《反沖運(yùn)動(dòng)火箭》課件

1、反沖運(yùn)動(dòng) 火箭開 始檢檢 索索反沖運(yùn)動(dòng)反沖運(yùn)動(dòng)火箭火箭反沖運(yùn)動(dòng)的反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用應(yīng)用影響火箭飛行影響火箭飛行速度的因素速度的因素反沖運(yùn)動(dòng)在反沖運(yùn)動(dòng)在現(xiàn)代技術(shù)中現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用的應(yīng)用中國航天事中國航天事業(yè)的成就業(yè)的成就當(dāng)一個(gè)物體向某一方向射出（或當(dāng)一個(gè)物體向某一方向射出（或拋出）它的一部分時(shí)，這個(gè)物體拋出）它的一部分時(shí)，這個(gè)物體的剩余部分將向相反方向運(yùn)動(dòng)。的剩余部分將向相反方向運(yùn)動(dòng)。這就是這就是反沖運(yùn)動(dòng)反沖運(yùn)動(dòng)。什么樣的現(xiàn)象屬于反沖運(yùn)動(dòng)什么樣的現(xiàn)象屬于反沖運(yùn)動(dòng)?最早的載人火箭的記錄是明代一名叫萬戶的人，他坐在綁有幾十支火箭的椅子上。手拿兩個(gè)大風(fēng)箏，叫人點(diǎn)燃火箭，想使自己飛上天去，但他失敗了，而且為

2、此獻(xiàn)出了生命。他的為科學(xué)獻(xiàn)身的精神是令人敬佩和值得我們學(xué)習(xí)的。長征一號(hào)如何解決有關(guān)反沖運(yùn)動(dòng)的問題？特點(diǎn)：？物體間相互作用突然發(fā)生，時(shí)間短，作用強(qiáng)。物體系無外力作用或外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力時(shí)，反沖運(yùn)動(dòng)中動(dòng)量是守恒的。例1在沙堆上有一木塊，在沙堆上有一木塊，M=5K g,木塊上放一木塊上放一爆竹，質(zhì)量為爆竹，質(zhì)量為m=0.10Kg,點(diǎn)燃后木塊陷入點(diǎn)燃后木塊陷入沙中沙中5 cm,若沙對(duì)木塊運(yùn)動(dòng)的阻力恒為若沙對(duì)木塊運(yùn)動(dòng)的阻力恒為58N，不計(jì)火藥質(zhì)量和空氣阻力，求爆竹上升的不計(jì)火藥質(zhì)量和空氣阻力，求爆竹上升的最大高度？最大高度？系統(tǒng)是：系統(tǒng)是： 過程是：過程是： 共受幾個(gè)力？共受幾個(gè)力？ F是：是： 正向?yàn)椋赫?/p>

3、向?yàn)椋?陷入沙中陷入沙中5 cm有用嗎？有用嗎？20例2某人在一只靜止于水面的小船上練習(xí)射擊，某人在一只靜止于水面的小船上練習(xí)射擊，船、人、槍、靶、子彈的總質(zhì)量為船、人、槍、靶、子彈的總質(zhì)量為M，槍內(nèi)槍內(nèi)有有n顆子彈，每顆子彈質(zhì)量為顆子彈，每顆子彈質(zhì)量為m，槍口到靶槍口到靶的距離為的距離為l,子彈射出時(shí)相對(duì)于地速度為子彈射出時(shí)相對(duì)于地速度為 v, 在在發(fā)射后一顆子彈時(shí)，前一顆已陷入靶中，則發(fā)射后一顆子彈時(shí)，前一顆已陷入靶中，則在發(fā)射完在發(fā)射完 n顆子彈后小船后退的距離為多少？顆子彈后小船后退的距離為多少？nmMnml例3：傳送帶以V0=2m/s 的速度把質(zhì)量m=20kg的行李包送到原來靜止的光

