【论文】固体火箭发动机药柱整形虚拟轴机床的运动学分析_百度文库
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固体火箭发动机药柱整形虚拟轴机床的运动学分析概​述​了​机​床​的​软​件​、​硬​件​,​计​算​了​该​数​控​机​床​并​联​机​构​的​自​由​度​.​建​立​了​并​联​结​构​机​床​的​反​解​和​正​解​,​计​算​了​机​床​的​雅​可​比​矩​阵​,​并​给​出​了​奇​异​点​的​条​件​,​为​机​床​的​下​一​步​分​析​做​好​了​准​备​.
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＞＞＞运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是[]A．..
运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是
A．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭 B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
题型：不定项选择难度：偏易来源：同步题
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据魔方格专家权威分析，试题“运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是[]A．..”主要考查你对&&反冲运动&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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火箭以第二宇宙速度运动沿地球表面切向飞出，在飞离地面的过程中火箭发动机停止工作。
种条件机械能E=0
提问者采纳
零首先火箭抛物线轨道飞行且永远,飞向穷远处.接考虑极限概念:1.穷远处势能趋向于零2.根据普勒面积定律,穷远处,焦点距离趋向于穷,则速度趋向于零,能趋向于零.所,再根据能量守恒,机械能始终零
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0等于能,等于摆脱球引力所需要能量1/2MV^2
第二宇宙速度的相关知识
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出门在外也不愁山不在高——揭晓青物理工作站
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上传: 吴国平 &&&&更新时间： 8:30:48
&16．5& 反冲运动& 火箭
★新课标要求
（一）知识与技能
1．进一步巩固动量守恒定律
2．知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用
3．了解航天技术的发展和应用
（二）过程与方法
&理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
（三）情感、态度与价值观
培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。[来源:学科网]
★教学重点
运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质
★教学难点
动量守恒定律的应用．[来源:学科网ZXXK]
★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：气球。酸奶盒
★课时安排
★教学过程
（一）引入新课
教师：用实验方法引入新课：
〖演示实验1〗
〖演示实验2〗
提问：实验1、2中，气球为什么会向后退呢？酸奶盒为什么会旋转起来呢？
（二）进行新课
一、反冲运动
1、反冲运动
一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另外一个部分必然向相反方向运动，这个现象叫反冲运动。
．反冲运动遵循的规律
反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量是守恒的
（1）．反冲运动的应用实例
（2)避免有害的反冲运动
&射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响
射击准确性等。
思考：它们是否也有相互作用力？
演示实验一：气球。演示实验二：酸奶盒
演示实验三：冲天炮&思考一刚才这三个实验有相互作用吗？分别是谁和谁之间的相互作用？
讨论这三种相互作用有什么共同点？（与碰撞比较）
1、原来静止2、相互作用的两个物体本来是一个整体3、通过相互作用内力才分开。总结：&&&反冲运动：静止或运动的物体通过分离出一部分物体使另一部分物体向反方向运动的现象
&&&请举例说明在日常生产、生活中有哪些反冲运动？
认识生产、生活中反冲运动
&&&&以大炮模型为例讨论为什么静止的大炮向前发射炮弹后，大炮会获得向后的速度呢？
