1、第五節第五節 反沖運動反沖運動 火箭火箭實實 驗驗 ： 把氣球吹滿氣，猛一松手，會出現什把氣球吹滿氣，猛一松手，會出現什么情形呢？么情形呢？提問，以上幾種運動有什么共同之處？提問，以上幾種運動有什么共同之處？充滿氣的氣球，在松手以前處于什么狀態？松手之后呢？充滿氣的氣球，在松手以前處于什么狀態？松手之后呢？煙花在點燃之前處于什么狀態？點燃之后呢？煙花在點燃之前處于什么狀態？點燃之后呢？水管中如果僅僅是有水，而水沒有噴出，水管會運動嗎？水管中如果僅僅是有水，而水沒有噴出，水管會運動嗎？持槍射擊時，如果不用肩膀抵住槍托，會發生什么？持槍射擊時，如果不用肩膀抵住槍托，會發生什么？一、反沖運動一、反沖

2、運動 1、定義、定義: 一個靜止的物體在內力的作一個靜止的物體在內力的作 用下分裂為兩個部分，一部分向某個用下分裂為兩個部分，一部分向某個方向運動，另一部分必然向相反的方方向運動，另一部分必然向相反的方向運動，這個現象叫作反沖。向運動，這個現象叫作反沖。要點：（要點：（1）內力作用下）內力作用下 （2）一個物體分為兩個部分）一個物體分為兩個部分 （3）兩部分運動方向相反）兩部分運動方向相反b. 物體系統所受外力一物體系統所受外力一 般不為零，但遠般不為零，但遠遠小于內力。遠小于內力。a. 物體間相互作用突然發生，時間短，物體間相互作用突然發生，時間短，作用強。作用強。2. 原原 理：理： 遵循

3、動量守恒定律遵循動量守恒定律作用前：作用前：P = 0作用后作用后: P = m v - M v則根據動量守恒定律有：則根據動量守恒定律有： P = P即即 m v -M v = 0 故有：故有：v = ( m / M ) v上述公式中的上述公式中的v和和v 是速度的大小是速度的大小反沖的應用反沖的應用：古代火箭古代火箭 我國早在宋代就發明了火箭，在我國早在宋代就發明了火箭，在箭支上扎個火藥筒，火藥筒的前箭支上扎個火藥筒，火藥筒的前端是封閉的，火藥點燃后生成的端是封閉的，火藥點燃后生成的燃氣以很大的速度向后噴出，火燃氣以很大的速度向后噴出，火箭由于箭由于反沖反沖而向前運動。而向前運動。噴氣式飛

4、機噴氣式飛機通過連續不斷地向后噴射高速通過連續不斷地向后噴射高速空氣，可以得到超過音速的飛行速度。空氣，可以得到超過音速的飛行速度。法國法國“幻幻影影”2000中國殲教中國殲教1灌溉噴水器反擊式水輪機的轉輪練一練：練一練：n 機關槍重機關槍重8Kg，射出的子彈質量為，射出的子彈質量為20g，若子彈的出口速度為，若子彈的出口速度為1000m/s，則，則機槍的后退速度是多少？機槍的后退速度是多少？解：機槍和子彈這一系統動量守恒，令解：機槍和子彈這一系統動量守恒，令子彈的速度方向為正方向，由動量守子彈的速度方向為正方向，由動量守恒定律得：恒定律得：0=m v -M v v = ( m / M ) v

5、 =(0.02/8) 1000m/s =2.5m/s 思考與討論：思考與討論： 質量為質量為m的人在遠離任何星體的太空中，與他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。這個人手中拿著與飛船總保持相對靜止狀態。這個人手中拿著一個質量為一個質量為m的小物體。現在他以相對于飛的小物體。現在他以相對于飛船為船為u的速度把小物體拋出的速度把小物體拋出（1）小物體的動量改變量是多少？）小物體的動量改變量是多少？ （2）人的動量改變量是多少？）人的動量改變量是多少？（3）人的速度改變量是多少？）人的速度改變量是多

6、少？um um umm 現代火箭： 美國 大力神號 能源號 俄羅斯 歐洲阿麗亞娜日本M系列 中國長征系列二、火二、火 箭箭閱讀思考問題：閱讀思考問題：1 1、現代火箭主要用途是什么？、現代火箭主要用途是什么？2 2、現代火箭為什么要采取多級結構？、現代火箭為什么要采取多級結構？火箭最終獲得速度由什么決定呢？火箭最終獲得速度由什么決定呢？問題：問題： 例題：例題：火箭發射前的總質量為火箭發射前的總質量為M，燃料全，燃料全部燃燒完后的質量為部燃燒完后的質量為m，火箭燃氣的噴射速，火箭燃氣的噴射速度為度為V0，燃料燃盡后火箭的速度，燃料燃盡后火箭的速度V為多少？為多少？M-mV0正方向正方向V=？m

