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1.6 反沖 火箭
你知道章魚、烏賊怎樣游水嗎？
？
思考與討論
它們先把水吸入體腔，然后用力壓水，通過身體前面的孔將水噴出，使身體很快地運動。章魚能夠調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。
你認為火箭升空、章魚游水時應用了什么物理原理嗎？
反沖
1.定義：
一個靜止的物體，在內力的作用下，
分裂為兩個部分，
一部分向某個方向運動，
另一部分必然向相反的方向運動。
這個現象叫反沖。
一、反沖
問題探究1：
（1）氣球是如何實現反沖的？
（2）在反沖運動中，能量如何轉化
1.定義：
一個靜止的物體，在內力的作用下，
分裂為兩個部分，
一部分向某個方向運動，
另一部分必然向相反的方向運動。
一、反沖
2.特點：
（1）不同部分在內力作用下向相反方向運動
（2）內力遠大于外力，動量守恒
（3）其它形式的能轉化為動能，動能增加
3.動量守恒方程：
作用前：p = 0
作用后: p' = mv + Mv'
即 mv + Mv' = 0
故有：v' = ( m/M )v
負號表示作用后的兩部分運動方向相反
例1：一桶水且靜止在水平地面上,如圖所示,桶的前、后、底及側面各裝有一個閥門,分別為S1、S2、S3、S4(圖中未畫出)。要使小車向前運動,可采用的方法是(　　)。
A.打開閥門S1 B.打開閥門S2
C.打開閥門S3 D.打開閥門S4
B
4.反沖運動的應用和防止
（1）應用：
章魚
章魚烏賊游泳；
農田、園林的噴灌裝置；
噴氣式飛機；
火箭；
（2）防止：
4.反沖運動的應用和防止
止退犁
用槍射擊時，由于槍聲的反沖會影響射擊的準確性，所以用步槍射擊時要把槍身底在肩部以減少反沖的影響；
大炮止退犁；
問題：氣球為什么會沿氣嘴相反方向運動？
氣體噴出是 因為球壁對球內氣體有作用力的沖量，使氣體的動量增加，氣體對球壁的反作用力沖量使氣球的動量也增加。
(1)、用動量定理分析：
(2)、用動量守恒定律分析：
反沖運動是相互作用物體之間的作用力與反作用力產生的效果。反沖過程中，系統的合外力一般不為零；但反沖運動中如果屬于內力遠大于外力的情況，可認為反沖運動中系統動量是守恒的。
做一做：把一個氣球吹起來，用手握住氣球的吹氣口，然后突然放開，讓氣體噴出，觀察氣球的運動。
例2：一靜止的質量為M的氣球和氣體，以對地速度v放出質量m的氣體，研究剩余部分和氣球相對于地的速度。
v’
v
M-m
m
設v方向為正方向，根據動量守恒定律
1、速度的反向性
2、速度的相對性
3、變質量問題：
注意：
二、火箭
1. 古代火箭
2. 現代火箭
火箭構造
（1）定義：現代火箭是指一種靠噴射高溫高壓燃氣獲得反作用力向前推進的飛行器,是反沖運動的典型應用之一。
（2）現代火箭的主要用途
利用火箭作為運載工具,例如發射探測儀器、常規彈頭和核彈頭、人造衛星和宇宙飛船。
2. 現代火箭
（3）構造：主要由殼體和燃料兩大部分組成。
（4）規律：反沖，動量守恒定律
燃料燃盡時火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質量比決定
例3、設火箭發射前的總質量是M，燃料燃盡后的質量為m，火箭燃氣的噴射速率為v. 求燃料燃盡后火箭的飛行速度為v′．
解：在火箭發射過程中，由于內力遠大于外力，所以動量守恒。取火箭的速度方向為正方向
m
v'
v
M-m
噴氣速度越大,質量比越大,火箭最終速度就越大。火箭向前飛行所能達到的最大速度,一般來說就是燃料燃盡時火箭的速度。
（5）最大飛行速度的決定因素：
A、噴氣速度
B、質量比(火箭開始飛行時的質量與火箭除燃料外的箭體質量之比)
2. 現代火箭
說明：
噴氣速度越大,質量比越大,火箭最終速度就越大。火箭向前飛行所能達到的最大速度,一般來說就是燃料燃盡時火箭的速度。
科學漫步：
噴氣的速度：目前常用的液體燃料是液氫，用液氧做氧化劑，噴氣速度在2000m/s到5000m/s
質量比：火箭的質量比在6～10 左右
要發射人造衛星，這樣的火箭還不能達到所需的速度
如何解決衛星發射問題？
（6）.用多級火箭發射衛星獲得所需速度
多級火箭是由單級火箭構成，發射時先點燃第一級火箭，燃料用完后，空殼自動脫落，然后下一級火箭脫落，多級火箭及時把外殼脫落，使火箭的總質量減少，因而達到更高的速度。
但并非火箭級數越多就越好，級數越多結構越復雜，技術要求越高，工作可靠性越差，
目前多級火箭一般是三級火箭。
[典例4]　一火箭噴氣發動機每次噴出m＝200 g的氣體，氣體噴出時的速度v＝1 000 m/s，設火箭質量M＝300 kg，發動機每秒噴氣20次。
(1)當第三次氣體噴出后，火箭的速度為多大？
(2)運動第1 s末，火箭的速度為多大？
1．定義：靜止或運動的物體分離出一部分物體 ，使另一部分向相反方向運動的現象叫反沖運動。
2．反沖運動中一般遵循動量守恒定律
3．
應用：反擊式水輪機、噴氣式飛機 、火箭等
防止：射擊時，用肩頂住槍身
火箭
1．飛行的原理---利用反沖運動
2．決定火箭最終飛行速度的因素
噴氣速度
質量比
兩個原來靜止的物體發生相互作用時,若所受外力的矢量和為零，則動量守恒。
人船模型：
0=mvl＋(-m2v2)
mvl =m2v2
特點：動量守恒：任一時刻兩物體的速度（位移）大小之比等于質量反比
特點：人走船行、人停船停、人快船快、人慢船慢；
mx1-Mx2=0
注意區分：相對位移與對地位移

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