反冲运动遵循的原理：&&&&在反冲运动中，物体系统所受合外力一般不为零；&但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒
&&&&&&讨论离开飞船的宇航员与飞船相对静止，他怎样才能回到飞船？
&&&&&&用如下实例讨论如何提高火箭的发射速度？
设静止的火箭起飞时在极短的时间内喷射燃气的质量为△m，喷出的燃气相对地面的速度为V，喷出燃气后火箭的质量为m,我们设法计算火箭在这样一次喷气后增加的速度&△v？
&&&&&你得到的这几个量在实际发射火箭时是否是想取多大就去多大呢&？快去教材中找答案吧。
提高火箭发射速度的有效办法是：视频：神舟七号发射全程动画火箭喷气发动机每次喷出m=200&g的气体，喷出的气体相对于地面的速度v=1000&m/s．设火箭初始质量为M=&300&kg，初速度为零，发动机每秒喷气20次，在不考虑空气阻力和地球引力的情况下，火箭1s末的速度多大？
中国新型自行榴弹炮&&火炮被称为&战争之神&。自行火炮起源于第二次世界大战的&法西斯德国&，当时德国陆军将一种淘汰的坦克底盘装上大口径榴弹炮装备炮兵，当时它的名称是：突击炮。
自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢？履带表面有较深的突起抓地钩型设计？&摩擦系数较大，止退。止退犁，看到了吗？止退犁上又有两个液压缓冲器。这一切都是为了提高火炮的连射时的命中精度而精心设计的。
同学们是不是在电影里看到，火炮在发射时炮管一缩一伸的运动？有的人称之为：缩头炮。为什么炮管要做这样的运动呢？&我们知道：根据中学物理中的动量守恒定律，火炮在发射炮弹时，炮身将存在向炮弹发射方向相反的方向运动的趋势。如果我们将炮身固定住，当然有利于连发的命中精度，但是巨大的反冲作用就全靠炮身的材料硬度抵消了&这样的结果是火炮的寿命大大减少，这显然是不合理的设计。因此只有设计一种装置，它可以先允许炮身做反冲运动，并把这种运动能量储存为弹性势能，等反冲运动结束时，再利用储存的那部分能量使炮身复位，这就是火炮缓冲器的作用。火炮中的物理学还多着呐！弹道学、弹头引信解锁原理、光学瞄准仪、雷达炮瞄等等。。&&&&&&&同学们，一门火炮中的物理现象和解决问题的思路是不是说明学好物理是多么的重要啊！影响火箭飞行速度的因素主要有两个，一是燃气喷射的速度，二是火箭的质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。只有在很短时间内，火箭速度的变化非常小，以地面为参照物喷气的速度可以认为不变的情况下，可以近似得出：MV-mv=0由此可知该时刻火箭的速度：&&&&&&&&&&&&&要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料，&目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。&目前的技术条件下，火箭的质量比在6-10&左右，要发射人造卫星，用一级火箭还&不能达到所需的速度，必须用多级火箭。
运载火箭一般采用液体推进剂，第一、二级多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末级用液氧、液氢高能推进，称为低温液体火箭，技术比较复杂，目前只有美国、俄斯、法国、中国和日本等少数几个国家掌握低温液体火箭技术目前拥有运载火箭的国家有俄罗斯、美国、法国、英国、中国、日本、印度和以色列。当今世界上最大的运载火箭是俄罗斯的&能源&号，它长60米，底部最大直径20米，重3000多吨，能将120吨的有效载荷送入近地轨道。迄今为止运载火箭均为一次使用的，成本高。一次发射，少的几千万美元，多的上亿美元。不能重复使用，资源浪费大。二、火箭
教师：指导学生看书，对照书上&三级火箭&图，介绍火箭的基本构造和工作原理。
1．发射火箭的原理
&&&&火箭是利用了反冲原理，发射火箭时，尾管中喷射出的高
速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，
从而向上飞去。
&&&&即&&&&m&Dv+&Dmu=0，
&&&&解得&&&&&Du=&&&Dmu/m。
2．决定火箭性能的参数
&&&&根据&Dv=&&&Dmu/m可知，火箭性能晌参数与喷气速度u和
火箭质量比&Dm/m有关，一般u在m／s，质量之比小
3．用多级火箭发射卫星获得所需速度[来源:学科网]
&&&&目前多级火箭一般都是三组火箭。因为三组火箭能达到
目前发射人造卫星的需求，又因级数越多，结构越复杂，并难
以控制，因此降低了性能的可靠性，难以达到预期的目的。
播放课前准备的有关卫星发射、&和平号&空间站、&探路者&号火星探测器以及我国&神舟号&飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情。
教师：在此基础上，指导学生阅读课后阅读材料&&《航天技术的发展和宇宙航行》。
【例2】运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是&&&&(&&&&)[来源:]
&&&&A．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭
