选修3-5《5反冲运动火箭》PPT课件优质课下载

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若系统的初始动量为零，由动量守恒定律可得0＝m1v′1＋m2v′2。此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率则与质量成反比。

(3)应用：反冲运动有利也有害，有利的一面我们可以应用，比如农田、园林的喷灌装置、旋转反击式水轮发电机、喷气式飞机、火箭、宇航员在太空行走等等。反冲运动不利的一面则需要尽力去排除，比如开枪或开炮时反冲运动对射击准确性的影响等。

【例1】质量为M的气球上有一质量为m的人，共同静止在距地面高为h的空中，现在从气球中放下一根不计质量的软绳，人沿着软绳下滑到地面，软绳至少为多长，人才能安全到达地面？

【解析】人和气球原来静止，说明人和气球组成的系统所受外力的合力为零，在人沿软绳下滑的过程中，它们所受的重力和浮力都未改变，故系统的合外力仍为零，动量守恒。

设人下滑过程中某一时刻速度大小为v，此时气球上升的速度大小为v′，取向上方向为正，由动量守恒定律得Mv′－mv＝0，即Mv′＝mv。

对应训练

1．平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货箱边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A点，距货箱水平距离为l＝4 m，如图16－5－1所示。人的质量为m，车连同货箱的质量为M＝4m，货箱高度为h＝1.25 m。求车在人跳出后到落到地板前的反冲速度为多大。

答案：1.6 m/s

二、火箭

(1)火箭：现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器。

(2)火箭的工作原理：动量守恒定律。

当火箭推进剂燃烧时，从尾部喷出的气体具有很大的动量，根据动量守恒定律，火箭获得大小相等、方向相反的动量，因而发生连续的反冲现象，随着推进剂的消耗，火箭的质量逐渐减小，加速度不断增大，当推进剂燃尽时，火箭即以获得的速度沿着预定的空间轨道飞行。

(3)火箭飞行能达到的最大飞行速度，主要决定于两个因素：

①喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2.5 km/s，提高到3—4 km/s需很高的技术水平。

②质量比(火箭开始飞行时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)，现代火箭能达到的质量比不超过10。

(4)现代火箭的主要用途：利用火箭作为运载工具，例如发射探测仪器、常规弹头和核弹头、人造卫星和宇宙飞船。

“人船模型”的处理方法

1．“人船模型”问题的特征

两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒，在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。这样的问题归为“人船模型”问题。

(2)解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系。

①“人船模型”问题中，两物体的运动特点是：“人”走“船”行，“人”停“船”停。

②问题中的“船长”通常理解为“人”相对“船”的相对位移。而在求解过程中应讨论的是“人”及“船”相对地的位移，即相对于同一参照物的位移。

【例3】如图16－5－3所示，长为l、质量为M的小船停在静水中，一个质量为m的人立在船头。若不计水的黏滞阻力，在人从船头走到船尾的过程中，船和人的对地位移各是多少？

【解析】选人和船组成的系统为研究对象，由于人从船头走到船尾的过程中，不计水的阻力，系统在水平方向上不受外力作用，动量守恒，设某一时刻人对地的速度为v2，船对地的速度为v1，规定人前进的方向为正方向，

巧识反冲式飞行器