高中物理 反冲运动的应用
高二物理反冲运动及应用2
MV+mv=0
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=(M-m)u
由此可知该时刻火箭的速度： V=(M/m-1)u
反冲运动及应用 § 7.5 反冲运动及应用
什么样的现象属于反冲运动?
当一个物体向某一方向喷出大量 的气体，液体或弹出小物体之后， 这个物体的剩余部分将向相反方 向运动。这就是反冲运动。
原理： 在抛射的短暂时间内，物 体系统无外力作用或外力远小 于内力时，反冲运动中动量是 守恒的。 若反冲运动前物体系统是 静止的，则根据动量守恒定律：
中国新型自行榴弹炮
•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。
反击式水轮机是大型 水力发电站应用最广 泛的水轮机。它是靠 水流的反冲作用旋转 的。我国早在70年代 就能生产转轮直径 5.5米，质量110吨， 最大功率达30万千瓦 的反击式水轮机。
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃 气，可以得到超过音速的飞行速度。
美国：隐形“117”
； 造句网 趟京城！ 正在他急得坐立不安、愁眉不展，千方百计地寻找回京の理由之际，传来咯皇上将于三天后回京の圣旨，壹想到还只需要再忍耐三天，他の心情 总算是稍微好咯壹些。第十五天，王爷终于随圣驾壹行返回咯京城。刚壹进府，就立即吩咐代班の贴身太监小武子，请福晋到朗吟阁。秦顺儿受咯家法， 现在还只能趴在床上呢。没壹会儿，排字琦就到咯书院。“给爷请安。”“你去年府の时候，见到玉盈怎么样咯？”“回爷，年仆役壹直昏昏沉沉，妾身 跟她也说不上话，就把您の意思传给咯她の贴身丫环„„”“啥啊？你！你！”他简直是要被排字琦气疯咯！原本办事非常牢靠の福晋这壹次怎么这么不 着调！“你到底见到年仆役没有！”“回爷，她壹直昏沉沉地，妾身就是见着咯，也跟她说不上话。”“那你去年府干啥啊去咯？爷吩咐你去年府，不就 是要你当面见到她吗？你到那里跟她丫环传口信，跟你派各奴才去年府传口信，有啥啊区别！”他壹边说着，壹边将苏培盛の那些书信拿咯出来，壹把摔 到咯排字琦の面前：“你就是这么给爷办の差事？你不这么容不下年仆役？小武子！”“奴才在！”小武子应声赶快进咯屋里，于是他吩咐道：“你去给 莫吉传爷の口信儿，让他好好查查年仆役得咯啥啊重病，病到啥啊程度，哪各大夫看の，药方子是啥啊！统统给爷查清楚咯！”他有壹种不祥の预感，这 中间壹定出咯大问题！玉盈得咯咳血症，怎么这病来得那么蹊跷！病重，到底重到啥啊程度？他就少叮嘱福晋壹句，不管啥啊情况，都要把婚事落实下 来！他以为福晋应该明白他の意思，可是，年家就用这么壹各“病重”，就将她给打发咯？第壹卷 第383章 处罚小武子已经领命下去，而排字琦站在王 爷の面前，继续呆着也不是，退下也不是。粘竿处打探消息也不可能这么快就能打探回来，可是他没有发话，排字琦也不敢走，毕竟他这各时候正在气头 上，望着摔咯壹地の书信，她当然晓得这壹次是将爷给惹翻咯！于是排字琦只好强忍着酸痛，壹直立在壹侧，等候他の吩咐。这么壹各大活人站在眼前， 王爷怎么可能没有注意到？只是他已经被这各福晋气死咯！交办点儿差事这么敷衍咯事！难道就是因为要娶玉盈进府，就这么消极抵抗？要是水清这番表 现还情有可原，她这各嫡福晋居然做出这种事情，真是太让他失望咯！假设玉盈果真病重还好说，假设玉盈壹点儿事情没有，他决不会轻易地就饶过她。 现在就先在书房立立规矩吧，看来他上次发の火还不够，还没有让她长记性、长教训！可是，他已经很不留情面咯，还不能让她有所顾忌，难道要他直接 把那霞光苑拆咯才行？过咯大概有两各多时辰，他终于开口道：“回去吧，这里不用你伺候咯。”“谢爷の恩典，妾身告退咯。”排字琦半句客气话都没 有说，直接就退下咯，因为她是壹瘸壹拐地出咯朗吟阁。她哪里晓得来书院回话の结果居然直接就受咯罚！早晓得如此，她壹定要做足准备，最少这花盆 底鞋是不会穿の。当时小武子传の口信很急，她想也没想就立即赶过去咯，早忘记咯穿の竟然是花盆鞋！来の时候，红莲陪福晋到咯书院门口，就在院外 候着，结果却是左等也不来，右等也不来，她就猜测到福晋可能是被爷责罚咯，于是赶快回咯霞光苑，将紫玉唤来和她壹起在书院外等着。果不其然，福 晋出来の时候走路都壹步三晃の，于是两各丫环赶快上来搀扶，壹路小心翼翼地搀扶着向霞光苑走去。结果不偏不倚，正好遇见咯烟雨园の大丫环菊香！ 壹见是福晋，菊香赶快俯身：“给福晋请安。”“起来吧，你来做啥啊？”“奴婢找苏总管。”“苏总管在爷の书院当差？”“啊不，奴婢刚刚去过总管 那里，没找到，听别の奴才说总管在这里，就寻过来咯。”“爷の书院也是你能寻苏总管の地方？是不是苏培盛在本福晋那里回话，你也要到霞光苑将他 请走？”“不是，不是，福晋，请您恕罪。”“你有啥啊罪？需要本福晋宽恕？”“奴婢不该到爷の书院来寻苏总管。”“你还不知错，还在狡辩！带下 去，掌嘴十各！告诉你，这是轻の，假设以后再犯，本福晋绝不会这么轻易地饶过你！”