高二上学期物理人教版选择性必修第一册-1.6反冲现象-火箭-ppt课件.ppt
反冲现象 火箭,新知导入,【演示实验一】将反冲式小船注水后，观察小船在水槽中的运动状态。【演示实验二】准备一个充满气体的气球，打开释放，观察气球的运动状态。【演示实验三】反冲式小汽车，观察气球放气后小车的如何运动。,这几个实验的共同点是什么？,新知讲解,（一）反冲现象1定义：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。,新知讲解,（一）反冲现象2反冲原理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，系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得同样大小的动量3公式若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的形式变为0m1v1m2v2，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率与质量成反比,新知讲解,你还知道哪些生活中的反冲运动？,新知讲解,4特点：反冲运动的实质是作用力与反作用力的效果；内力外力，系统动量守恒。,新知讲解,思考与讨论：以实验一为实例，解释反冲现象（从力、能量、动量三个角度）。,新知讲解,5.反冲现象的本质、系统机械能不守恒、系统动量守恒。6讨论反冲运动应注意的两个问题(1)速度的反向性对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛出部分必然相反(2)速度的相对性。一般都指对地速度。,新知讲解,思考与讨论：以实验一为实例，解释反冲现象（从力、能量、动量三个角度）。,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，使其他部分产生所需的速度或动量也就是说可以利用“反冲”。,新知讲解,举例生活中有哪些反冲应用？,乌贼利用反冲运动获得动力。（喷水）,蝴蝶利用反冲运动获得动力。（喷气）,新知讲解,（二）火箭,中国古代火箭,中国现代火箭,新知讲解,探讨1：火箭点火后能加速上升的动力是什么力？,【提示】燃烧产生的气体高速向下喷出，气体产生的反作用力推动火箭加速上升,探讨2：要提升运载物的最大速度可采用什么措施？,【提示】提高气体喷射速度，增加燃料质量，及时脱离前一级火箭空壳,课堂练习,例题：设火箭在t 时间内喷射燃气的质量为m，速度为u，喷气后火箭的质量为m，获得的速度为v，求燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？,新知讲解,1.火箭的速度设火箭在t 时间内喷射燃气的质量为m，速度为u，喷气后火箭的质量为m，获得的速度为v，由动量守恒定律：0mvmu，得v u.,2.决定因素火箭获得速度取决于燃气喷出速度u及燃气质量与火箭本身质量之比 两个因素,新知讲解,如图所示，是多级运载火箭的示意图，发射时，先点燃第一级火箭，燃料用完后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作。,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,新知讲解,3.多级火箭 由于受重力的影响，单级火箭达不到发射人造地球卫星所需要的7.9 km/s，实际火箭为多级。多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求。,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,拓展提高,科普介绍：1火箭的级数不是越多越好，级数越多，构造越复杂，工作的可靠性和安全性就越差，一般多级火箭都是三级火箭。2现代火箭的喷气速度在20004000m/s。,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,拓展提高,火箭类问题的三点提醒(1)火箭在运动过程中，随着燃料的燃烧，火箭本身的质量不断减小，故在应用动量守恒定律时，必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象注意反冲前、后各物体质量的变化(2)明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是否为同一参考系，如果不是同一参考系要设法予以调整，一般情况要转换成对地的速度(3)列方程时要注意初、末状态动量的方向,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,1运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是()A燃料推动空气，空气反作用力推动火箭B火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭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,答案：火箭工作中，动量守恒，当向后喷气时，则火箭受一向前的推力从而使火箭加速，故只有B正确,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,2.(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度()A使喷出的气体速度更大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,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,3.一火箭喷气发动机每次喷出m200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v1 000 m/s(相对地面)，设火箭质量M300 kg，发动机每秒喷气20次求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,4.一架喷气式飞机飞行的速度是800m/s，如果它喷出的气体相对飞机的速度小于800m/s，那么以地面为参考系，气体的速度方向实际上是与飞机飞行的方向相同的。如果在这种情况下继续喷出气体，飞机的速度还会增加吗？为什么？,答案：飞机的速度仍会增加，因为飞机和气体组成的系统动量守恒。,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,5.一个连同装备共有100kg的航天员，脱离宇宙飞船后，在离飞船45m的位置与飞船处于相对静止的状态。装备中有一个高压气源，能以50m/s的速度喷出气体。航天员为了能在10min内返回飞船，他需要在开始返回的瞬间一次性向后喷出多少气体？,答案：0.15kg,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,6.用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以7.0103m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度为1.8103m/s。试分析计算：分离后卫星的速度增加到多大？火箭壳体的速度是多大？分离后它们将如何运动？,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,试分析计算：分离后卫星的速度增加到多大？火箭壳体的速度是多大？分离后它们将如何运动？,答案：分离后卫星的速度增加到7.3103m/s，火箭壳体的速度是5.5103m/s，分离后卫星做离心运动，火箭做向心运动。,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂练习,7.一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量是120kg。这个士兵用自动步枪在2s内沿水平方向连续射出10发子弹，每发子弹的质量是10g，子弹离开枪口时相对步枪的速度是800m/s。射击前皮划艇是静止的，不考虑水的阻力。（1）每次射击后皮划艇的速度改变多少？（2）连续射击后皮划艇的速度是多大？（3）连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是多大？,答案：（1）0.06m/s（2）0.67m/s（3）40N,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,课堂总结,（一）反冲现象1定义：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。2特点：反冲运动的实质是作用力与反作用力的效果；内力外力，系统动量守恒。（二）火箭1.中国古代火箭、中国现代火箭、多级运载火箭。2.燃料燃尽时，火箭获得的最终速度由喷气速度v和质量比M/m（开始飞行时和燃料燃尽时的质量比），两个因素决定。3.小常识：火箭的级数不是越多越好，级数越多，构造越复杂，工作的可靠性和安全性就越差，一般多级火箭都是三级火箭。现代火箭的喷气速度在20004000m/s。,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,板书设计,（一）反冲现象1定义：如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某一方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。2特点：反冲运动的实质是作用力与反作用力的效果；内力外力，系统动量守恒。（二）火箭1.中国古代火箭、中国现代火箭、多级运载火箭。2.燃料燃尽时，火箭获得的最终速度由喷气速度v和质量比M/m，两个因素决定。,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,高二上学期物理人教版选择性必修第一册 1.6反冲现象 火箭 课件,
