气式飞机,反击式水轮机,灌溉喷水器,旋转烟花,高压锅气阀旋转,等。
问3、前面个实验及例子中,为什么静止的物体喷出一部分物体后,另一部分物体会获得速度后退呢?(可用动量守恒定律解释,也可用相互作用力解释)
2、反冲运动的特点:反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处,相互作用力常为变力,且作用力大,一般都满足内力远大于外力,所以反冲运动可用动量守恒定律来处理,在反冲运动中有其他形式的能转变为机械能,所以系统的总动能增加。
3、反冲运动的利弊:
⑴利:灌溉喷水器,当水从弯管中的喷嘴中射出时,弯管受到水的反冲作用而旋转,这是因为水从弯管中射出时,它具有动量,根据动量守恒定律可知,弯管就应向相反的方向运动,又因管可绕中心的轴转动,因而管受反冲作用向相反方向转动从而自动改变喷水的方向。反击式水轮机,使水从转轮的叶片中流出,使转轮由于反冲而旋转的,从而带动发电机发电。火箭,喷气式飞机,烟花等是靠喷出的气流的反冲作用而获得巨大的速度。
⑵弊:用枪发射子弹时,子弹向前飞去,枪身向后发生反冲,枪身的反冲是影响射击时准确性的主要原因,还会影响射击时子弹的射程。
二、火箭(让学生自学课文,然后总结)
1、火箭:现代火箭是指一种靠喷射高温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是轨道飞行。
3、火箭的组成:
⑴壳体:壳体内能运载弹头,人造卫星,空中探测器等物件。
⑵燃料:由燃料(液氢)和氧化剂(液氧)组成。
4、火箭飞行能达到的最大飞行速度,主要决定于两个因素:
⑴喷气速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为2.5km/s。
⑵质量比:火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比。现代火箭能达到的质量比不超过10。在现代技术的条件下,一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度,发射卫星要用多级火箭。
5、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等。
6、我国的火箭技术已跨入了世界先进行列。
三、应用举例
1、抛出物为固体
例1、高射炮的炮筒与水平面的夹角α=60°,当它以v0=100m/s的速度发射炮弹时,炮身反冲后退,已知炮弹的质量m=10kg,炮身质量M=200kg,炮身与地面的动摩擦因素μ=0.2,则炮身后退多远才停下?(g=10m/s2)
解析:在发射炮弹的短暂时间内,对炮弹和炮身所组成的系统在水平方向动量守恒,以炮弹水平分速度的方向为正,则有:
mv0cosα-Mv′=0,