人教版高中物理选修3-5知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：专题16.5 反冲运动 火箭

第十六章 动量守恒定律 第5节 反冲运动 火箭 知识 一、反冲 1．反冲定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将做_____的运动，这种现象叫反冲运动。 2．反冲中的动量守恒：物体间的相互作用力是_____，作用时间很___，作用力很_____，远远大于系统受到的_____，可以与动量守恒定律来处理。 3．反冲中的能量：因为有其他形式的能转化为_____，所以系统的_____。 二、爆炸 1．爆炸中的动量守恒：物体间的相互作用力是_____，作用时间很_____，作用力很_____，远远大于系统受到的_____，可以与动量守恒定律来处理。 2．爆炸中的能量：因为有其他形式的能转化为_____，所以系统的_____。 3．爆炸后的运动状态：在空中沿水平方向运动的物体，如果爆炸后分裂成两块，前面一块做平抛运动时，后面一块可能做同向或反向的平抛运动，也可能做自由落体运动。 相反方向 变力 短 大 外力 动能 动能增加 变力 短 大 外力 动能 动能增加 重点 一、爆炸和反冲 1．爆炸的特点 （1）动量守恒。由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸时物体间的相互作用力远远大于系统受到的外力，所以爆炸过程中，系统的总动量守恒。 （2）动能增加。在爆炸过程中，由于其他形式的能量（如化学能）转化为动能，所以爆炸后系统的总动能增加。 （3）位移不变。爆炸时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般忽略不计，可以认为爆炸后物体仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动。 2．反冲 （1）现象。物体的不同部分在内力的作用下向相反的方向运动。 （2）特点。一般情况下，物体间的相互作用力（内力）较大，因此系统动量往往有以下几种情况： ①动量守恒；②动量近似守恒；③某一方向动量守恒。 【例题1】有一个以10 m/s的速度飞行的手榴弹炸成两块，这两块的质量m1=0.6 kg，m2=0.4 kg，较大的一块炸裂后仍按原方向运动其速度增加到50 m/s。求较小的那一块的飞行情况。 【例题2】总质量为M的火箭竖直上升至某处的速度为v，此时向下喷出质量为m，相对地的速度为u的气体n次，此后火箭的速度为多大? 参考答案： 试题解析：设火箭的末速度为v1取初速度方向为正，火箭初动量为Mv， 末动量为 n次喷出气体动量为 根据动量守恒： 解得 二、人船模型 1．“人船模型”不仅是动量守恒问题中典型的物理模型，也是最重要的力学综合模型之一。利用“人船模型”及其典型变形，通过类比和等效方法，可以使许多动量守恒问题的分析思路和解答步骤变得极为简捷。 选人前进的方向为正方向，根据动量守恒定律有： mv人－Mv船=0 ① 即：v人:v船=M:m 由于每一时刻均满足人、船速度之比等于人、船质量的反比，因而人、船平均速度之比也等于人、船质量的反比，故位移大小之比应满足：x人:x船=M:m②。 2．“人船模型”的适用条件与实质———对一个原来处于静止状态的系统，且在系统发生相对运动的过程中，动量守恒或有一个方向动量守恒，其实质就是初速为零的系统中物体所做的反冲运动，系统满足某方向上的平均动量守恒。 【例题3】静止在水面上的船长为L、质量为M，一个质量为m的人站在船头，当此人由船头走到船尾时，不计水的阻力，船移动的距离是 A． B． C． D． 参考答案：B 试题解析：对于人船整体来说动量守恒，设船移动距离为s，人移动的距离为L–s，作用时间为t，根据动量守恒条件可知： ，解得，故选B。 基础训练 1．（2019·宁夏育才中学高二月考）关于反冲运动，下列说法正确的是 A．反冲运动的两个物体系统动量守恒，机械能也守恒 B．反冲现象是有害的，应该想办法防止 C．直升机的升空应用了反冲的原理 D．影响火箭速度大小的因素是喷气速度和质量比 2．（2019·辽宁大石桥二中高二月考）下列关于反冲运动的说法中，正确的是 A．抛出物m1的质量要小于 ... ...