7、解：在火箭發射過程中，內力遠大于解：在火箭發射過程中，內力遠大于外力，所以動量守恒。外力，所以動量守恒。設火箭的速度方向為正方向，設火箭的速度方向為正方向，發射前的總動量為發射前的總動量為0；發射后的總動量為發射后的總動量為 mV -（M-m)V0由動量守恒得：由動量守恒得：0= mV -（M-m)V0 00V)1mM(VmmMV 結論：結論：決定火箭最大飛行速度的因素：決定火箭最大飛行速度的因素：00) 1(VmMVmmMV噴氣速度噴氣速度質量比質量比即：火箭開始飛行時的質量即：火箭開始飛行時的質量 與燃料燃盡時的質量之比。與燃料燃盡時的質量之比。 影響火箭飛行速度的影響火箭飛行速度的因素因

8、素主要有兩個：一是主要有兩個：一是噴噴氣速度氣速度，二是，二是質量比質量比（即火箭開始飛行時的質量與（即火箭開始飛行時的質量與燃料燃盡時的質量之比）。燃料燃盡時的質量之比）。 解決辦法：解決辦法： 要提高噴氣速度，就要使用高質量的燃料，要提高噴氣速度，就要使用高質量的燃料， 目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑。目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑。 目前的技術條件下，火箭的質量比在目前的技術條件下，火箭的質量比在6 - 10 左左右，要發射人造衛星，用一級火箭還不能達到所需右，要發射人造衛星，用一級火箭還不能達到所需的速度，必須用多級火箭。的速度，必須用多級火箭。日日本本M系系列列俄

9、俄羅羅斯斯能能源源號號歐歐洲洲阿阿麗麗亞亞娜娜美美國國大大力力神神號號中中 國國神舟系列神舟系列課堂互動講練課堂互動講練1.1.總質量為總質量為M M的火箭豎直向上發射，每次噴的火箭豎直向上發射，每次噴出氣體的質量為出氣體的質量為m m，速度均為，速度均為v v，則：，則：噴出噴出1 1次氣體后，火箭獲得速度的大小是次氣體后，火箭獲得速度的大小是多大？多大？噴出噴出2 2次氣體后，火箭獲得多大的速度？次氣體后，火箭獲得多大的速度？若若1 1秒內火箭噴出秒內火箭噴出n n次氣體，那么次氣體，那么1 1秒末火秒末火箭的速度是多大？箭的速度是多大？課堂互動講練課堂互動講練2.2.一質量為一質量為m

10、m的人站在停靠岸邊的小船上，的人站在停靠岸邊的小船上，小船質量為小船質量為M M，現在：，現在：（1 1）人以對地的水平速度）人以對地的水平速度v v跳上岸；跳上岸；（2 2）人以對地的速度斜向上跳上岸，）人以對地的速度斜向上跳上岸， v v和水平方向成和水平方向成角；角；（3 3）人以對船的水平速度）人以對船的水平速度u u跳上岸；跳上岸；求上述三種情況下，人跳起后，小船后退求上述三種情況下，人跳起后，小船后退的速度各是多大（不計水的阻力）？的速度各是多大（不計水的阻力）？ 反沖運動的防止反沖運動的防止：榴榴 彈彈 炮炮止退犁止退犁 （火炮緩沖器）（火炮緩沖器）1一同學在地面上立定跳遠的最好

11、成績是一同學在地面上立定跳遠的最好成績是s(m)，假設他站在車的假設他站在車的A端，如圖所示，想要跳上距離為端，如圖所示，想要跳上距離為l(m)遠的站臺上，不計車與地面的摩擦阻力，則遠的站臺上，不計車與地面的摩擦阻力，則( )A只要只要ls，他一定能跳上站臺，他一定能跳上站臺B只要只要ls，他有可能跳上站臺，他有可能跳上站臺C只要只要ls，他一定能跳上站臺，他一定能跳上站臺D只要只要ls，他有可能跳上站臺，他有可能跳上站臺一個質量為一個質量為m的物體從高處自由下落，當的物體從高處自由下落，當物體下落物體下落h距離時突然炸裂成兩塊，其中質量為距離時突然炸裂成兩塊，其中質量為m1的一塊恰好能沿豎直方向回到開始下落的位置，的一塊恰好能沿豎直方向回到開始下落的位置，求剛炸裂時另一塊的速度求剛炸裂時另一塊的速度v2.反沖運動反沖運動 火箭火箭反沖運動反沖運動1 1定義：靜止的物體分離出一部分物體定義：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使另一部分向相反方向運動的現