人教版選修3－5 16.5 反沖運動 火箭 課件（18張）.ppt

16 5反沖運動火箭 一 反沖運動1 反沖 原來靜止的物體 在內力作用下 其中一部分向某一方向運動 另一部分向 方向運動的現象叫反沖 2 反沖現象遵循 定律 想一想為什么反沖運動系統(tǒng)動量守恒 答案反沖運動是系統(tǒng)內力作用的結果 雖然有時系統(tǒng)所受的合外力不為零 但由于系統(tǒng)內力遠遠大于外力 所以系統(tǒng)的總動量是守恒的 相反 動量守恒 二 火箭1 工作原理 火箭的工作原理是 運動 其反沖過程 守恒 它靠向后噴出的氣流的反沖作用而獲得 的速度 2 火箭的最大速度取決于兩個條件 一是向后的 二是 即火箭開始飛行時的質量與 時的質量之比 現代火箭能達到的質量比不超過 反沖 動量 向前 噴氣速度 質量比 燃料燃盡 10 一 對反沖運動的理解1 反沖運動的特點及遵循的規(guī)律 1 特點 是物體之間的作用力與反作用力產生的效果 2 條件 系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零 內力遠大于外力 系統(tǒng)在某一方向上不受外力或外力分力之和為零 3 反沖運動遵循動量守恒定律 2 討論反沖運動應注意的兩個問題 1 速度的反向性對于原來靜止的整體 拋出部分具有速度時 剩余部分的反沖與拋出部分必然相反 2 速度的相對性一般都指對地速度 例1 質量相等的a b兩球之間壓縮一根輕質彈簧 靜置于光滑水平桌面上 當用板擋住小球a而只釋放b球時 b球被彈出落到距桌邊水平距離為s的地面上 如圖所 示 若再次以相同力壓縮該彈簧 取走a左邊的擋板 將a b同時釋放 則b球的落地點距桌邊 答案d 針對訓練如圖所示是一門舊式大炮 炮車和炮彈的質量分別是m和m 炮筒與地面的夾角為 炮彈出口時相對于地 面的速度為v0 不計炮車與地面的摩擦 求炮身向后反沖的速度v為 二 火箭的原理2 火箭噴氣屬于反沖類問題 是動量守恒定律的重要應用 在火箭運動的過程中 隨著燃料的消耗 火箭本身的質量不斷減小 對于這一類的問題 可選取火箭本身和在相互作用的時間內噴出的全部氣體為研究對象 取相互作用的整個過程為研究過程 運用動量守恒的觀點解決問題 例2 一火箭噴氣發(fā)動機每次噴出m 200g的氣體 氣體離開發(fā)動機噴出時的速度v 1000m s 設火箭質量m 300kg 發(fā)動機每秒鐘噴氣20次 1 當第三次噴出氣體后 火箭的速度多大 2 運動第1s末 火箭的速度多大 答案 1 2m s 2 13 5m s解析火箭噴氣屬反沖現象 火箭和氣體組成的系統(tǒng)動量守恒 運用動量守恒定律求解 1 選取整體為研究對象 運用動量守恒定律求解 設噴出三次氣體后火箭的速度為v3 借題發(fā)揮分析火箭類問題應注意的三個問題 1 火箭在運動過程中 隨著燃料的燃燒 火箭本身的質量不斷減小 故在應用動量守恒定律時 必須取在同一相互作用時間內的火箭和噴出的氣體為研究對象 注意反沖前 后各物體質量的變化 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法予以調整 一般情況要轉換成對地的速度 3 列方程時要注意初 末狀態(tài)動量的方向 反沖物體速度的方向與原物體的運動方向是相反的 三 反沖運動的應用 人船模型 1 人船模型 問題兩個原來靜止的物體發(fā)生相互作用時 若所受外力的矢量和為零 則動量守恒 在相互作用的過程中 任一時刻兩物體的速度大小之比等于質量的反比 這樣的問題歸為 人船模型 問題 2 人船模型的特點 1 兩物體滿足動量守恒定律 m11 m22 0 3 應用此關系時要注意一個問題 即公式中v1 v2 和x1 x2一般都是相對地面而言的 例3 如圖所示 長為l 質量為m的小船停在靜水中 質量為m的人從靜止開始從船頭走到船尾 不計水的阻力 求船和人相對地面的位移各為多少 借題發(fā)揮 人船模型 是利用平均動量守恒求解的一類問題 解決這類問題應明確 1 適用條件 系統(tǒng)由兩個物體組成且相互作用前靜止 系統(tǒng)總動量為零 在系統(tǒng)內發(fā)生相對運動的