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高中物理16.5反冲运动火箭课件 新人教版选修3-5


第十六章 动量守恒定律 5 反冲运动 火箭 学习目标 1.了解反冲运动的概念及反冲运动的一些应用. 2.理解反冲运动的原理,能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题. 3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素. 知识探究 典例精析 达标检测 一、反冲 导学探究 知识探究 法国幻影2 000喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气,利用反冲 作用可以得到超过声速的飞行速度.请思考以下问题: (1)反冲运动的受力有什么特点? 答案 动. 物体的不同部分受相反的作用力,在内力作用下向相反方向运 答案 (2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化? 答案 反冲运动中,相互作用的内力一般情况下远大于外力,所以 可以用动量守恒定律来处理;反冲运动中,由于有其他形式的能转变 为机械能,所以系统的机械能增加. 答案 知识梳理 对反冲运动的理解 (1)定义:如果一个静止的物体在内力 的作用下分裂为两个部分,一 相反 部分向某个方向运动,另一部分必然向 的方向运动.这 个现象叫做反冲. (2)反冲运动的特点:是物体间作用力与反作用力产生的效果. (3)反冲运动的条件:①系统不受外力 或所受合外力为零.②内力远 大于 外力 .③某一方向上不受外力或所受合外力为零. 动量守恒定律 (4)反冲运动遵循的规律:反冲运动遵循 . 答案 即学即用 (多选)下列属于反冲运动的是ACD ( ) A.喷气式飞机的运动 B.直升机的运动 C.火箭的运动 D.反击式水轮机的运动 解析 反冲运动是一个物体分裂成两部分,两部分向相反方向的运动, 故直升机的运动不是反冲运动. 解析答案 二、火箭 导学探究 (1)火箭飞行利用了怎样的工作原理?在分析火箭运动问题时可否应用 动量守恒定律? 答案 火箭靠向后连续喷射高速气体飞行,利用了反冲原理.由于火 箭与“高温、高压”燃气组成的系统内力很大,远大于系统所受重力 及阻力,故可应用动量守恒定律. 答案 (2)设火箭发射前的总质量是M,燃料燃尽后的质量为m,火箭燃气的喷射速度为 v,试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v′. 答案 在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以可认为动量守恒. 取火箭的速度方向为正方向,发射前火箭的总动量为0,发射后的总动量为mv′ -(M-m)v 则由动量守恒定律得mv′-(M-m)v=0 所以v′ M-m = m ?M ? ? - 1 v=? ? ?v m ? ? 答案 (3)分析提高火箭飞行速度的可行办法. M 答案 由(2)知火箭喷气后增加的速度v′=( m 故可以用以下办法提高飞行速度: -1)v ①提高喷气速度; ②提高火箭的质量比; ③使用多级火箭,一般为三级. 答案 知识梳理 反冲 运动,火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃 (1)火箭的工作原理:利用 尾部 喷管迅速喷出,使火箭获得 向前 的速度. 气从 喷气速度和质量比( 火 箭 起 飞 时 (2)火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由 的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素决定. (3)火箭喷气属于 反冲 类问题,是动量守恒定律的重要应用 . 在火箭运动 的过程中,随着燃料的消耗,火箭本身的质量不断减小,对于这一类的 问题,可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对 象,取相互作用的整个过程为研究过程,运用动量守恒的观点解决问题. 答案 即学即用 (多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度 AC ( ) A.使喷出的气体速度增

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