&&&&B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭
&&&&C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭
&&&&D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
&&&&[解析]&&火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故正确答案为选项B。
&&&&[答案]&&B
&&&&[点评]&&本题考查了火箭的工作原理，要注意与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃气，而不是外界的空气。而与带螺旋桨的直升机发生相互作用的才是空气，应注意两者的区别。
（三）课堂小结
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。解释章鱼游泳时应用什么物理原理？
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）作业：&问题与练习&1～3题
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
★课后思考
★新课标要求
（一）知识与技能
1．进一步巩固动量守恒定律
2．知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用
3．了解航天技术的发展和应用
（二）过程与方法
&理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
（三）情感、态度与价值观
培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。[来源:学科网]
★教学重点
运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质
★教学难点
动量守恒定律的应用．[来源:学科网ZXXK]
★教学方法
教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：气球。酸奶盒
★课时安排
★教学过程
（一）引入新课
教师：用实验方法引入新课：
〖演示实验1〗
〖演示实验2〗
提问：实验1、2中，气球为什么会向后退呢？酸奶盒为什么会旋转起来呢？
（二）进行新课
一、反冲运动
1、反冲运动
一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另外一个部分必然向相反方向运动，这个现象叫反冲运动。
．反冲运动遵循的规律
反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量是守恒的
（1）．反冲运动的应用实例
（2)避免有害的反冲运动
&射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响
射击准确性等。
思考：它们是否也有相互作用力？
演示实验一：气球。演示实验二：酸奶盒
演示实验三：冲天炮&思考一刚才这三个实验有相互作用吗？分别是谁和谁之间的相互作用？
讨论这三种相互作用有什么共同点？（与碰撞比较）
1、原来静止2、相互作用的两个物体本来是一个整体3、通过相互作用内力才分开。总结：&&&反冲运动：静止或运动的物体通过分离出一部分物体使另一部分物体向反方向运动的现象
&&&请举例说明在日常生产、生活中有哪些反冲运动？
认识生产、生活中反冲运动
&&&&以大炮模型为例讨论为什么静止的大炮向前发射炮弹后，大炮会获得向后的速度呢？
反冲运动遵循的原理：&&&&在反冲运动中，物体系统所受合外力一般不为零；&但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒
&&&&&&讨论离开飞船的宇航员与飞船相对静止，他怎样才能回到飞船？
&&&&&&用如下实例讨论如何提高火箭的发射速度？
设静止的火箭起飞时在极短的时间内喷射燃气的质量为△m，喷出的燃气相对地面的速度为V，喷出燃气后火箭的质量为m,我们设法计算火箭在这样一次喷气后增加的速度&△v？
&&&&&你得到的这几个量在实际发射火箭时是否是想取多大就去多大呢&？快去教材中找答案吧。
提高火箭发射速度的有效办法是：视频：神舟七号发射全程动画火箭喷气发动机每次喷出m=200&g的气体，喷出的气体相对于地面的速度v=1000&m/s．设火箭初始质量为M=&300&kg，初速度为零，发动机每秒喷气20次，在不考虑空气阻力和地球引力的情况下，火箭1s末的速度多大？
中国新型自行榴弹炮&&火炮被称为&战争之神&。自行火炮起源于第二次世界大战的&法西斯德国&，当时德国陆军将一种淘汰的坦克底盘装上大口径榴弹炮装备炮兵，当时它的名称是：突击炮。
自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢？履带表面有较深的突起抓地钩型设计？&摩擦系数较大，止退。止退犁，看到了吗？止退犁上又有两个液压缓冲器。这一切都是为了提高火炮的连射时的命中精度而精心设计的。