排字琦没有说出菊香の罪名，那是因为即使说出来也实在是太不 好听。菊香来干啥啊她当然清楚极咯！准是淑清那里得咯啥啊信儿，差菊香来打探她受罚の消息。这么丢人脸面の罪名，排字琦当然说不出口，只好黑不 提白不提地先处治咯这奴才再说。第壹卷 第384章 结果前脚排字琦惩治咯菊香，后脚王爷就晓得咯消息，对此他并没有说啥啊。后院是福晋の管辖范围， 福晋就是闹出人命来，他也得替她去善后，更何况只是对壹各奴才掌咯十各嘴而已。而且菊香也是罪有应得，敢到爷の书院来探消息，假设让他当场抓住， 就不是掌嘴十各那么轻易能咯结の事情。而且后院诸人の事情他也没有心思去管，他壹直在等待着来自玉盈方面の消息。可是直到掌灯都没有收到莫吉の 任何讯息，这让王爷愈发地感觉事态の严重性！莫吉の能耐他最清楚，这么长时间没有探来，要么是情况太复杂，要么就是对方防范太严密，难以插手。 不管是哪各原因，都意味着事情在向着最不好の方向发展着。他已经开始做最坏の打算咯！玉盈嫁人咯？不可能！谁敢跟他抢诸人？那可真の是自不量力， 还想不想要脑袋咯！玉盈病入膏肓咯？不可能！玉盈这么多年都好好の，怎么壹出咯这件事情，他刚刚离咯京城，就能壹病不起，香消
16.5 反冲运动
例2、一块质量为5kg的木块置于一块水平沙 地上，在木块上方放质量为0.2kg的爆竹，点 燃爆竹使其爆发后，爆竹竖直上升。若已知 木板受到沙地的平均阻力为重力的3倍，在 0.1s内木板停止运动，试求爆竹上升的高度。 （取g=10m/s2）
四、人船模型 人在船上走分析
人走船退，人快船快，人停船停
★人在船上走位移分析
P22 人船模型 课本P16 1
如何定量 描述空间磁 场情况？
普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）[人教版]
16.5 反冲运动
Hale Waihona Puke 一、反冲运动1、定义： 当一个物体向某一方向射出（或抛 出）它的一部分时，这个物体的剩余部分 将向相反方向运动。这就是反冲运动。
2、特点： 在反冲运动中，系统的合外力一般 不为零；但内力远大于外力，可认为反冲 运动中系统动量是守恒的。
二、反冲运动的应用与防止
二、反冲运动的应用与防止
三、实例分析与应用
P20
例1
1、喷气火箭的速度讨论（气流体）
★2、课本思考与讨论（相对速度） P23
3
甲相对乙：
u = v甲 - v乙
例1、民兵训练用的冲锋枪质量为4kg，子弹的 质量为8g，子弹从枪口飞出时的速度为700m/s。 求（1）子弹射出时的反冲速度； （2）如果民兵把枪抵在肩上，经0.05s的时 间阻止枪身后退，则枪身作用在民兵肩上的平 均冲力有多大？
2021-2022高二物理人教版选修3-5学案：第十六章 5 反冲运动 Word版含答案
5反冲运动火箭[目标定位] 1.生疏反冲运动，能举出几个反冲运动的实例.2.结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的力量.3.了解火箭的飞行原理及打算火箭最终速度大小的因素．一、反冲运动1．反冲：依据动量守恒定律，假如一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必定向相反的方向运动．2．反冲现象的应用及防止(1)应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边旋转，可以自动转变喷水的方向．(2)防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的精确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以削减反冲的影响．想一想为什么反冲运动系统动量守恒？答案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．二、火箭1．工作原理：火箭的工作原理是反冲运动，其反冲过程动量守恒．它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前的速度．2．影响火箭获得速度大小的因素(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2__000～4__000 m/s.(2)火箭的质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比，打算于火箭的结构和材料．现代火箭的质量比一般小于10．喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大．一、对反冲运动的理解1．反冲运动的特点及遵循的规律(1)特点：是物体之间的作用力与反作用力产生的效果．(2)条件：①系统不受外力或所受外力之和为零；②内力远大于外力；③系统在某一方向上不受外力或外力分力之和为零；(3)反冲运动遵循动量守恒定律．2．