1、第 十 六 章动 量 守 恒 定 律 5 5 反冲运动火箭学习目标1. 知道反冲现象，会运用动量守恒定律解释反冲现象。知道反冲现象，会运用动量守恒定律解释反冲现象。2. 知道火箭的飞行原理，初步了解提高火箭质量比的有效知道火箭的飞行原理，初步了解提高火箭质量比的有效方法。方法。3. 知道火箭的主要用途，了解人类航空、航天事业的巨大知道火箭的主要用途，了解人类航空、航天事业的巨大成就。成就。新课导入？思考与讨论履带式自行榴弹炮炮车后面为什么装有止退犁？履带表面履带式自行榴弹炮炮车后面为什么装有止退犁？履带表面为什么有较深的突起抓地钩型设计？为什么有较深的突起抓地钩型设计？思考与讨论你知道章鱼、乌
2、贼怎样游水吗？它们先把水吸入体腔，你知道章鱼、乌贼怎样游水吗？它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体很快地然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体很快地运动。运动。章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体向任意方向前进。向任意方向前进。你认为章鱼游水时应用了什么物理原理？你认为章鱼游水时应用了什么物理原理？新课讲授1. 定义 ：一个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：特点：内力远远大于外力，反冲运动中系统动量守恒。内力远远大于
3、外力，反冲运动中系统动量守恒。3. 物理原理：遵循动量守恒定律。例：例： 一炮弹静止在光滑的水平地面上，点火爆炸后恰好分裂一炮弹静止在光滑的水平地面上，点火爆炸后恰好分裂成质量分别为成质量分别为m和和M的两块弹片，假设分开后两块弹片沿同的两块弹片，假设分开后两块弹片沿同一条直线运动，质量为一条直线运动，质量为m的这一块弹片的速度大小为的这一块弹片的速度大小为?，求另，求另一块弹片的速度一块弹片的速度?。解析：作用前的动量 p = 0 作用后的动量 p = m ? + M?根据动量守恒定律有：p = p 即 m ? + M? = 0 m解得：? ?M负号表示作用后的两弹片运动方向相反4. 反冲运
4、动的应用：反冲运动的应用：大炮、火箭的发射、反击式水轮机工大炮、火箭的发射、反击式水轮机工作原理和蒸汽炮车等。作原理和蒸汽炮车等。典 例 探 究例例1 机关枪的质量机关枪的质量M 8 kg，射出的子弹质量，射出的子弹质量m 20 g，若，若子弹从枪口飞出的速度子弹从枪口飞出的速度? 1000 m/s，则求机关枪后退的速，则求机关枪后退的速度大小度大小?。m?0.02?1000?m/s?2.5 m/sM8典 例 探 究例例2如图所示，长为如图所示，长为L的船静止在平静的水面上，立于左侧的船静止在平静的水面上，立于左侧船尾的人的质量为船尾的人的质量为m，船的质量为，船的质量为M，不计水的阻力，人从
5、，不计水的阻力，人从船尾走到右侧船头的过程中，求船对地面的运动位移大小。船尾走到右侧船头的过程中，求船对地面的运动位移大小。m? M? 0 x1? x2? Lx1?x2?Mx1?LM? mmx2?LM? m1. 古代火箭古代火箭2. 现代火箭现代火箭？想 一 想火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关呢？假设火箭发射前的总质量为M，燃料燃尽后的质量为 m ，火箭燃气对地的喷射速度为 ?1，燃料燃尽后火箭的飞行速度 ? 为多大？在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。以火箭的速度方向为正方向，发射前的总动量为守恒。以火箭的速度方向为正
6、方向，发射前的总动量为 0，发射后的总动量为发射后的总动量为m?燃气的总动量为：燃气的总动量为： (M? m )?1由动量守恒得由动量守恒得 ：m? (M? m )?1 = 0(M ? m )?1M? (?1)?1mmM燃料燃尽时火箭获得的最终速度由燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度喷气速度及质量比及质量比m共同决定。要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料。共同决定。要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料。 要发要发射人造卫星，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。级火箭。漫漫“长征”路：长征系列运载火箭发展史第一节火箭脱离过程课堂
7、总结反反冲冲运运动动火火箭箭反冲反冲运动运动1. 定义：向气体喷出的反方向运动定义：向气体喷出的反方向运动2. 原理：动量守恒定律原理：动量守恒定律3. 常见反冲运动：烟花、喷气式飞机常见反冲运动：烟花、喷气式飞机1. 发展：从宋代开始发展：从宋代开始2. 原理：动量守恒定律原理：动量守恒定律3. 速度速度喷气速度喷气速度?M质量比质量比m火箭火箭课堂测试1. 一静止的质量为一静止的质量为M的原子核，以相对地的速度的原子核，以相对地的速度?放射放射出一质量为出一质量为m的粒子后，原子核剩余部分作反冲运动的的粒子后，原子核剩余部分作反冲运动的速度大小为（速度大小为（M?A.mM?m?C.MB）m
8、?B.M? mM? mD.?M2. 一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向释放出一物体向的相反方向释放出一物体P，不计空气阻力，则，不计空气阻力，则 （AC）A. 火箭一定离开原轨道运动火箭一定离开原轨道运动B. 物体物体P 一定离开原来原轨道运动一定离开原来原轨道运动C. 火箭运动半径一定增大火箭运动半径一定增大D. 物体运动半径一定减小物体运动半径一定减小3. 一火箭喷气发动机每次喷出质量一火箭喷气发动机每次喷出质量m= 200 g的气体，气体的气体，气体离开发动机喷出时对地速度离开发动机喷出时对地速度? = 1000 m/s，设火箭质量，设火箭质量M =300 kg，发动机每秒喷发，发动机每秒喷发 20 次。则运动第次。则运动第 1 秒末，火箭的速秒末，火箭的速度多大度多大 ？13. 5 m/s4.如图所示，如图所示， 质量为质量为M、倾角、倾角为、长度为长度为s的斜面放在光的斜面放在光滑水平地面上，一个质量为滑水平地面上，一个质量为m的物块的物块A，由斜面顶端自由下，由斜面顶端自由下滑，求当滑，求当 物块A滑到斜面底端时，斜面在水平地面上移动的滑到斜面底端时，斜面在水平地面上移动的距离为多少？距离为多少？mscos?M?mxscos? x
