高中物理 第16章 動(dòng)量守恒定律 第5節(jié) 反沖運(yùn)動(dòng) 火箭課件 新人教版選修3-5.ppt

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成才之路 · 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 · 選修3-5,動(dòng)量守恒定律,第十六章,第五節(jié) 反沖運(yùn)動(dòng) 火箭,第十六章,我國(guó)宋代就發(fā)明了火箭(如圖甲)，火箭上扎一個(gè)火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點(diǎn)燃后火箭由于反沖向前運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)代火箭，原理與古代火箭相同(如圖乙)，你知道我國(guó)“長(zhǎng)征”號(hào)系列火箭是怎樣先后將“神舟”號(hào)系列載人飛船送上太空的嗎？,1．定義 一個(gè)靜止的物體在__________的作用下分裂為兩部分，一部分向某一方向運(yùn)動(dòng)，另一部分必然向__________方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。 2．特點(diǎn) (1)物體的不同部分在__________作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)。 (2)反向運(yùn)動(dòng)中， 相互作用力一般較大，通?？梢杂胈_______________來(lái)處理。,反沖運(yùn)動(dòng),內(nèi)力,相反,內(nèi)力,動(dòng)量守恒定律,3．反沖現(xiàn)象的應(yīng)用及防止 (1)應(yīng)用：農(nóng)田、園林的噴灌裝置是利用反沖使水從噴口噴出時(shí)，一邊噴水一邊__________。 (2)防止：用槍射擊時(shí)，由于槍身的反沖會(huì)影響射擊的__________，所以用步槍射擊時(shí)要把槍身抵在__________，以減少反沖的影響。,旋轉(zhuǎn),準(zhǔn)確性,肩部,1．火箭 現(xiàn)代火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃?xì)猥@得__________向前推進(jìn)的飛行器。 2．火箭的工作原理 當(dāng)火箭推進(jìn)劑燃燒時(shí)，從尾部噴出的氣體具有很大的________，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，火箭獲得大小相等、方向相反的_______，因而發(fā)生連續(xù)的__________現(xiàn)象，隨著推進(jìn)劑的消耗，火箭的質(zhì)量逐漸減小，加速度不斷增大，當(dāng)推進(jìn)劑燃盡時(shí)，火箭即以獲得的速度沿著預(yù)定的空間軌道飛行。,火箭,反作用力,動(dòng)量,動(dòng)量,反沖,3．影響火箭速度大小的因素 (1)噴氣速度：現(xiàn)代液體燃料火箭的噴氣速度約為2.5km/s，提高到3～4km/s需很高的技術(shù)水平。 (2)質(zhì)量比：火箭__________時(shí)的質(zhì)量與火箭除燃料外的__________質(zhì)量之比，現(xiàn)代火箭能達(dá)到的質(zhì)量比不超過(guò)10。 4．現(xiàn)代火箭的主要用途 利用火箭作為__________工具，例如發(fā)射探測(cè)儀器、常規(guī)彈頭和核彈頭、人造衛(wèi)星和宇宙飛船等。,開始飛行,箭體,運(yùn)載,一、反沖運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及其遵循的規(guī)律 1．特點(diǎn) (1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)。 (2)反沖運(yùn)動(dòng)中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，所以系統(tǒng)的總動(dòng)能增加。,2．反沖運(yùn)動(dòng)中，以下三種情況均可應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解決 (1)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，滿足動(dòng)量守恒的條件，可以用動(dòng)量守恒定律解決反沖運(yùn)動(dòng)問題。 (2)系統(tǒng)雖然受到外力作用，但內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，外力可以忽略，也可以用動(dòng)量守恒定律解決反沖運(yùn)動(dòng)問題。 (3)系統(tǒng)雖然所受外力之和不為零，系統(tǒng)的動(dòng)量并不守恒，但系統(tǒng)在某一方向上不受外力或外力在該方向上的分力之和為零，則系統(tǒng)的動(dòng)量在該方向上的分量保持不變，可以在該方向上應(yīng)用動(dòng)量守恒定律。,二、分析反沖運(yùn)動(dòng)應(yīng)注意的問題 1．速度的反向性問題 對(duì)于原來(lái)靜止的整體，拋出部分具有速度時(shí)，剩余部分的反沖是相對(duì)于拋出部分來(lái)說(shuō)的，兩者運(yùn)動(dòng)方向必然相反。在列動(dòng)量守恒方程時(shí)，可任意規(guī)定某一部分的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則反方向的另一部分的速度應(yīng)取負(fù)值。,2．相對(duì)速度問題 反沖運(yùn)動(dòng)的問題中，有時(shí)遇到的速度是相互作用的兩物體的相對(duì)速度。由于動(dòng)量守恒定律中要求速度為對(duì)同一參考系的速度，通常為對(duì)地的速度。因此應(yīng)先將相對(duì)速度轉(zhuǎn)換成對(duì)地的速度后，再列動(dòng)量守恒定律方程。 3．變質(zhì)量問題 在反沖運(yùn)動(dòng)中還常遇到變質(zhì)量物體的運(yùn)動(dòng)，如在火箭的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，隨著燃料的消耗，火箭本身的質(zhì)量不斷減小，此時(shí)必須取火箭本身和在相互作用的短時(shí)間內(nèi)噴出的所有氣體為研究對(duì)象，取相互作用的這個(gè)過(guò)程為研究過(guò)程來(lái)進(jìn)行研究。,反沖運(yùn)動(dòng),(1)噴出多少氧氣，宇航員才能安全返回飛船？ (2)為了使總耗氧量最低，應(yīng)該一次噴出多少氧氣？返回時(shí)間是多少？ 解析：(1)以飛船為參考物，設(shè)沿著飛船運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，并設(shè)噴出質(zhì)量為m(kg)氧氣時(shí)宇航員獲得的速度是v′，對(duì)于“宇航員和噴出的氧氣”這一系統(tǒng)而言，在噴氣方向上由動(dòng)量守恒可得：,答案：(1)0.05kg～0.45kg (2)0.15kg；600s 點(diǎn)評(píng)：本題中宇航員所帶的氧氣量一定，問題是要將它合理分配給呼吸和噴氣兩個(gè)方面使用，并能保證宇航員安全返回飛船。,,答案：D 解析：由于冰面光滑，無(wú)法行走或滾動(dòng)，由動(dòng)量守恒定律可知，只有拋出物體獲得反沖速度才能到達(dá)岸邊。,火箭的反沖現(xiàn)象,答案：2m/s；13.5m/s,答案：C,,人船模型問題,,點(diǎn)評(píng)：在人船模型中，某物體位移易誤認(rèn)為相對(duì)另一物體的位移。,答案：B,易錯(cuò)分析：取整個(gè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，由動(dòng)量守恒定律，彈簧槍向右發(fā)射彈丸時(shí)，彈丸向右運(yùn)動(dòng)，小車向左運(yùn)動(dòng)；彈丸進(jìn)入網(wǎng)兜時(shí)，小車向右運(yùn)動(dòng)，回到原處，故錯(cuò)選B。 正確解答：由于彈丸與車組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，總動(dòng)量保持為零不變，彈丸離開槍向右運(yùn)動(dòng)，則小車必向左運(yùn)動(dòng)，彈丸落在網(wǎng)兜后做完全非彈性碰撞，相互作用后靜止，而車已向左移動(dòng)了一段距離。 正確答案：A,