争辩反冲运动应留意的两个问题(1)速度的反向性对于原来静止的整体，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲与抛出部分必定相反．(2)速度的相对性一般都指对地速度．例1图16－5－1质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板拦住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为s的地面上，如图16－5－1所示．若再次以相同力压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边()A.s2 B.2s C．s D.22s答案D解析挡板拦住A球时，弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能，有E p＝12m v2B，挡板撤走后，弹性势能被两球平分，则有E p＝2×12m v B′2，由以上两式解得v B′＝22v B，由于B球抛出后做平抛运动，s＝v0t＝v02hg所以D对．针对训练图16－5－2如图16－5－2所示是一门旧式大炮，炮车和炮弹的质量分别是M 和m ，炮筒与地面的夹角为α，炮弹出口时相对于地面的速度为v 0.不计炮车与地面的摩擦，求炮身向后反冲的速度v 为________．答案 m v 0cos αM解析 取炮弹与炮车组成的系统为争辩对象，因不计炮车与地面的摩擦，所以水平方向动量守恒．炮弹放射前，系统的总动量为零，炮弹放射后，炮弹的水平分速度为v 0cos α，依据动量守恒定律有：m v 0cos α－M v ＝0所以炮车向后反冲的速度为v ＝m v 0cos αM .二、火箭的原理1．火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由喷气速度v 和质量比Mm (火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素打算．2．火箭喷气属于反冲类问题，是动量守恒定律的重要应用．在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为争辩对象，取相互作用的整个过程为争辩过程，运用动量守恒的观点解决问题．例2 一火箭喷气发动机每次喷出m ＝200 g 的气体，气体离开发动机喷出时的速度v ＝1 000 m/s.设火箭质量M ＝300 kg ，发动机每秒钟喷气20次． (1)当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？ (2)运动第1 s 末，火箭的速度多大？ 答案 (1)2 m/s (2)13.5 m/s解析 火箭喷气属反冲现象，火箭和气体组成的系统动量守恒，运用动量守恒定律求解． (1)选取整体为争辩对象，运用动量守恒定律求解． 设喷出三次气体后火箭的速度为v 3，以火箭和喷出的三次气体为争辩对象，据动量守恒定律得：(M －3m )v 3－3m v ＝0，故v 3＝3m v M －3m＝2 m/s(2)发动机每秒钟喷气20次，以火箭和喷出的20次气体为争辩对象，依据动量守恒定律得：(M －20m )v 20－20m v＝0，故v 20＝20m vM －20m＝13.5 m/s.借题发挥 分析火箭类问题应留意的三个问题(1)火箭在运动过程中，随着燃料的燃烧，火箭本身的质量不断减小，故在应用动量守恒定律时，必需取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为争辩对象．留意反冲前、后各物体质量的变化．(2)明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是否为同一参考系，假如不是同一参考系要设法予以调整，一般状况要转换成对地的速度．(3)列方程时要留意初、末状态动量的方向．反冲物体速度的方向与原物体的运动方向是相反的． 三、反冲运动的应用——“人船模型” 1．“人船模型”问题两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒．在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比．这样的问题归为“人船模型”问题． 2．人船模型的特点(1)两物体满足动量守恒定律：m 1v 1－m 2v 2＝0.(2)运动特点：人动船动，人静船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即x 1x 2＝v 1v 2＝m 2m 1.(3)应用此关系时要留意一个问题：即公式v 1、v 2和x 一般都是相对地面而言的． 例3图16－5－3如图16－5－3所示，长为L 、质量为M 的小船停在静水中，质量为m 的人从静止开头从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人相对地面的位移各为多少？。