4、滑軌道的小車上，其質(zhì)量為M=30kg，包與車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 =0.4 ，則包從滑上車到最遠(yuǎn)處所經(jīng)歷 的時(shí)間為多少？0.3 如圖所示，質(zhì)量為M的光滑滑塊放置在光滑的水平面上，另一質(zhì)量m的物體以速度v向上滑去，物體剛好能到達(dá)最高點(diǎn)，求物體到m達(dá)最高點(diǎn)的速度?v例4：如圖所示，一排人站在沿如圖所示，一排人站在沿x x軸的水平軌道旁，原點(diǎn)軸的水平軌道旁，原點(diǎn)O O兩側(cè)人兩側(cè)人的序號(hào)都記為的序號(hào)都記為n(nn(n1 1，2 2，3 3) )每人只有一個(gè)沙袋，每人只有一個(gè)沙袋，x x0 0一側(cè)的每個(gè)沙袋的質(zhì)量為一側(cè)的每個(gè)沙袋的質(zhì)量為m m14kg14kg，x x0 0一側(cè)的每個(gè)沙袋一側(cè)的每個(gè)沙袋的質(zhì)量的

5、質(zhì)量mm20kg20kg，一質(zhì)量為一質(zhì)量為M M48kg48kg的小車以某初速度從的小車以某初速度從原點(diǎn)出發(fā)向正原點(diǎn)出發(fā)向正x x方向滑行，不計(jì)軌道阻力，當(dāng)車每經(jīng)過一方向滑行，不計(jì)軌道阻力，當(dāng)車每經(jīng)過一人身旁時(shí)，此人就把沙袋以水平速度人身旁時(shí)，此人就把沙袋以水平速度v v朝與車相反的方向朝與車相反的方向沿車面扔到車上，沿車面扔到車上，u u的大小等于扔此沙袋之前的瞬間車速的大小等于扔此沙袋之前的瞬間車速大小的大小的2 2n n倍倍( (n n是此人的序號(hào)數(shù)是此人的序號(hào)數(shù)) )(1)(1)空車出發(fā)后，車上堆積了幾個(gè)沙袋時(shí)，車就反向滑行？空車出發(fā)后，車上堆積了幾個(gè)沙袋時(shí)，車就反向滑行？(2)(2)

6、車上最終有大小沙袋共多少個(gè)？車上最終有大小沙袋共多少個(gè)？例例5 5分析：本題未告知小車的初速，事實(shí)上車上的沙袋數(shù)與小車的初速無關(guān)，這是因?yàn)樾≤囓囁僭娇欤由炒姆聪蛩俣纫苍酱?。另外，本題若逐次運(yùn)用動(dòng)量守恒定律計(jì)算是非常麻煩的。抓住動(dòng)量為一狀態(tài)量的特點(diǎn)，即可巧解此題。解：解：(1)(1)設(shè)空車出發(fā)后，車上堆積了設(shè)空車出發(fā)后，車上堆積了n n個(gè)個(gè)沙袋反向，則第沙袋反向，則第n n個(gè)沙袋未扔前動(dòng)量為：個(gè)沙袋未扔前動(dòng)量為：M M(n(n1)m1)mVnVn其中其中VnVn為車過第為車過第n n個(gè)人個(gè)人身邊時(shí)的車速，依題意有身邊時(shí)的車速，依題意有 m2nVnm2nVnM M(n(n1)m1)mVnVn

7、解得解得n n34/1434/142.42.4因?yàn)橐驗(yàn)閚 n為整數(shù)，故取為整數(shù)，故取n n3 3(2)(2)同理有：同理有：M M3m3m(n(n1)m1)mVnVn m m . .2n2nVn Vn 解得解得nn8 8最后結(jié)果是車上有沙袋總數(shù)最后結(jié)果是車上有沙袋總數(shù)N N3 38 81111個(gè)。個(gè)。相關(guān)知識(shí)介紹：榴彈炮榴彈炮反擊式水輪機(jī)反擊式水輪機(jī)：噴氣式飛機(jī)：火箭火箭中國新型自行榴彈炮中國新型自行榴彈炮 火炮被稱為“戰(zhàn)爭之神”。自行火炮起源于第二次世界大戰(zhàn)的“法西斯德國”，當(dāng)時(shí)德國陸軍將一種淘汰的坦克底盤裝上大口徑榴彈炮裝備炮兵，當(dāng)時(shí)它的名稱是：突擊炮。榴彈炮自行火炮為什么要裝在履帶式的車

