第6節(jié)

反沖現(xiàn)象火箭第一章

動量守恒定律火箭為什么能離開地球，升入太空，實現(xiàn)飛天夢？章魚、烏賊是怎樣在大海里穿梭自如的？1、認(rèn)識反沖現(xiàn)象，并能舉出幾個反沖運(yùn)動的實例；2、能結(jié)合動量守恒定律對反沖運(yùn)動做出解釋；3、了解我國航空、航天事業(yè)的巨大成就，增強(qiáng)民族自信心和自豪感。知識點一、反沖現(xiàn)象

1.定義一個靜止（或運(yùn)動）的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩個部分，一部分向某個方向運(yùn)動，另一部分必然向相反方向運(yùn)動。這個現(xiàn)象叫做反沖。燃放的禮花沖浪2.反沖原理反沖運(yùn)動的基本原理是動量守恒定律，如果系統(tǒng)的一部分獲得了某一方向的動量，系統(tǒng)的其他部分就會在這一方向的反方向上獲得同樣大小的動量．3.公式若系統(tǒng)的初始動量為零，則動量守恒定律的形式變?yōu)?＝m1v1＋m2v2，此式表明，做反沖運(yùn)動的兩部分的動量大小相等、方向相反，而它們的速率與質(zhì)量成反比．4.特點反沖運(yùn)動的實質(zhì)是作用力與反作用力的效果；內(nèi)力>>外力，系統(tǒng)動量守恒。在生活中存在哪些反沖現(xiàn)象？這些反沖現(xiàn)象是否可以得到利用或防止？灌溉噴水器是利用反沖原理設(shè)計的一種自動灌溉裝置，轉(zhuǎn)動方向與水的噴射方向相反,水的前進(jìn)導(dǎo)致管的后退，彎管就旋轉(zhuǎn)起來。

中國新型履帶式自行榴彈炮炮車的履帶表面有較深的突起抓地鉤型設(shè)計是為了增大摩擦力，止退犁和兩個液壓緩沖器，都是為了在火炮連射時起到“止退”的作用，提高命中精度而精心設(shè)計的。5.反沖現(xiàn)象的本質(zhì)系統(tǒng)機(jī)械能不守恒、系統(tǒng)動量守恒。6.討論反沖運(yùn)動應(yīng)注意的兩個問題(1)速度的反向性對于原來靜止的物體，被拋出部分具有速度時，剩余部分的運(yùn)動方向與被拋出部分必然相反。(2)速度的相對性。一般都指對地速度。知識點二、火箭

現(xiàn)代火箭較古代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料組成，殼體是圓筒形的，前端是封閉的尖端，后端有尾噴管，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵觯鸺拖蚯帮w去?，F(xiàn)代的火箭我國宋代就發(fā)明了火箭，火箭上扎一個火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點燃后火箭由于反沖向前運(yùn)動。古代的火箭（模型）M-mV0正方向V=？m例題：火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M，燃料全部燃燒完后的質(zhì)量為m，火箭燃?xì)獾膶Φ貒娚渌俣葹閂0，燃料燃盡后火箭的速度V為多大？解：

在火箭發(fā)射過程中，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以動量守恒。設(shè)火箭的速度方向為正方向，由動量守恒得：

如圖所示，是多級運(yùn)載火箭的示意圖，發(fā)射時，先點燃第一級火箭，燃料用完后，空殼自動脫落，然后下一級火箭開始工作?？茖W(xué)漫步

由于受重力的影響，單級火箭達(dá)不到發(fā)射人造地球衛(wèi)星所需要的7.9km/s，實際火箭為多級。

多級火箭發(fā)射時，較大的第一級火箭燃燒結(jié)束后，便自動脫落，接著第二級、第三級依次工作，燃燒結(jié)束后自動脫落，這樣可以不斷地減小火箭殼體的質(zhì)量，減輕負(fù)擔(dān)，使火箭達(dá)到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過使用同樣多的燃料的一級火箭所能達(dá)到的速度。目前多級火箭一般都是三級火箭，因為三級火箭能達(dá)到目前發(fā)射人造衛(wèi)星的需求。1.火箭的級數(shù)不是越多越好。級數(shù)越多，構(gòu)造越復(fù)雜，工作的可靠性和安全性就越差，一般多級火箭都是三級火箭。2．現(xiàn)代火箭的噴氣速度在2000—4000m/s火箭類問題的三點提醒(1)火箭在運(yùn)動過程中，隨著燃料的燃燒，火箭本身的質(zhì)量不斷減小，故在應(yīng)用動量守恒定律時，必須取在同一相互作用時間內(nèi)的火箭和噴出的氣體為研究對象。注意反沖前、后各物體質(zhì)量的變化。(2)明確兩部分物體初、末狀態(tài)的速度的參考系是否為同一參考系，如果不是同一參考系要設(shè)法予以調(diào)整，一般情況要轉(zhuǎn)換成對地的速度。(3)列方程時要注意初、末狀態(tài)動量的方向。練一練1.(多選)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飛行速度()A．使噴出的氣體速度更大B．使噴出的氣體溫度更高C．使噴出的氣體質(zhì)量更大D．使噴出的氣體密度更小AC2.一火箭噴氣發(fā)動機(jī)每次噴出m＝200g的氣體，氣體離開發(fā)動機(jī)噴出時的速度v＝1000m/s(相對地面)，設(shè)火箭質(zhì)量M＝300kg，發(fā)動機(jī)每秒噴氣20次．求當(dāng)?shù)谌螝怏w噴出后，火箭的速度多大？解：拓展：人船模型例：靜止在水面上的小船長為L，質(zhì)量為M，在船的最右端站有一質(zhì)量為m的人，不計水的阻力，當(dāng)人從最右端走到最左端的過程中，小船移動的距離是多大？S2S1

條件:系統(tǒng)動量守衡且系統(tǒng)初動量為零.結(jié)論:人船對地位移為將二者相對位移按質(zhì)量反比分配關(guān)系

解決“人船模型”問題1.解前畫出人、船位移草圖2.運(yùn)動情況：人走、船行；人停船停；人加速船加速；人減速船減速。3.原理：動量守恒定律4.人船速度關(guān)系：0=mv1-Mv2.

則v1/v2=M/m,任意時刻速度與質(zhì)量成反比。5.人船位移關(guān)系：

mx1-Mx2=0,則x1/x2=M/m。

x1+x2=LL----船的長度則：x1=mL/(m+M),x2=ML/(M+m)v1v2x1x2LMm質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為M，長為L的靜止小船的右端，小船的左端靠在岸邊。當(dāng)他向左走到船的左端時，船左端離岸多遠(yuǎn)？

l2

l1解：先畫出示意圖。人、船系統(tǒng)動量守恒，總動量始終為零，所以人、船動量大小始終相等。從圖中可以看出，人、船的位移大小之和等于L。設(shè)人、船位移大小分別為l1、l2，則：mv1=Mv2，兩邊同乘時間t，ml1=Ml2，而l1+l2=L，