高二物理【反冲现象 火箭】
6.反冲现象火箭学习目标：1.了解反冲运动和反冲运动在生活中的应用．2.能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题．3.知道火箭的飞行原理，了解我国航天技术的发展．一、反冲现象1．定义根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动，这个现象叫作反冲．2．反冲原理反冲运动的基本原理是动量守恒定律，如果系统的一部分获得了某一方向的动量，系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得同样大小的动量．3．公式若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的形式变为0＝m1v1＋m2v2，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率与质量成反比．利用动量守恒定律解决反冲问题时，速度通常是以地面为参考系的速度，而不是系统内两物体的相对速度．二、火箭1．原理火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用来获得巨大速度．2．影响火箭获得速度大小的因素一是喷气速度，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比．喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反．(√)(2)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．(√)(3)火箭点火后离开地面向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果．(×)(4)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．(√)(5)火箭发射时，火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能．(√)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() A．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭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B[火箭工作中，动量守恒，当向后喷气时，则火箭受一向前的推力从而使火箭加速，故只有B正确．]3．(多选)2019年春节上映的国产科幻大片《流浪地球》中有这样的情节：为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机，推动地球离开太阳系，用2 500年的时间奔往另外一个栖息之地．这个科幻情节中有反冲运动的原理．现实中的下列运动，属于反冲运动的有()A．汽车的运动B．直升机的运动C．火箭的运动D．反击式水轮机的运动CD[汽车的运动利用了汽车的牵引力，不属于反冲运动，故A错误；直升机的运动利用了空气的反作用力，不属于反冲运动，故B错误；火箭的运动是利用喷气的方式获得动力的，属于反冲运动，故C正确；反击式水轮机的运动利用了水的反冲作用而获得动力，属于反冲运动，故D正确．]对反冲运动的理解取一只药瓶或一个一端有孔的蛋壳，在其盖上钻一小孔(瓶盖与瓶子需密封)，再取一块厚泡沫塑料，参照图做成船的样子，并在船上挖一凹坑，以容纳盛酒精的容器(可用金属瓶盖)．用两段铁丝，弯成环状以套住瓶的两端，并将铁丝的端头分别插入船中．将一棉球放入容器中，并倒入少量酒精，在瓶中装入半瓶开水．将船放入水中，点燃酒精棉球后一会儿产生水蒸气，当水蒸气从药瓶盖的孔中喷出时，小船便能勇往直前了．小船向前运动体现了什么物理原理？提示：反冲原理．(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．(2)在反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理．(3)在反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总动能增加．2．反冲运动的应用与防止(1)利用有益的反冲运动反击式水轮机是使水从转轮的叶片中流出，使转轮由于反冲而旋转，从而带动发电机发电；喷气式飞机和火箭都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度．(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．3．