然向相反的方向运动。 然向相反的方向运动。
塞喷出时速度v= / , 塞喷出时速度 =2.9m/s,求小车 的反冲速度? 的反冲速度? 答案: 答案:-0.1 m/s /
总结:只要系统的总动量守恒, 总结:只要系统的总动量守恒,就可以 通过各种方式改变系统某部分的速度, 通过各种方式改变系统某部分的速度, 使其他部分产生所需的速度或动量。 使其他部分产生所需的速度或动量。
1、动量P: 动量P 表示物体的质量 速度的乘积 质量和 的乘积, 表示物体的质量和速度的乘积,动量 矢量,它的方向与速度的方向相同。 是矢量,它的方向与速度的方向相同。 动量守恒定律的适用条件: 具备其一即可) 2、动量守恒定律的适用条件:(具备其一即可) 系统不受外力; (1)系统不受外力; 系统所受外力之和为零; (2)系统所受外力之和为零; (3)系统内力远远大于外力,外力可忽略不计; 系统内力远远大于外力,外力可忽略不计; 动量守恒定律的表达式: 3、动量守恒定律的表达式:
2、火箭的工作原理 、
利用发动机将 利用发动机将 燃料燃烧产生的气 体向后推出的反冲 运动, 运动,火箭升空遵 动量守恒定律。 循动量守恒定律。
例题2 例题
火箭飞行的最大速度是由什么因素决定的? 火箭飞行的最大速度是由什么因素决定的? 火箭发射前的总质量为M、 设:火箭发射前的总质量为 、燃料燃尽后火箭的 质量为m,火箭燃气的喷射速度为v, 质量为 ,火箭燃气的喷射速度为 ,求燃料燃尽 后火箭的飞行速度v’为多大 为多大? 后火箭的飞行速度M 为多大? M −m
√
3、采取下列哪些措施有利于增加喷 、 气式飞机的飞行速度( 气式飞机的飞行速度 )
√A. 使喷出的气体速度增大
B. 使喷出的气体温度更高
√
C. 使喷出的气体质量更大 D. 使喷出的气体密度更小
4、一静止的质量为M的原子核,以相对 、一静止的质量为 的原子核 的原子核, 地的速度v放射出一质量为 的粒子后, 放射出一质量为m的粒子后 地的速度 放射出一质量为 的粒子后, 原子核剩余部分作反冲运动的速度为: 原子核剩余部分作反冲运动的速度为:
动物对反冲的利用。 动物对反冲的利用。
空气
火箭
利用反冲运 动升空, 动升空, 是动量守恒 定律最重要 的应用之一。 的应用之一。
火 箭
1、火箭的主要用途: 、火箭的主要用途: 火箭作为运载工具,例如发射探 火箭作为运载工具, 测仪器、常规弹头和核弹头、 测仪器、常规弹头和核弹头、人造 卫星和宇宙飞船.
反馈检测 1.下列运动不属于反冲运动的是( ) 下列运动不属于反冲运动的是(
√
A、乒乓球碰到墙壁后弹回 、 B、发射炮弹后炮身后退 、 C、喷气式飞机喷气飞行 、 D、火箭的发射 、
2、运送人造卫星的火箭开始工作后,火箭 、运送人造卫星的火箭开始工作后, 做加速运动的原因是 A.火箭发动机将燃料燃烧产生的气 . 体向后推出, 体向后推出,气体给火箭的反作用 力推动火箭 B.燃料燃烧推动空气,空气反作用力 .燃料燃烧推动空气, 推动火箭 C.火箭吸入空气,然后向后排出,空 .火箭吸入空气,然后向后排出, 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 .火箭燃料燃烧发热, 气,空气膨胀推动火箭
1、火箭的级数不是越多越好,级 、火箭的级数不是越多越好, 数越多,构造越复杂, 数越多,构造越复杂,工作的可靠 性和安全性就越差, 性和安全性就越差,一般多级火箭 都是三级火箭; 都是三级火箭; 2、现代火箭的喷气速度在2000— 、现代火箭的喷气速度在 4000m/s; ;
中国长征系列多级火箭的发射。
谢谢! 谢谢!
这表明: 例题 这表明:我们可以通过某些 例题1 对反冲运动加以利用, 方式对反冲运动加以利用 方式对反冲运动加以利用, 反冲小车静止放在水平玻璃上, 反冲小车静止放在水平玻璃上,小车 总质量(包括橡皮塞) = 总质量(包括橡皮塞)M=3kg,水 , 以得到我们所需要的速度或 平喷出质量m=0.1kg的橡皮塞,橡皮 的橡皮塞, 平喷出质量 的橡皮塞 动量! 动量!
v' =
m
v =(
m
− 1)v
答案: 总结:燃料燃尽时,火箭获得的最终速 总结:燃料燃尽时,火箭获得的最终速 和质量比M/m(开始飞 度由喷气速度 v和质量比 和质量比 ( 行时和燃料燃尽时的质量比), ),两个因 行时和燃料燃尽时的质量比),两个因 素决定。 素决定。
运载物 第三级 第二级 第一级
对反冲运动的深入理解
1、反冲运动是相互作用的物体之 、 间作用力与反作用力产生的效果; 间作用力与反作用力产生的效果;
2、反冲运动过程中,系统虽然受 、反冲运动过程中, 到外力作用, 到外力作用,只要满足系统的合外 力为零或内力远大于外力的条件, 力为零或内力远大于外力的条件, 就可以运用动量守恒定律进行分析。 就可以运用动量守恒定律进行分析。
中国载人航天技术
2003年10月15日,我国首位航天员杨利伟乘 年 月 日 坐的“神州五号”载人飞船, 坐的“神州五号”载人飞船,在酒泉卫星发 射中心成功升空。 神舟一号” 射中心成功升空。从“神舟一号”到“神州 五号” 中国的科技实力一次次走向尖端。 五号”,中国的科技实力一次次走向尖端。 它向世人证明了: 它向世人证明了:中国人民的创造力是无穷 无尽的! 无尽的!
Mv 43;m D、 v m
C、M − m v m
自主小结: 自主小结:
请同学们依据学案,进行自主小结。
作业: 作业:
1、阅读P16材料《航天先驱者 、阅读 材料《 万户》 材料 航天先驱者——万户》; 万户 2、练习:P17题目 、练习: 题目1—5; 题目 ; 3、上网查阅资料,尝试制作水火箭。 、上网查阅资料,尝试制作水火箭。