对枪械后坐力的探究

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1、对枪械后坐力的探究西安高级中学710001组员：赤丰华雷宏兴王宏允师伟哲孙雨萌指导老师：李秋侠内容摘要:由“电影中的革命英雄们在开枪杀鬼子锄汉奸时总是横向握枪，这是为什么？”联想到后坐力。通过查阅资料利用IIP39gs计算器探究后坐力产生的原因，影响后坐力的几个因素：枪管长度、枪身质量、子弹出膛速度、子弹质量、口径。关键词：后坐力计算器因素拟合问题导入驳壳枪是整整儿代屮国人的一项集体记忆。不知你是否注意过，屯影屮的革命英雄们在开枪杀鬼子锄汉奸时总是横向握枪，这一点与香港警察有很大的出入。这是为什么呢？经过讨论分析，我们觉得这是后

2、坐力的结果，那么，后坐力又是怎么一冋事呢？通过查阅资料我们得知，后坐力产生的原因，从根木上讲，是动量守恒的结果，即枪炮发射时产生的瞬间后退力量。由于不久我们就要学习动量守恒定律了，因此我们对这个问题非常的感兴趣，并且决定合作搜集一些这方面的资料，了解研究、探讨一下这方面的知识，这在解决了我们的疑惑的同时，一定能够使我们学习到许多相关的知识，探究的过程一定会有许多事情发生…….预习将要学习的知识那更是必然的了，简直是一箭多雕啊，小组的同学们都很兴奋。确定研究目标兴奋Z余，我们开始想这个研究从哪儿入手呀？经过小组内的初步讨论后，同学

3、们积极查找资料，然肩认真筛选，将有用的整理汇总，大家统一看法，最终我们认为后坐力可能与以下几个因索有关：1.枪管长度2.枪身质量3.子弹出膛速度4.了弹质量5.口径6.枪托形状下面是小组同学收集到的几种著名枪械的设计数据:资料:枪械型号弹药种类(mni*mni)弹头出膛速度(m/s)枪身重量(kg)枪管长度(mm)AK-47步枪7.62*39(8g)7153.6415M16A2步枪5.56*45(4g)9453.8510MP5A3冲锋枪9*19(9.5g)2702.6225M249轻机枪5.56*45(4g)9157.5521M

4、1911手枪11.43*23(10.8g/12g/13g/15g)2471.1128M82狙击枪12.7*138(45.5g)85314737/508毛瑟C96手枪9*19(9.5g)4251.1140PPsH41冲锋枪7.62*39(8g)4884.3269沙漠之鹰手枪12.7*29.5(9.7g)4021.99152AK-74步枪5.45x*39(3.5g)9003.3415五四式手枪7.62*25(4.5g)4400.85116德拉古诺夫狙击步枪(SVD)7.62*54(11.6)8304.31620M21狙击步枪7.62

5、x51(9.5g)8535.27560探究过程、结论对枪械进行分析可知，枪械内部启发子弹的力远大于人扌H动扳机的外力，系统总动能为0。子弹飞出带有一定的动量，但系统的总动能依I日为0。因此，势必存在一个方向和反，人小相等的反动量。#/mxVj+m2v2=7/7(b]4m2fv2f••加子弹¥弹+F后f=0（t为子弹在枪膛内加速时间）加子弹¥弹现在我们分别就齐种因素对后坐力的影响进行分析29芮t芮=2ala=—2/又討",将a代入得:吕2mv2厂mv/.F=—r2121V这样我们就得到了计算后坐力的公式。从这个公式中，我们可以看到

6、：后坐力的大小，与子弹的出膛速度、质量、枪膛长度有关。但这些变量到底与其有什么关系呢。我们用惠普39gs计算器展开了探索。1•将子弹质量加与2倍枪管长度/■的比值视为常量届化取1.观察图像分析得出结论：其他因素不变，子弹出膛速度与子弹所造成的后坐力成二次关系。2•将子弹出膛速度平方谀与2倍枪管长度「之比是为常屋化，斤取1观察图像分析得出结论：其他因素不变，子弹质量加与后坐力大小成正比关系。3.将子弹质量加与速度平方初乘积视为定值矗化取1K.c_FECK）：.E5

7、MENUI器己_FICK）：aMENU观察图像分析得出结论：其他因

8、素不变，枪管长度与后坐力大小成反比关系到底哪个变量对后坐力影响最大?我们利用Function内的SignedArea功能对图像进一步分析，SignedArea口J对指定定义域内,函数与x轴之间的面积。由于子弹出膛速度、质量、枪管长度数值大小远大于它们图像的交点数值,所以交点前的区间可近似地忽略不计，x初值取0,末值取4,算出每个图像与x轴之间的面积，并作如下比较。我们可以看到：x初值取0,末值取4,子弹出膛速度与子弹所造成的后坐力的图像与x轴之间的面积为21.3；子弹质量与后坐力大小的图像与x轴之间的面积为8；枪管长度与后坐力人

9、小的图像与x轴Z间的面枳约为22.8o观察图像分析得出结论：子弹速度对于后坐力的影响是最大的!探究应用利用图形计算器，将下表中的数据代入我们推导出的公式中，很容易地算出了表屮所列举的儿种枪械的后坐力。具体数值见表屮最后一列：枪械型号弹药种类(mm*mm)弹头出膛