处理反冲运动应注意的问题(1)速度的方向对于原来静止的整体，抛出部分与剩余部分的运动方向必然相反．在列动量守恒方程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的速度应取负值．(2)相对速度问题在反冲运动中，有时遇到的速度是两物体的相对速度．此类问题中应先将相对速度转换成对地的速度后，再列动量守恒定律方程．(3)变质量问题如在火箭的运动过程中，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短时间内喷出的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程为研究过程来进行研究．【例1】反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，蒸汽将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动．如果小车运动前的总质量M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg.(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度；(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，小车的反冲速度又如何(小车一直在水平方向运动)?思路点拨：(1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零．(2)小车和橡皮塞组成的系统在水平方向动量守恒．[解析](1)以橡皮塞运动的方向为正方向，根据动量守恒定律有m v＋(M－m)v′＝0v′＝－mM－m v＝－0.13－0.1×2.9 m/s＝－0.1 m/s负号表示小车的运动方向与橡皮塞运动的方向相反．(2)以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向，有m v cos 60°＋(M－m)v″＝0v ″＝－m v cos 60°M －m ＝－0.1×2.9×0.53－0.1m/s ＝－0.05 m/s 负号表示小车的运动方向与橡皮塞运动的水平分运动的方向相反．[答案] (1)0.1 m/s ，方向与橡皮塞运动的方向相反(2)0.05 m/s ，方向与橡皮塞运动的水平分运动的方向相反反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为变力，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.[跟进训练]1．如图所示，自动火炮连同炮弹的总质量为M ，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v 1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m 的炮弹后，自动火炮的速度变为v 2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v 0为( )A.m (v 1－v 2)＋m v 2mB.M (v 1－v 2)mC.M (v 1－v 2)＋2m v 2mD.M (v 1－v 2)－m (v 1－v 2)m B [炮弹相对地的速度为v 0＋v 2.由动量守恒定律得M v 1＝( M －m )v 2＋m (v 0＋v 2)，得v 0＝M (v 1－v 2)m.]火箭以飞船为参考系，设小物体的运动方向为正方向，则小物体的动量的改变量为Δp 1＝Δmu对人和小物体组成的系统，在人抛出小物体的过程中动量守恒，则由动量守恒定律得0＝Δp 1＋Δp 2，则人的动量的改变量为Δp 2＝－Δp 1＝－Δmu .设人的速度的改变量为Δv ，因为Δp 2＝m Δv ，则由以上表达式可知Δv ＝－Δmu m .我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭就会向前运动．请思考：(1)古代火箭的运动是否为反冲运动？(2)火箭飞行利用了怎样的工作原理？提示：(1)火箭的运动是反冲运动．(2)火箭靠向后连续喷射高速气体飞行，利用了反冲原理．应用反冲运动，其反冲过程动量守恒．它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前的速度．2．影响火箭最终速度大小的因素(1)喷气速度：现代火箭发动机的喷气速度约为2 000～5 000 m/s.(2)火箭的质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比．现代火箭的质量比一般小于10.喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大．3．火箭喷气属于反冲类问题，是动量守恒定律的重要应用．