同学们是不是在电影里看到，火炮在发射时炮管一缩一伸的运动？有的人称之为：缩头炮。为什么炮管要做这样的运动呢？&我们知道：根据中学物理中的动量守恒定律，火炮在发射炮弹时，炮身将存在向炮弹发射方向相反的方向运动的趋势。如果我们将炮身固定住，当然有利于连发的命中精度，但是巨大的反冲作用就全靠炮身的材料硬度抵消了&这样的结果是火炮的寿命大大减少，这显然是不合理的设计。因此只有设计一种装置，它可以先允许炮身做反冲运动，并把这种运动能量储存为弹性势能，等反冲运动结束时，再利用储存的那部分能量使炮身复位，这就是火炮缓冲器的作用。火炮中的物理学还多着呐！弹道学、弹头引信解锁原理、光学瞄准仪、雷达炮瞄等等。。&&&&&&&同学们，一门火炮中的物理现象和解决问题的思路是不是说明学好物理是多么的重要啊！影响火箭飞行速度的因素主要有两个，一是燃气喷射的速度，二是火箭的质量比（即火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。只有在很短时间内，火箭速度的变化非常小，以地面为参照物喷气的速度可以认为不变的情况下，可以近似得出：MV-mv=0由此可知该时刻火箭的速度：&&&&&&&&&&&&&要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料，&目前常用的液体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。&目前的技术条件下，火箭的质量比在6-10&左右，要发射人造卫星，用一级火箭还&不能达到所需的速度，必须用多级火箭。
运载火箭一般采用液体推进剂，第一、二级多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末级用液氧、液氢高能推进，称为低温液体火箭，技术比较复杂，目前只有美国、俄斯、法国、中国和日本等少数几个国家掌握低温液体火箭技术目前拥有运载火箭的国家有俄罗斯、美国、法国、英国、中国、日本、印度和以色列。当今世界上最大的运载火箭是俄罗斯的&能源&号，它长60米，底部最大直径20米，重3000多吨，能将120吨的有效载荷送入近地轨道。迄今为止运载火箭均为一次使用的，成本高。一次发射，少的几千万美元，多的上亿美元。不能重复使用，资源浪费大。二、火箭
教师：指导学生看书，对照书上&三级火箭&图，介绍火箭的基本构造和工作原理。
1．发射火箭的原理
&&&&火箭是利用了反冲原理，发射火箭时，尾管中喷射出的高
速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，
从而向上飞去。
&&&&即&&&&m&Dv+&Dmu=0，
&&&&解得&&&&&Du=&&&Dmu/m。
2．决定火箭性能的参数
&&&&根据&Dv=&&&Dmu/m可知，火箭性能晌参数与喷气速度u和
火箭质量比&Dm/m有关，一般u在m／s，质量之比小
3．用多级火箭发射卫星获得所需速度[来源:学科网]
&&&&目前多级火箭一般都是三组火箭。因为三组火箭能达到
目前发射人造卫星的需求，又因级数越多，结构越复杂，并难
以控制，因此降低了性能的可靠性，难以达到预期的目的。
播放课前准备的有关卫星发射、&和平号&空间站、&探路者&号火星探测器以及我国&神舟号&飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情。
教师：在此基础上，指导学生阅读课后阅读材料&&《航天技术的发展和宇宙航行》。
【例2】运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是&&&&(&&&&)[来源:]
&&&&A．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭
&&&&B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭
&&&&C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭
&&&&D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭
&&&&[解析]&&火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故正确答案为选项B。
&&&&[答案]&&B
&&&&[点评]&&本题考查了火箭的工作原理，要注意与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃气，而不是外界的空气。而与带螺旋桨的直升机发生相互作用的才是空气，应注意两者的区别。
（三）课堂小结
教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。解释章鱼游泳时应用什么物理原理？
点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。
（四）作业：&问题与练习&1～3题
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
★课后思考
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