高中物理3-5 反冲运动
2，4，的连线与轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供推
力，但不会使探测器转动，开始时，探测器以恒定的速率v向正x方
向飞行，要使探测器该为向正x偏负y60°的方向以原来的速率v平
动，则可（ ）
A. 先开动1,适当时间，再开动4,适当时间
B. 先开动3,适当时间，再开动2,适当时间
C. 开动4,适当时间
反冲运动
当物体的一部分以一定的速度离开 物 体 时，剩余部分将得到一个反向 冲量，向反方向运动。这种现象称 为反冲运动。
反击式水轮机的模型
反击式水轮机的转轮 反击式水轮机的蜗壳
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。
他是如何利用反冲运动发电的呢？
火箭模型
明（公元1368－1644年）。 长108厘米。 在箭支前端缚火药筒，利用火药向后喷发 产生的反作用力把箭发射出去。这是世界 上最早的喷射火器。
影响火箭飞行速度的主要因素是什么呢？
1。 燃？
答：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。
例1： 在沙堆上有一木块，M=5K g, 木块上放一爆竹，质量为m=0.10Kg,点燃 后木块陷入沙中5 cm,若沙对木块运动的 阻力恒为58N，不计火药质量和空气阻力， 求爆竹上升的最大高度？
例2：
下图为一空间探测器示意图，1，2，3，4，
是四个喷气发动机，1，3，的连线与空间空间固定坐标系的轴平行，
2。 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）。
注：目前的技术条件下，火箭的 质量比在6-10 左右，
中国新型自行榴弹炮
2， 他是 如何 利用 反冲 提高 命中 精度 的呢 ？
1，这门自行火炮的后面又增加了止退犁，看到了 吗？他是起什么作用的呢？
1。 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？
结果： 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。
2。 我们如何既避免反冲危害又能保证命中精度呢？
我们要设计一种装置，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。这样火炮既解决了寿命问题又兼顾 了连发精度问题，做到了合理设计。
D. 先开动3,适当时间，再开动4,适当时间 4
y
3
11
x
2
例3：
某人在一只静止于水面
的小船上练习射击，船、人、枪、靶
的总质量为M，枪内有n颗子弹，每颗
子弹质量为m，枪口到靶的距离为l,子
弹射出时相对于地速度为 v, 在发射后
一颗子弹时，前一颗已陷入靶中，则
在发射完 n颗子弹后小船后退的距离为
多少？
例4：
v
• 如图所示，质量为M的光滑滑块放置在 光滑的水平面上，另一质量m的物体以速
度v向上滑去，物体刚好能到达最高点，
求物体到m达最高点的速度?
高中物理选修3-5精品课件2：16.5 反冲运动 火箭
3.(考查反冲运动中速度的相对性)有一炮艇总质量为M,以速度v1
匀速行驶,从艇上沿前进方向水平射出一颗质量为m的炮弹,已知炮 弹相对于炮艇的速度为v',不计水的阻力。若发射后炮艇的速度为 v2,则它们的关系为( )。 A.(M+m)v2+m(v'-v1)=Mv1 B.(M-m)v2+m(v'+v1)=Mv1 C.(M-m)v2+mv'=Mv1 D.(M-m)v2+m(v'+v2)=Mv1
主题2:火箭 情景:“长征五号”是中国研制的新一代无毒、无污染、 高性能、低成本和大推力的重型运载火箭系列,在“长征 五号”大型运载火箭和海南文昌航天发射基地问世后,中 国航天将具备将1.2吨至25吨的有效载荷送入近地轨道,1.8 吨至14吨的有效载荷送入地球同步转移轨道的能力,推动 中国空间应用产业、载入航天技术和天文科学的发展,也 必将大大提高中国在国际航天发射市场上的竞争能力。
问题:你了解火箭的原理和性能参数吗?