在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题．【例2】一火箭的喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭的质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次，求当第三次气体喷出后，火箭的速度为多大？思路点拨：火箭喷气属反冲现象，火箭和气体组成的系统动量守恒，运用动量守恒定律求解．[解析]设喷出三次气体后火箭的速度为v3，以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律，得(M－3m)v3－3m v＝0所以v3＝3m vM－3m≈2 m/s.[答案] 2 m/s火箭类反冲问题解题要领1．两部分物体初、末状态的速度的参考系必须是同一参考系，且一般以地面为参考系．2．要特别注意反冲前、后各物体质量的变化．3．列方程时要注意初、末状态动量的方向，一般而言，反冲后两物体的运动方向是相反的．[跟进训练]2．总质量为M的火箭以速度v0飞行，质量为m的燃气相对于火箭以速率u向后喷出，则火箭的速度大小为()A．v0＋muM B．v0－muMC．v0＋mM－m(v0＋u) D．v0＋muM－mA[设喷出气体后火箭的速度大小为v，则燃气的对地速度为(v－u)(取火箭的速度方向为正方向)，由动量守恒定律，得M v0＝(M－m)v＋m(v－u)解得v＝v0＋muM，A项正确．]1．下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲运动原理的是()D[喷灌装置是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，章鱼在水中前行和转向利用了喷出的水的反冲作用，火箭发射是利用喷气的方式而获得动力的，利用了反冲运动，故A、B、C不符合题意；码头边轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，没有利用反冲作用，故D符合题意．]2．质量相等的甲和乙都静止在光滑的水平冰面上．现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回．如此反复进行几次后，甲和乙最后的速率关系是()A．若甲最先抛球，则一定是v甲>v乙B．若乙最后接球，则一定是v甲>v乙C．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲>v乙D．无论怎样抛球和接球，都是v甲>v乙B[因甲、乙及篮球组成的系统动量守恒，故最终甲、乙以及篮球的动量之和必为零．根据动量守恒定律有m1v1＝(m2＋m球)v2，因此最终谁接球谁的速度小，故B正确，A、C、D错误．]3．如图所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为θ，则火炮后退的速度大小为(设水平地面光滑) ()A.m 2m 1v 0B.m 2v 0m 1－m 2C.m 2v 0cos θm 1－m 2D.m 2v 0cos θm 1C [炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒，0＝m 2v 0cos θ－(m 1－m 2)v ，得v ＝m 2v 0cos θm 1－m 2，选项C 正确．] 4．(多选)质量为m 的人在质量为M 的小车上从左端走到右端，如图所示，当车与地面摩擦不计时，那么( )A ．人在车上行走，若人相对车突然停止，则车也突然停止B ．人在车上行走的平均速度越大，则车在地面上移动的距离也越大C ．人在车上行走的平均速度越小，则车在地面上移动的距离就越大D ．不管人以什么样的平均速度行走，车在地面上移动的距离相同 AD [由于地面光滑，则人与车组成的系统动量守恒得：m v 人＝M v 车，可知A 正确；设车长为L ，由m (L －x 车)＝Mx 车得，x 车＝m M ＋mL ，车在地面上移动的位移大小与人的平均速度大小无关，故D 正确，B 、C 均错误．]。
第四讲：动量守恒定律的应用——反冲
第三讲：动量守恒定律的应用——反冲
2017年3月19日于广东肇庆
【反冲模型】 ①定义：对一个静止的物体，当一部分以一定的
相反方向 的运动， 速度离开物体时，剩余部分将做________ 这种现象叫反冲运动．
②特点：
动量守恒
机械能增加
③应用实例： 发射火箭、爆竹爆炸、灌溉装置、发射炮弹、 发电水轮机
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例2、火箭飞行的最大速度是由什么因素决定的？ 设火箭发射前总重量为M，燃料燃尽后的质量为m， 火箭燃气的喷出速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行 速度为v2.
