高中物理：16.5《反沖運(yùn)動(dòng) 火箭》課件（新人教版選修3-5）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 高中物理新人教版選修 5系列課件 16 5 反沖運(yùn)動(dòng) 火箭 教學(xué)目標(biāo) 一 知識(shí)與技能1 進(jìn)一步鞏固動(dòng)量守恒定律2 知道反沖運(yùn)動(dòng)和火箭的工作原理 了解反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用3 了解航天技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 二 過(guò)程與方法理解反沖運(yùn)動(dòng)的物理實(shí)質(zhì) 能夠運(yùn)用動(dòng)量守恒定律分析 解決有關(guān)反沖運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題 三 情感 態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦的能力 發(fā)掘?qū)W生探索新知識(shí)的潛能 教學(xué)重點(diǎn)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律認(rèn)識(shí)反沖運(yùn)動(dòng)的物理實(shí)質(zhì) 教學(xué)難點(diǎn)動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用 教學(xué)方法教師啟發(fā) 引導(dǎo) 學(xué)生討論 交流 教學(xué)用具 鋁箔紙 火柴和支架 反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的原理模型 禮花 有關(guān)航天發(fā)射 空間站等的錄像帶剪輯 投影片 多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 課時(shí)安排1課時(shí) 檢 索 反沖運(yùn)動(dòng) 火箭 反沖運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用 影響火箭飛行速度的因素 反沖運(yùn)動(dòng)在現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用 中國(guó)航天事業(yè)的成就 什么樣的現(xiàn)象屬于反沖運(yùn)動(dòng) 長(zhǎng)征一號(hào) 如何解決有關(guān)反沖運(yùn)動(dòng)的問(wèn)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(wú)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 M 5Kg 木塊上放一爆竹 質(zhì)量為m 0 10Kg 點(diǎn)燃后木塊陷入沙中5cm 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 求爆竹上升的最大高度 系統(tǒng)是 過(guò)程是 共受幾個(gè)力 F是 正向?yàn)?陷入沙中5cm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 船 人 槍 靶 子彈的總質(zhì)量為M 槍內(nèi)有n顆子彈 每顆子彈質(zhì)量為m 槍口到靶的距離為l 子彈射出時(shí)相對(duì)于地速度為v 在發(fā)射后一顆子彈時(shí) 前一顆已陷入靶中 則在發(fā)射完n顆子彈后小船后退的距離為多少 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(lái)靜止的光滑軌道的小車(chē)上 其質(zhì)量為M 30kg 包與車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 4 則包從滑上車(chē)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 例4 如圖所示 一排人站在沿x軸的水平軌道旁 原點(diǎn)O兩側(cè)人的序號(hào)都記為n n 1 2 3 每人只有一個(gè)沙袋 x 0一側(cè)的每個(gè)沙袋的質(zhì)量為m 14kg x 0一側(cè)的每個(gè)沙袋的質(zhì)量m 20kg 一質(zhì)量為M 48kg的小車(chē)以某初速度從原點(diǎn)出發(fā)向正x方向滑行 不計(jì)軌道阻力 當(dāng)車(chē)每經(jīng)過(guò)一人身旁時(shí) 此人就把沙袋以水平速度v朝與車(chē)相反的方向沿車(chē)面扔到車(chē)上 u的大小等于扔此沙袋之前的瞬間車(chē)速大小的2n倍 n是此人的序號(hào)數(shù) 1 空車(chē)出發(fā)后 車(chē)上堆積了幾個(gè)沙袋時(shí) 車(chē)就反向滑行 2 車(chē)上最終有大小沙袋共多少個(gè) 例5 分析 本題未告知小車(chē)的初速 事實(shí)上車(chē)上的沙袋數(shù)與小車(chē)的初速無(wú)關(guān) 這是因?yàn)樾≤?chē)車(chē)速越快 扔沙袋的反向速度也越大 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 1 設(shè)空車(chē)出發(fā)后 車(chē)上堆積了n個(gè)沙袋反向 則第n個(gè)沙袋未扔前動(dòng)量為 M n 1 m Vn其中Vn為車(chē)過(guò)第n個(gè)人身邊時(shí)的車(chē)速 依題意有m2nVn M n 1 m Vn解得n 34 14 2 4因?yàn)閚為整數(shù) 故取n 3 2 同理有 M 3m n 1 m Vn m 2n Vn 解得n 8最后結(jié)果是車(chē)上有沙袋總數(shù)N 3 8 11個(gè) 相關(guān)知識(shí)介紹 榴彈炮 反擊式水輪機(jī) 噴氣式飛機(jī) 火箭 中國(guó)新型自行榴彈炮火炮被稱(chēng)為 戰(zhàn)爭(zhēng)之神 自行火炮起源于第二次世界大戰(zhàn)的 法西斯德國(guó) 當(dāng)時(shí)德國(guó)陸軍將一種淘汰的坦克底盤(pán)裝上大口徑榴彈炮裝備炮兵 當(dāng)時(shí)它的名稱(chēng)是 突擊炮 榴彈炮 自行火炮為什么要裝在履帶式的車(chē)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(chēng)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?jī)?chǔ)存為彈性勢(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(mén)火炮中的物理現(xiàn)象和解決問(wèn)題的思路是不是說(shuō)明學(xué)好物理是多么的重要啊 火箭 運(yùn)載火箭一般采用液體推進(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(chēng)為低溫液體火箭 技術(shù)比較復(fù)雜 目前只有美國(guó) 俄斯 法國(guó) 中國(guó)和日本等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握低溫液體火箭技術(shù) 目前擁有運(yùn)載火箭的國(guó)家有俄羅斯 美國(guó) 法國(guó) 英國(guó) 中國(guó) 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(zhǎng)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(wàn)美元 多的上億美元 不能重復(fù)使用 資源浪費(fèi)大 簡(jiǎn)介西昌衛(wèi)星發(fā)射中心 XSLC 隸屬于中國(guó)衛(wèi)星發(fā)射測(cè)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(guó)西南部的四川省西昌地區(qū) 其總部設(shè)在距發(fā)射場(chǎng)65公里的西昌市內(nèi) 還可發(fā)射太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星和低軌道衛(wèi)星 目前可以發(fā)射長(zhǎng)征二號(hào)E 長(zhǎng)征三號(hào) 長(zhǎng)征三號(hào)甲 長(zhǎng)征三號(hào)乙等四種我國(guó)自行研制的運(yùn)載火箭 法國(guó)幻影 2000 美國(guó) F16 美國(guó) 隱形 117 再見(jiàn) 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全