《反沖現(xiàn)象 火箭》參考課件 03

思考：你知道章魚(yú)、烏賊怎樣游水嗎？

它們先把水吸入體腔，然后用力壓水，通過(guò)身體前面的孔將水噴出，使身體很快地運(yùn)動(dòng)。章魚(yú)能夠調(diào)整自己的噴水口的方向，這樣可以使得身體向任意方向前進(jìn)。你認(rèn)為章魚(yú)游水時(shí)應(yīng)用了什么物理原理嗎？如何解釋呢？新課引入反沖新課引入章魚(yú)靜止在水里，運(yùn)動(dòng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，動(dòng)量守恒，水往左運(yùn)動(dòng)，章魚(yú)往右運(yùn)動(dòng)。力學(xué)角度：水往左噴出，章魚(yú)給水往左的力，再由牛頓第三定律，水給章魚(yú)往右的力。動(dòng)量角度：第一章

動(dòng)量守恒定律1.6反沖現(xiàn)象火箭反沖現(xiàn)象1.反沖現(xiàn)象:系統(tǒng)在內(nèi)力作用下，當(dāng)一部分向某一方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)，剩余部分沿相反方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。

發(fā)射炮彈時(shí)，炮彈從炮筒中飛出，炮身則向后退。炮身的這種后退運(yùn)動(dòng)叫作反沖。（1）物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)。（2）反沖運(yùn)動(dòng)和碰撞、爆炸有相似之處，相互作用力常為變力，且作用力大，一般都滿足內(nèi)力>>外力，所以反沖運(yùn)動(dòng)可用動(dòng)量守恒定律來(lái)處理。（3）反沖中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，所以系統(tǒng)的總動(dòng)能增加。2.特點(diǎn)反沖現(xiàn)象

把一個(gè)氣球吹起來(lái)，用手捏住氣球的通氣口，然后突然放開(kāi)，讓氣體噴出，觀察氣球的運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)象：通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氣球口朝下，氣球往上飛，氣球口朝上，氣球往下飛。反沖現(xiàn)象思考：如何解釋剛才的現(xiàn)象呢？

氣球向一個(gè)方向噴氣時(shí)，就會(huì)受到一個(gè)相反方向的力，而向相反方向運(yùn)動(dòng)，這是反沖現(xiàn)象。思考：氣球噴氣會(huì)受到一個(gè)相反方向力的作用向相反方向運(yùn)動(dòng)，如果噴出的不是氣，而是液體像水，會(huì)怎樣呢？反沖現(xiàn)象

把一個(gè)氣球吹起來(lái)，用手捏住氣球的通氣口，然后突然放開(kāi)，讓氣體噴出，觀察氣球的運(yùn)動(dòng)。

如圖所示，把彎管裝在可旋轉(zhuǎn)的盛水容器的下部。當(dāng)水從彎管流出時(shí)，容器怎樣旋轉(zhuǎn)？反沖現(xiàn)象

如圖所示，把彎管裝在可旋轉(zhuǎn)的盛水容器的下部。當(dāng)水從彎管流出時(shí)，容器怎樣旋轉(zhuǎn)？現(xiàn)象：盛水容器轉(zhuǎn)動(dòng)的方向剛好和水噴出的方向相反。歸納：反沖的力的方向和物體噴出氣體和液體的方向相反。反沖現(xiàn)象

灌溉噴水器是利用反沖原理設(shè)計(jì)的一種自動(dòng)灌溉裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)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(lái)。灌溉噴水器反沖的應(yīng)用

2017年5月5日，中國(guó)第一架國(guó)產(chǎn)大型噴氣式客機(jī)C919順利完成它的首次飛行。C919是商飛公司按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)、制造的大型噴氣式民用飛機(jī)，最多可以乘坐190人（C919得名的原因之一）。噴氣式飛機(jī)反沖的應(yīng)用海上沖水反沖的應(yīng)用

海上沖水是利用反沖原理設(shè)計(jì)的一種游玩項(xiàng)目。

中國(guó)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(jì)是為了增大摩擦力，止退犁和兩個(gè)液壓緩沖器，都是為了在火炮連射時(shí)起到“止退”的作用，提高命中精度而精心設(shè)計(jì)的。大炮止退犁反沖的防止反沖的防止步槍射擊

射擊時(shí)，子彈向前飛去，由于動(dòng)量守恒，槍身獲得向后的動(dòng)量，發(fā)生反沖現(xiàn)象，因此肩膀會(huì)感到痛。

步槍射擊

7月24日，東京奧運(yùn)會(huì)女子10米氣步槍決賽上，中國(guó)“00”后小將、來(lái)自清華大學(xué)的楊倩一舉奪冠，拿下東京奧運(yùn)會(huì)首金。

我國(guó)早在宋代就發(fā)明了火箭，在箭桿上捆一個(gè)前端封閉的火藥筒，火藥點(diǎn)燃后生成的燃?xì)庖院艽蟮乃俣认蚝髧姵觯鸺捎诜礇_而向前運(yùn)動(dòng)。古代的火箭火箭古代的火箭（模型）

