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(共22张PPT)
第一章 动量守恒定律
1.6反冲现象 火箭
202×年××月××日
×××
课堂引入
放开充气的气球
做一做：
气球吹气后，固定好，再放开，会出现什么现象？
生活中类似的例子
课堂引入
乌贼喷墨
烟 花
水火箭
一、反冲
1.定义：
步枪枪身、炮身的这种后退运动叫做反冲。
静止的物体
内力作用
分裂为两部分：一部分向某个方向运动
另一部分必然向相反的方向运动
新知学习——反冲
观察、分析实验现象回答问题：
实验一：充气气球固定在小车上，气球放气
实验二：塞有橡胶塞的试管固定在小车上，加热试管
观察实验 总结归纳
（1）反冲现象中系统内力有什么特点？
（2）系统还受到什么外力，内力与外力大小关系如何？
（3）根据以上分析，可以用哪些物理原理解决反冲问题？系统动能如何变化？
2.特点：
新知学习——反冲
适用动量守恒定律
①系统内力突然发生，时间短，作用强。
②系统所受外力一般不为零，但远远小于内力。
系统动能增加，由其他形式的能转化而来
（1）反冲现象中系统内力具有什么特点？
（2）系统还受到什么外力，内力与外力大小关系如何？
（3）根据以上分析，可以用哪些物理原理解决反冲问题？系统动能如何变化？
3.用动量守恒定律解释现象——为什么气球与小车向右运动？
研究对象： 组成的系统动量守恒
新知学习——反冲
m气v气 + mv = 0
m为气球和小车的质量
气球（包括里面气体）、小车
系统初动量：
系统末动量：
0
m气v气 + mv
m气 v气
m v
动量守恒方程：（取水平向左为正方向）
vv气
系统水平末动量：
m塞vx + mv
0
新知学习——反冲
3.用动量守恒定律解释现象——为什么试管与小车向右运动？
m为试管和小车的质量
研究对象： 组成的系统水平方向动量守恒
m塞vx + mv = 0
试管、橡胶塞、小车
系统水平初动量：
m塞 v塞
m v
动量守恒方程：（取水平向左为正方向）
vx
vvx
4.反冲的防止与应用
止退犁
用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响
（1）防止
新知学习——反冲
4.反冲的防止与应用
装在履带式车上
止退犁
止退犁
炮车设计有止退犁和缓冲装置，以减少反冲的影响，提高精度
（1）防止
新知学习——反冲
4.反冲的防止与应用
（2）应用
新知学习——反冲
灌溉喷水器是利用反冲原理设计的一种自动灌溉装置，转动方向与水的喷射方向相反,水的前进导致管的后退，弯管就旋转起来。
——①灌溉喷水器
（2）应用——②水上滑行
4.反冲的防止与应用
新知学习——反冲
（2）应用——③喷气飞机
4.反冲的防止与应用
新知学习——反冲
二、火箭
我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。
反冲应用——火箭
1.古代火箭
现代火箭主要由壳体和燃料组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。
2.现代火箭
反冲应用——火箭
火箭发射速度与什么因素有关？
喷气前系统的动量是
喷气后系统的动量是
m v+ mu
0
以 为参考系
火箭发射速度与什么因素有关？
设置物理情景（同课本26页）：设火箭飞行时在极短的时间 t内喷射燃气的质量是 m，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是 u，喷出燃气后火箭的质量是 m，求火箭在这样的一次喷气后增加的速度 v .
组成的系统动量守恒
根据动量守恒定律，有
解出
火箭与燃气
喷气前的火箭
u
反冲应用——火箭
火箭喷出的燃气的速度 u越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度 v就越大。
喷气的速度：目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂，火箭发动机喷气速度范围在2000m/s~5000m/s
质量比(火箭起飞时质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)
火箭在飞行过程中抛掉空壳后，可以使m变得更小，使得质量比增大，进而提高火箭最终所能获得的速度。
反冲应用——火箭
要提高火箭的速度，需要在减轻火箭本身质量上面下功夫。
科学家提出多级火箭的概念：把火箭一级一级接在一起，第一级燃料用完后把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作，一级一级连续工作，理论上火箭速度可以提的很高。
实际应用中一般不会超过4级，因为级数太多时，连接机构和控制机构的质量会增加很多，工作的可靠性也会降低。
反冲应用——火箭
2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射.
课堂练习
1. （同课本28页）一个连同装备共有M=100kg的宇航员，脱离宇宙飞船后，在离飞船s=45m的位置与飞船处于相对静止状态。装备中有一高压气源，能以v气=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？
解：设宇航员的速度为v，有s = vt
v气
v
取气体运动方向为正方向
对宇航员和气体，根据动量守恒有
0=m气v气 - (M-m气)v
代入数据得 m气=0.15kg
m气
M-m气
2. 2020年11月24日4时30分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，这一高光时刻吸引了全球的关注。假设火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体，气体喷出时的速度v=1000m/s。设火箭质量M=300kg，发动机每秒钟喷气20次。
(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度为多大？
(2)运动第1s末，火箭的速度为多大？
(1)设喷出三次气体后火箭的速度为v3，
对火箭和喷出的三次气体，由动量守恒定律有：
(M－3m)v3－3mv＝0
解得 v3＝2 m/s
(2)对火箭和喷出的20次气体，由动量守恒定律有：
(M－20m)v20－20mv＝0
解得v20＝13.5 m/s
解：
课堂练习
1、反冲现象：静止或运动的物体分离出一部分物体 ，使另一部分向相反方向运动的现象叫反冲。
反冲运动中一般遵循动量守恒定律
应用:灌溉喷水器、水上滑行、喷气式飞机 、火箭等
2、火箭
防止:开枪、开炮弹等
飞行的原理：反冲
影响火箭增加速度的因素：火箭喷出的燃气的速度 u 越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度 v 就越大
课堂小结

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