主题3:探究反冲与碰撞的联系与区别 问题:(1)反冲运动与一维碰撞有什么相同之处? (2)反冲运动与一维碰撞过程中机械能的变化有什么不同 ? 解答:(1)反冲运动与一维碰撞都是短时间内进行的,且系 统内力远大于外力,系统动量守恒。(2)一维碰撞的过程 中,机械能可能不变,也可能减少,但不会增加;而反冲运 动过程中,机械能有时不变,但更多的时候是增加的。 知识链接:在反冲、碰撞、爆炸的过程中,相互作用力常 为变力,作用力大,一般内力远大于外力,动量近似守恒。
,另一部分必然向②____相__反_____的方向运动,这种现象叫
作反冲。
(2)举出几个生活中反冲现象的例子:③___章__鱼__运__动____、
高中物理第十六章动量守恒定律反冲运动火箭教材梳理素材
5 反冲运动火箭疱丁巧解牛知识·巧学一、反冲运动1。
定义：原来静止的系统，当其中一部分运动时，另一部分向相反方向的运动，就叫做反冲运动。
2。
反冲原理：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，所以系统的总动量守恒，此外，如系统所受外力的合力不为零，但在某一方向上不受外力或在该方向上所受外力的合力为零,则在该方向上的动量(即总动量在该方向上的分量)是守恒的.深化升华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,系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量.3.表达式：若系统的初始动量为零，动量守恒定律的表达式为：0=m1v1′+m2v2′误区提示应用动量守恒定律分析反冲运动的有关特性时，必须注意的问题：(1）剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说,两者运动方向必然相反.做数值计算时,可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的另一部分的速度应取负值。
（2）把物体的一部分抛出和剩余部分产生反冲都需要经历一个过程，直到部分物体离开整体瞬间，两者速度达到最大，才形成相对速度.因此，若题中已知抛掷物体的速度是相对于剩余部分而言，应理解为相对于“抛出”这一瞬间.4。
减小反冲的影响实际中常常需要减小反冲的影响.例如:用步枪射击时，要用枪身抵在肩上.5。
反冲有广泛的应用如:灌溉喷水器，因反冲而旋转，自动改变喷水的方向.喷气式飞机和火箭飞行应用了反冲的原理，它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
现代的喷气式飞机靠连续不断地向后喷出气体,飞行速度能够超过1 000 m/s。
二、火箭1。
概念:火箭是一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器。
2.箭的工作原理:火箭是靠喷出气流的反冲作用而获取速度的。
3。
火箭向前飞行所能达到的最大速度的决定因素:一是喷气速度；一是质量比。
喷气速度越大，质量比越大,火箭的最终速度越大。
高中物理：反冲运动学案
人船位移比等于它们质量的 反比 ；人船的速度(平均速度或瞬时速度)比等于它们 质量的反比 ，即 xx12＝vv12＝mm21.
(3)应用上述关系时要注意一个问题：即公式中v和x一般都是相对 地面而言的.
答案
(多选)一人从停泊在码头边的船上往岸上跳，若该船的缆绳并没拴在码头上，则 下列说法中正确的是( AB ) A.船质量越小，人越难跳上岸 B.人跳跃时相对船的速度大于相对地的速度 C.船质量越大，人越难跳上岸 D.人跳跃相对船的速度等于相对地的速度
是( D )
A.向后踢腿
B.手臂向后甩
C.在冰面上滚动
D.脱下外衣水平抛出
解析 踢腿、甩手对整个身体系统来讲是内力，内力不改变 系统整体的运动状态.
解析答案
1234
3.人坐在船上，船静止在水面上，人水平向东抛出一个质量为m的物体后，人、船
向西运动.已知抛出的物体的动能为E0，则人、船的动能为(人、船和物体的总质量
为m′)( C)
A.E0
m B.m′E0
m C.m′－mE0
m′m D.m′－m2E0
解析 设抛出的物体的速度大小为v0，人和船的速度大小为v，由动量 守恒可得：mv0＝(m′－m)v，又 E0＝12mv20，可求得人、船的动能大小
为 E＝12(m′－m)v2＝m′m－mE0，
故C正确.解析答案来自1234速度有什么关系？
图2
答案 原来静止的“人”和“船”发生相互作用时，所受外力的矢量和
为 零 ， 则 动 量 守 恒 . 在 相 互 作 用 的 过 程 中 ， 由 mv1 － Mv2 ＝ 0 知 任 一 时 刻 “人”和“船”的速度大小之比等于质量的反比.整人过程中“人”走 “船”行，“人”停“船”停.
人教版高中物理选修3-5知识点汇总_一册全_
人教版高中物理选修3—5知识点总结第十六章动量守恒定律动16.1实验探究碰撞中的不变量碰撞的特点:1、相互作用时间极短。
2.相互作用力极大，即内力远大于外力。
3、速度都发生变化。
一、实验的基本思路1、一维碰撞：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。
2、猜想与假设：一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?3、碰撞可能有很多情形。
例如两个物体可能碰后分开，也可能粘在一起不再分开。
二、需要考虑的问题①如何保证碰撞是一维的？即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动。
在固定的轨道上做实验——气垫导轨。
②怎样测量物体的质？用天平测量。
③怎样测量两个物体在磁撞前后的速度?速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。
④数据处理：列表。
参考案例一气垫导轨和光电门研究碰撞。
参考案例二利用单摆研究碰撞参考案例三利用打点计时器研究碰撞参考案例四利用平抛运动研究碰撞研究能量损失较小的碰撞时，可以选用参考案例二;研究碰撞后两个物体结合在一起的情况时，可以选用参考案例三。
参考案例四测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。
实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。
16.2动量定理一、动量1、定义：把物体的质量m和速度ʋ的乘积叫做物体的动量p，用公式表示为p = mʋ2、单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是kg•m/s3、动量是矢量：方向由速度方向决定，动量的方向与该时刻速度的方向相同。