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?，火箭就向前飛去。現(xiàn)代的火箭火箭思考：火箭獲得速度由什么決定呢？反沖速度火箭思考與討論：質(zhì)量為m的人在遠(yuǎn)離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對(duì)靜止。由于沒(méi)有力的作用，他與飛船總保持相對(duì)靜止的狀態(tài)。這個(gè)人手中拿著一個(gè)質(zhì)量為?m的小物體?，F(xiàn)在他以相對(duì)于飛船為u的速度把小物體拋出。1.小物體的動(dòng)量改變量是多少？2.人的動(dòng)量改變量是多少？3.人的速度改變量是多少？火箭思考與討論：質(zhì)量為m的人在遠(yuǎn)離任何星體的太空中，與他旁邊的飛船相對(duì)靜止。由于沒(méi)有力的作用，他與飛船總保持相對(duì)靜止的狀態(tài)。這個(gè)人手中拿著一個(gè)質(zhì)量為?m的小物體。現(xiàn)在他以相對(duì)于飛船為u的速度把小物體拋出。1.小物體的動(dòng)量改變量是多少？2.人的動(dòng)量改變量是多少？3.人的速度改變量是多少？火箭uΔmvm

假設(shè)火箭在地球表面由靜止起飛時(shí)，在極短的時(shí)間△t內(nèi)噴出燃?xì)獾馁|(zhì)量為△m，噴出的燃?xì)庀鄬?duì)噴氣前火箭的速度大小為u，噴出燃?xì)夂蠡鸺馁|(zhì)量為m,我們?cè)O(shè)法計(jì)算火箭在這樣一次噴氣后增加的速度△v？模型分析發(fā)射前的總動(dòng)量為：發(fā)射后的總動(dòng)量為：

系統(tǒng)由動(dòng)量守恒得：0mΔv-Δmu0=mΔv-Δmu

在火箭向后噴氣的極短時(shí)間內(nèi)，內(nèi)力>>外力，可近似認(rèn)為動(dòng)量守恒，設(shè)噴出燃?xì)夂蠡鸺黾拥乃俣葹棣，火箭的速度方向?yàn)檎较颍耗Ｐ头治靓m正方向燃?xì)馑俣萿影響火箭飛行速度的主要因素是什么呢？1.燃?xì)鈬娚涞乃俣?/p>

2.火箭的質(zhì)量比（即火箭開(kāi)始飛行時(shí)的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量之比）?；鸺締?wèn)題】衛(wèi)星發(fā)射最小速度為7.9km/s，如何能提升火箭的發(fā)射速度，解決衛(wèi)星發(fā)射問(wèn)題？現(xiàn)代的火箭噴氣速度通常在2000-5000m/s質(zhì)量比：Δm/m一般小于10，火箭強(qiáng)度有限

多級(jí)火箭發(fā)射時(shí)，較大的第一級(jí)火箭燃燒結(jié)束后，便自動(dòng)脫落，接著第二級(jí)、第三級(jí)依次工作，燃燒結(jié)束后自動(dòng)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)．目前多級(jí)火箭一般都是三級(jí)火箭，因?yàn)槿?jí)火箭能達(dá)到目前發(fā)射人造衛(wèi)星的需求．而且級(jí)數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并難以控制。多級(jí)火箭日本-M系列美國(guó)-大力神號(hào)俄羅斯—能源號(hào)歐洲—阿麗亞娜長(zhǎng)征系列中國(guó)火箭發(fā)射人造地球衛(wèi)星運(yùn)送載人飛船火箭能為我們做些什么呢？運(yùn)載空間站運(yùn)載探測(cè)器火箭中國(guó)航天史錢(qián)學(xué)森（1911.12.11－2009.10.31）錢(qián)學(xué)森（1911.12.11－2009.10.31），漢族，吳越王錢(qián)镠第33世孫，生于上海，祖籍浙江省杭州市臨安。世界著名科學(xué)家，空氣動(dòng)力學(xué)家，中國(guó)載人航天奠基人，中國(guó)科學(xué)院及中國(guó)工程院院士，中國(guó)兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者，被譽(yù)為“中國(guó)航天之父”“中國(guó)導(dǎo)彈之父”“中國(guó)自動(dòng)化控制之父”和“火箭之王”，由于錢(qián)學(xué)森回國(guó)效力，中國(guó)導(dǎo)彈、原子彈的發(fā)射向前推進(jìn)了至少20年。中國(guó)航天史中國(guó)航天史

東方紅一號(hào)衛(wèi)星，是中國(guó)發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星，由以錢(qián)學(xué)森為首任院長(zhǎng)的中國(guó)空間技術(shù)研究院自行研制，于1970年4月24日21時(shí)35分發(fā)射。該衛(wèi)星發(fā)射成功標(biāo)志著中國(guó)成為繼蘇聯(lián)、美國(guó)、法國(guó)、日本之后世界上第五個(gè)用自制火箭發(fā)射國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星的國(guó)家。中國(guó)航天史中國(guó)航天史中國(guó)航天史中國(guó)航天史中國(guó)航天史中國(guó)航天史中國(guó)航天史中國(guó)航天史中國(guó)航天史2021年6月17日15時(shí)54分，神舟十二號(hào)載人飛船入軌后順利完成入軌狀態(tài)設(shè)置，采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式成功對(duì)接于天