mv2 (M m)v1 0
M m M 解得：v2 v1 ( 1)v1 m m
所以，当喷气速度v1越大，
速度就越大。
M m
【注意】：质量关系
【发射火箭】
【爆竹爆炸】
【灌溉装置】
【小车放在水平玻璃上，点燃酒精，水蒸 气将橡皮塞冲出，小车沿相反方向运动，如果小 车的总质量为M=3kg，水平喷出的橡皮塞的质量 为m=0.1kg，橡皮塞喷出时的速度为v0=2.9m/s， 求小车的反冲速度v。 【参考答案】： 大小为0.1m/s，方向与橡皮塞运动方向相反
越大，火箭的飞行
例3：一个静止的、不稳定的原子核的质量为M， 当它放射出一个质量为m、速度为V的粒子后，剩 余部分获得的反冲速度大小为多大?
mv 答案： M m
【问题与练习】
补：如图所示是某游乐场过山车的娱乐装置原理图， 弧形轨道末端与一个半径为R的光滑圆轨道平滑相 接，两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略)，中 间夹住一轻弹簧后连接在一起，两车从光滑弧形轨 道上的某一高度由静止滑下，当两车刚滑入圆环最 低点时连接两车的挂钩突然断开，弹簧将两车弹开， 其中后车刚好停下，前车沿圆环轨道运动恰能越过 圆弧轨道最高点，求： (1)前车被弹出时的速度； (2)前车被弹出的过程中弹 簧释放的弹性势能； (3)两车从静止下滑到最低 5 5 点的高度h. v1 5 gR , E p mgR, h R
高中物理动量和动量守恒定律的应用反冲现象
反冲问题【学习目标】1.知道什么是反冲运动，理解反冲运动的特点2.利用反冲运动的特点解决常见的问题3.知道火箭的飞行原理及用途问题一：反冲运动的理解1.如图所示，自行火炮连同炮弹的总质量为M，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m的炮弹后，自行火炮的速度变为v2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v0为（）A. B.C. D.问题二：人船模型2.一辆小车置于光滑水平桌面上，车左端固定水平弹簧枪，右端安一网兜。
若从弹簧枪中发射一粒弹丸，恰好落在网兜内，结果小车将（空气阻力不计）（）A．向左移一段距离B．留在原位置C．向右移一段距离D．做匀速直线运动问题三：反冲运动的综合问题3.A车的质量M1=20 kg，车上的人质量M=50 kg，他们一起从光滑的斜坡上h=0.45 m的高处由静止开始向下滑行，并沿光滑的水平面向右运动；此时质量M2=50 kg的B车正以速度v0=1.8 m/s沿光滑水平面向左迎面而来.为避免两车相撞，在两车相距适当距离时，A车上的人跳到B车上.为使两车不会发生相撞，人跳离A车时，相对于地面的水平速度应该多大？（g取10 m/s2）知识点1 反冲运动1.反冲运动的定义根据动量守恒定律，原来静止的系统在内力的作用下分裂成两个部分，当其中一部分向某个方向运动时，另一部分向相反方向运动，这就叫做反冲运动。
2.反冲运动的原理反冲运动是系统内力作用的结果。
在反冲运动的过程中，如果所受到的外力远远小于内力，那么反冲运动遵循动量守恒定律。
3.表达式若反冲运动前系统是静止的，则根据动量守恒定律有Mv1+mv2=0。
此式表明做反冲运动的两部分，它们的动量大小相等，方向相反，而它们的速率则与质量成反比。
4.反冲运动的特点（1）物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动；（2）在反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理；（3）在反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总动能增加。
反冲运动及应用PPT课件1 人教课标版
中国新型自行榴弹炮
•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。
反击式水轮机是大型 水力发电站应用最广 泛的水轮机。它是靠 水流的反冲作用旋转 的。我国早在70年代 就能生产转轮直径 5.5米，质量110吨， 最大功率达30万千瓦 的反击式水轮机。
MV+mv=0
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=(M-m)u
由此可知该时刻火箭的速度： V=(M/m-1)u
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。
长 征 一 号
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。
反冲运动及应用 § 7.5 反冲运动及应用
什么样的现象属于反冲运动?