8、輛上呢？履帶表面有較深的突起抓地鉤型設(shè)計(jì)？ 摩擦系數(shù)較大，止退。止退犁，看到了嗎？止退犁上又有兩個(gè)液壓緩沖器。這一切都是為了提高火炮的連射時(shí)的命中精度而精心設(shè)計(jì)的。 同學(xué)們是不是在電影里看到，火炮在發(fā)射時(shí)炮管一縮一伸的運(yùn)動(dòng)？有的人稱之為：縮頭炮。為什么炮管要做這樣的運(yùn)動(dòng)呢？ 我們知道：根據(jù)中學(xué)物理中的動(dòng)量守恒定律，火炮在發(fā)射炮彈時(shí)，炮身將存在向炮彈發(fā)射方向相反的方向運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。如果我們將炮身固定住，當(dāng)然有利于連發(fā)的命中精度，但是巨大的反沖作用就全靠炮身的材料硬度抵消了 這樣的結(jié)果是火炮的壽命大大減少，這顯然是不合理的設(shè)計(jì)。因此只有設(shè)計(jì)一種裝置，它可以先允許炮身做反沖運(yùn)動(dòng)，并把這種運(yùn)動(dòng)能量儲(chǔ)存為

9、彈性勢(shì)能，等反沖運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)，再利用儲(chǔ)存的那部分能量使炮身復(fù)位，這就是火炮緩沖器的作用。 火炮中的物理學(xué)還多著吶！彈道學(xué)、彈頭引信解鎖原理、光學(xué)瞄準(zhǔn)儀、雷達(dá)炮瞄等等。 同學(xué)們，一門火炮中的物理現(xiàn)象和解決問題的思路是不是說同學(xué)們，一門火炮中的物理現(xiàn)象和解決問題的思路是不是說明學(xué)好物理是多么的重要??！明學(xué)好物理是多么的重要??！火箭影響火箭飛行速度的因素主要有兩個(gè)，一是燃?xì)庥绊懟鸺w行速度的因素主要有兩個(gè)，一是燃?xì)鈬娚涞乃俣葒娚涞乃俣龋腔鸺?，二是火箭的質(zhì)量比質(zhì)量比（即火箭開始飛（即火箭開始飛行時(shí)的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量之比）。行時(shí)的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量之比）。只有在很短時(shí)間內(nèi)，火箭速度的變化非

10、常小，以只有在很短時(shí)間內(nèi)，火箭速度的變化非常小，以地面為參照物噴氣的速度可以認(rèn)為不變的情況下地面為參照物噴氣的速度可以認(rèn)為不變的情況下，可以近似得出：，可以近似得出：MV-mv=0由此可知該時(shí)刻火箭的速度：由此可知該時(shí)刻火箭的速度： 要提高噴氣速度，就要使用高質(zhì)量的燃料，要提高噴氣速度，就要使用高質(zhì)量的燃料， 目前目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑。常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑。 目前目前的技術(shù)條件下，火箭的質(zhì)量比在的技術(shù)條件下，火箭的質(zhì)量比在6-10 左右，要發(fā)左右，要發(fā)射人造衛(wèi)星，用一級(jí)火箭還射人造衛(wèi)星，用一級(jí)火箭還 不能達(dá)到所需的速度不能達(dá)到所需的速度，必須用多級(jí)火箭。，必

11、須用多級(jí)火箭。運(yùn)載火箭一般采用液體推進(jìn)劑一般采用液體推進(jìn)劑，第一、二級(jí)多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末級(jí)用液氧、液氫高能推進(jìn)，稱為低溫液體火箭，技術(shù)比較復(fù)雜，目前只有美國、俄斯、法國、中國和日本等少數(shù)幾個(gè)國家掌握低溫液體火箭技術(shù)目前擁有運(yùn)載火箭的國家有俄羅斯、美國、法國、英國、中國、日本、印度和以色列。當(dāng)今世界上最大的運(yùn)載火箭是俄羅斯的“能源”號(hào)，它長60米，底部最大直徑20米，重3000多噸，能將120噸的有效載荷送入近地軌道。迄今為止運(yùn)載火箭均為一次使用的，成本高。一次發(fā)射，少的幾千萬美元，多的上億美元。不能重復(fù)使用，資源浪費(fèi)大。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心西昌衛(wèi)星發(fā)射中心簡介簡介 西昌衛(wèi)星發(fā)射中心（XSLC）隸屬于中國衛(wèi)星發(fā)射測控中心（CLTC），主要用于發(fā)射地球同步轉(zhuǎn)移軌道（GTO）衛(wèi)星。XSLC位于中國西南部的四川省西昌地區(qū)，其總部設(shè)在距發(fā)射場65公里的西昌市內(nèi)。 還可發(fā)射太陽同步軌道衛(wèi)星和低軌道衛(wèi)星，目前可以發(fā)射長征