第五节 反冲运动 火箭

陕县第一高级中学：杨花朵

一、反冲• 实验一：运动起来的水瓶

实验二：转动起来的易拉罐

实验三：运动起来的气球

把气球吹满气，猛一松手，会出现什么情形呢？

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运动的炮弹和炮身：炮弹从炮筒向前射出时，炮身则会向后运动

1 ．反冲现象：如果一个静止的在内力作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然会向相反的方向运动，这个现象叫做反冲，运动也叫反冲运动．　　特点：从整体系统中分离一部分物体运动，被分离的一部分物体可以是：高速喷射出的液体、气体，也可以是被弹出的固体．

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2 ．反冲运动的力学特征：反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用的内力常为变力，且作用力大，一般都满足内力 >> 外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理．

　（ 1 ）反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体间的相对速度，这时应先将相对速度转换成对地的同一参考系速度后，再列动量守恒的方程．

　（ 2 ）在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如火箭在运动过程中，随着燃料的消耗火箭本身的质量不断减小，此时必须取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的所有气体为研究对象，以相互作用的整个过程来进行研究．

3 ．反冲运动的应用：火箭、喷气式飞机反击或水轮机、灌溉喷水器等．

生活中的反冲现象和小实验

二、火箭

1 ．火箭：现代火箭是指一种靠向后喷射高温、高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器．

2 ．火箭的飞行原理：现代火箭是应用其尾部喷射出高速气体的反冲作用进行飞行的。整体动量守恒定律。　　

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做一做：

设火箭发射前的总质量为M ，燃料燃尽后的质量为 m ，火箭燃气的喷射速度为 V1 ，求燃料燃尽后火箭的飞行速度 V2 为多大？

分析：以火箭和燃料组成的系统为研究对象，整个火箭发射喷气过程内力远大于外力，系统动量守恒。

• 解：以燃气喷射的速度方向（向下）为正 方向，由动量

守恒定律 :

（ M-m)V1-mV2 = 0

V2 = （ M-m)V1/m

即： V2 = (M/m – 1)V1

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 2.5km／ s ，提高到 4 ～ 4.5km／s 需很高的技术水平．

　（ 2 ）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 ，实际中多采用多级火箭逐级分离，减小箭体质量，多次加速的方式实现燃料燃尽是达到很大的速度。

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、核弹头、人造卫星、 宇宙飞船和空间站等．

反冲运动

火箭

反冲运

动

1 ．反冲运动：静止或运动的物体在内力作用下分离出一部分物体 ，使另一部分向相反方向运动的运动叫反冲运动。2 ．反冲运动中，参与相互作用的整体一 般动量守恒，遵循动量守恒定律。

3.应用：反击式水轮机、喷气式飞机 、火箭等

防止：射击时，用肩顶住枪身

火箭

1 ．飞行的原理 --- 利用反冲运动

2 ．决定火箭最终飞行速度的因素喷气速度

质量比

小结：

火箭的飞行是由于火箭喷出的气体向后推周围的空气，空气对火箭有一个向前的反作用力使火箭前进。这种认识是否正确？

• 不正确。• 火箭是利用反冲运动来工作的，火箭喷

射工作物质时对工作物质有一个作用力，工作物质又对火箭有一个反作用力，这属于火箭与其工作物质的内力，而不是与周围空气的作用力。

做一做：

1.金版教程例题 2

2.跟踪训练 2-1

作业：1.课后题第一题2.金版教程合页训练