当一个物体向某一方向喷出大量 的气体，液体或弹出小物体之后， 这个物体的剩余部分将向相反方 向运动。这就是反冲运动。
原理： 在抛射的短暂时间内，物 体系统无外力作用或外力远小 于内力时，反冲运动中动量是 守恒的。 若反冲运动前物体系统是 静止的，则根据动量守恒定律：
பைடு நூலகம்
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃 气，可以得到超过音速的飞行速度。
动量守恒定律的应用3--反冲现象与火箭的发射
L
M m h M
例3.如图所示，在光滑的水平面上放有一个物体M，物体上有一 光滑的半圆弧轨道，轨道半径为R，最低点为C，两端A、B等高 ，现让小滑块m从A点静止下滑，在此后的过程中，则（ ）
B
动量定理守恒定律应用4 ---碰撞问题的变式
碰撞变式1：弹簧+两物体
例1.如图，在光滑水平面上，有质量分别为3m和m的A、B两 物体，A与轻弹簧的一端相连，弹簧另一端自由，A以速度 v0向右运动，则： （1）运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少？ （2）A、B分离后各自速度多大？
M L M m M x船 L M m x人
总结：
1.条件： （1）系统原来静止 （2）系统所受合外力为零或某一方向上合外力为零 2.结论： （1）定性： 人动，船动；人静，船静；人快，船快；人慢，船慢；人 左，船右；即运动性质完全一样。 （2）定量： 任一时刻各自的速率与质量成反比：
2.影响火箭飞行速度的因素：
M v ( 1)v m
'
（2）火箭的质量比 （火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量比）
教材P13， P14
三.反冲运动的应用-----人船模型
例1、长为L、质量为M的小船停在静水中，一 个质量为m的人从静止开始从船头走到船尾，不 计水的阻力，求船和人相对地面的位移各为多少？
A B
碰撞变式2：光滑槽问题
例2、质量为M的带有1/4光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平 面上，如图4所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车， 到达某一高度后，小球又返回小车的左端，则 ( ) BC A．小球以后将向左做平抛运动 B．小球将做自由落体运动 C．此过程小球对小车做的功为 D．小球在弧形槽上上升的最大高度为
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反冲运动的应用
反冲运动很早就被人们应用。
根据文字记载，我国古代已是硕果累累。
三国时期，诸葛亮进攻郝昭时，“昭以火箭逆射云梯”。
唐末宋初发明火药后，《武林旧事》记载：“烟火起轮、走线流星”。
“流星”、“起火”就是利用火药点燃后产生的喷射推进力而前进的。
明代出版的《武备志》中记载了我国古代许多利用反冲运动制成的武器。
如“一窝蜂”、“火龙箭”、“火龙出水”、“飞空击贼震天雷炮”和“神火飞鸦”等。
最早的载人火箭的记录是明代一名叫万户的人，他坐在绑有几十支火箭的椅子上。
手拿两个大风筝，叫人点燃火箭，想使自己飞上天去，但他失败了，而且为此献出了生命。
他的为科学献身的精神是令人敬佩和值得我们学习的。
反冲运动在现代科学技术和国防现代化中也有广泛的应用。
反击式水轮机是大型水力发电站应用最广泛的水轮机。
它是靠水流的反冲作用旋转的。
我国早在70年代就能生产转轮直径5.5米，质量110吨，最大功率达30万千瓦的反击式水轮机。
喷气式飞机通过连续不断地向后喷射高速燃气，可以得到超过音速的飞行速度。
反冲运动并不是任何情况都是有利的。
例如为了减小大炮射击时反冲运动的影响，要在炮身上安装自动迅速复位的装置，后来还发明了无后坐力炮。