第十六章動量守恒定律第五節反沖運動火箭

一、反沖運動的例子射擊時的反沖運動一、反沖運動的例子校園科技節上的水火箭思考下列問題1、什么是反沖運動？2、說明反沖運動的運動特點；1、定義

當一個物體向某一方向射出（或拋出）它的一部分時，這個物體的剩余部分將向相反方向運動。這就是反沖運動。2、特點：（1）系統動量守恒

（2）系統總動能增加一、反沖運動二、反沖運動的原理氣球噴出的氣體二、反沖運動的原理

質量為m的人在遠離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對靜止，由于沒有力的作用，他與飛船總保持相對靜止狀態。這個人手中拿著一個質量為△m的小物體。現在他以相對于飛船為u的速度把小物體拋出（1）小物體的動量改變量是多少？（2）人的動量改變量是多少？（3）人的速度改變量是多少？三、火箭古代的火箭現代的火箭明（公元1368－1644年）。長度108厘米。在箭支前端縛火藥筒，利用火藥向后噴發產生的反作用力把箭發射出去。這是世界上最早的噴射火器。

火箭作為運載工具，例如發射探測儀器、常規彈頭和核彈頭、人造衛星和宇宙飛船．1、火箭的主要用途：三、火箭2、火箭的工作原理：

火箭是利用燃氣噴發時的反沖運動，遵循動量守恒定律。火箭的構造火箭的最終速度火箭發射前的總質量為M，燃料燃盡后的總質量為m，燃氣的噴氣速度為v0，則火箭最終的速度為多大？解：在火箭發射過程中，內力遠大于外力，所以動量守恒。火箭的最終速度設火箭的速度方向為正方向，發射前的總動量為0；發射后的總動量為mV

-（M-m)V0由動量守恒得：0=mV

-（M-m)V0

M-mV0m正方向

總質量為M的火箭豎直向上發射，每次噴出氣體的質量為m，速度均為v，則：①噴出1次氣體后，火箭獲得速度的大小是多大？②噴出2次氣體后，火箭獲得多大的速度？③若1秒內火箭噴出n次氣體，那么1秒末火箭的速度是多大？拓展應用1.燃氣噴射的速度；使用高質量的燃料，目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑。

2.火箭的質量比（即火箭開始飛行時的質量與燃料燃盡時的質量之比）目前的技術條件下，火箭的質量比在6-10左右。思考問題：影響火箭飛行速度的主要因素是什么？運載物第三級第二級第一級三、中國現代火箭-----長征系列運載火箭一般采用液體推進劑，第一、二級多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末級用液氧、液氫高能推進，稱為低溫液體火箭，技術比較復雜，目前只有美國、俄斯、法國、中國和日本等少數幾個國家掌握低溫液體火箭技術。目前擁有運載火箭的國家有俄羅斯、美國、法國、英國、中國、日本、印度和以色列。當今世界上最大的運載火箭是俄羅斯的“能源”號，它長60米，底部最大直徑20米，重3000多噸，能將120噸的有效載荷送入近地軌道。西昌衛星發射中心太原衛星發射中心四、反沖運動的應用灌溉噴水器。四、反沖運動的應用水母的運動四、反沖運動的應用導彈的發射反沖運動的應用止退犁中國新型自行榴彈炮反沖運動的應用牛刀小試例1：水平射擊的大炮，炮身重450kg，炮彈質量為5kg,炮彈射擊速度為450m/s，射擊后炮身后退的距離是45cm，則炮身受到地面的平均阻力時多大？思與辯1、有人認為火箭前進的動力來自空氣對火箭的反作用力。你怎么認為？2、直升飛機上升是反沖運動么？小結反沖運動1．定義：靜止的物體分離出一部分物體，使另一部分向相反方向運動的現象叫反沖運動。2．反沖運動中一般遵循動量守恒定律3．防止：射擊時，用肩頂住槍身火箭1．飛行的原理---利用反沖運動2．決定火箭最終飛行速度的因素噴氣速度質量比應用：反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭等作業布置1、閱讀了解火箭的知識；2、《選修3-5》教材第24頁第1、2題；3、《精講精練》第20-21頁配套練習；1.下圖為一空間探測器示意圖，1，2，3，4，是四個噴氣發動機，1，3的連線與空間空間固定坐標系的x軸平行，2，4的連線與y軸平行，每臺發動機開動時，都能向探測器提供推力，但不會使探測器轉動，開始時，探測器以恒定的速率v向正x方向飛行，要使探測器改為向正x偏負y60°的方向以原來的速率v平動，則可（）A.先開動1適當時間，再開動4適當時間B.先開動3適當時間，再開動2適當時間C.開動4適當時間D.先開動3適當時間，再開動4適當時間1234xyA鞏固練習鞏固練習2.A鞏固練習3.4.在沙堆上有一M=5Kg的木塊，木塊上放一爆竹，質量為m=0.10Kg，點燃后木塊陷入沙中5cm，若沙對木塊運動的平均阻力為58N，不計火藥質量和空氣阻力，求爆竹上升的最大高度？鞏固練習h=1.7m5.如圖所示，質量為M的光滑滑塊放置在光滑的水平面上，另一質量m的物體以速度v向上滑去，物體剛好能到達最高點，求物體到m達最高點的速度?鞏固練習傳送帶以V0=2m/s的速度把質量m=20kg的行李包送到原來靜止的光滑軌道的小車上，其質量為M=30kg，包與車間的動摩擦因數為μ=0.4，則包從滑上車到最遠處所經歷的時間為多少？0.3如圖所示，一排人站在沿x軸的水平軌道旁，原點O兩側人的序號都記為n(n＝1，2，3…)每人只有一個沙袋，x＞0一側的每個沙袋的質量為m＝14kg，x＜0一側的每個沙袋的質量m'＝20kg，一質量為M＝48kg的小車以某初速度從原點出發向正x方向滑行，不計軌道阻力，當車每經過一人身旁時，此人就把沙袋以水平速度v朝與車相反的方向沿車面扔到車上，u的大小等于扔此沙袋之前的瞬間車速大小的2n倍(n是此人的序號數)

(1)空車出發后，車上堆積了幾個沙袋時，車就反向滑行？

(2)車上最終有大小沙袋共多少個？分析：本題未告知小車的初速，事實上車上的沙袋數與小車的初速無關，這是因為小車車速越快，扔沙袋的反向速度也越大。另外，本題若逐次運用動量守恒定律計算是非常麻煩的。抓住動量為一狀態量的特點，即可巧解此題。解：(1)設空車出發后，車上堆積了n個沙袋反向，則第n個沙袋未扔前動量為：［M＋(n－1)m］Vn其中Vn為車過第n個人身邊時的車速，依題意有m2nVn＞［M＋(n－1)m