4、注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。
5、动量的变∆p①某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p'，跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即p = p' - p。
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。
人教版高中物理选修3-5 16.5《反冲运动》说课稿
反冲说课稿【演示1】只需增加一个纸杯，它的效果就会非常明显。
做法比较简单，首先，将这个纸杯从杯口向杯底竖直剪成条龙状，然后在纸杯底掏一个小洞（注意：洞口要比气球口小一点，刚好套住即可），把气球口朝下穿过小洞，只要气球被吹起，纸杯就会被撑开，然后松手，观察气球运动的方向。
教师：气球为什么会向后退？学生：当气体喷出时,气体具有动量,此时气体和气球之间产生相互作用,气球会向喷气相反方向运动。
教师：回答得很好，这就是我们今天学习的反冲运动，我们先看教学目标和重难点（停顿15秒）我们再来看两个演示实验。
【演示2】1.用一小块铝箔把火柴头紧紧包裹在里面,注意前方不能透气。
2.用橡皮和圆珠笔盖做成火箭发射架。
3.划着另一根火柴,隔着铝箔加热里面的火柴头。
看到火柴头火箭“嗖”地一声飞了出去！【演示3】小车子上帮个矿泉水瓶，打好气后，气体满后，小车会后退。
教师：火柴为什么会飞出去呢? 小车为什么会后退呢? (教师:引导学生讨论)学生1：等温度达到了火柴头的燃点,火柴被引燃,火药燃烧产生的气体由于被铝箔束缚着,只能从预留的那个小孔高速喷出,而喷射出的高速气体有动量,火柴就获得向上的动量,从而向上飞去。
学生2：气体的压力越来越大，当到达一定程度后，车会在反冲作用下向相反方向运动。
教师：我们就把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。
反冲运动是系统内力作用的结果。
（幻灯片展示）教师：那几个演示实验的共同特点是什么?（教师:引导学生讨论）学生：特点:a.物体间相互作用突然发生时间短,作用强。
（幻灯片展示）b. 物体系统所受外力一般不为零,但远远小于内力。
（幻灯片展示）c.系统所受外力矢量和不为零但在某方向上不受外力或所受外力外力为零,在该方向上的动量守恒。
教师：那么，它们遵循的原理是什么呢？（幻灯片展示）学生：遵循动量守恒定律。
（黑板板书）作用前:P=0作用后:P'=mv+MV则根据动量守恒定律有:P'=P 即 mv+MV=0故有:V=−(m/M)v（负号就表示作用后的两部分运动方向相反）教师:我们可以举例说明反冲运动在日常生活中的应用吗？(教师:引导学生讨论)学生:(1)利用有益的反冲运动（总结并投影图片）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。
专题16.5反冲运动火箭-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编(选修3-5)(Word版含解析)
一、单选题1．有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，一位同学想用一个卷尺粗略测出它的质量。
他轻轻从船尾走向船头，而后轻轻下船。
用卷尺测出船后退的距离d 和船长Ｌ，又知他的质量为m ，则小船的质量为（不计湖水的阻力）（ ） A.()m L d d+ B.()m L d d - C. mLdD. ()m L d L +【答案】 B【解析】设人走动时船的速度大小为v ，人的速度大小为v ′，人从船尾走到船头所用时间为t ，根据运动学公式可得： d v t =和L dv t'-=，取船的速度为正方向，根据动量守恒定律得：Mv-mv ′=0，联立解得船的质量为： ()m L d M d-=，故B 正确，ACD 错误。
2．一自身质量为100千克的小船静止在平静的湖面上，船长为6米，一质量为50千克的人从船尾走到船头，在此过程中船对岸的位移大小为（人行走前人、船均静止，水的阻力不计）（ ） A. 2米 B. 3米 C. 4米 D. 0 【答案】 A3．如图所示，一种弹射装置，弹丸质量为m ，底座质量为3m ，开始均处于静止状态.当弹簧释放将弹丸以相对地面v 的速度发射出去后，底座的反冲速度的大小是( )A.34v B. 13v C. 14v D. 0 【答案】 B【解析】由于系统动量守恒,所以3'0mv mv +=，解得1'3v v =-，负号表示v'和v 的方向相反，故B 正确． 4．如下图所示，光滑半圆槽质量为M ，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰好位于槽的边缘处.若将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为 ( )A. 零B. 向右C. 向左D. 不能确定 【答案】 A【解析】对于系统来说，整体的动量守恒，系统的初动量为零，当小球滑到另一边的最高点时，小球和圆槽具有共同的速度，根据总动量守恒可知，此时的速度都为零，所以圆槽的速度为零，所以A 正确，BCD 错误．故选A ． 5．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则（ ） A. 生成的新核与衰变前的原子核质量数相同 B. 生成新核的核电荷数增加C. 生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D. 生成的新核与中微子的动量大小不相等 【答案】 A【解析】轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子（其质量小于电子质量且不带电）．核反应前后质量数和核电荷数守恒，同位素是质子数相同中子数不同的同元素的不同核素；设母核质子数为a 中子数为b ，发生衰变后质子数为a-1，中子数为b+1，质量数仍为a+b ，A 正确；原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，核电荷数减少，B 错误；生成的新核与衰变前的原子核质量数相同，质子数不同中子数不同，所以根据同位素概念判断不是同位素，C 错误；以静止原子核及被俘获电子为系统，系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小等，方向相反，D 错误．6．如图所示是一种弹射装置，弹丸质量为m ，底座质量为3m ，开始时均处于静止状态，当弹簧释放将弹丸以相对地面v 的速度发射出去后，底座的反冲速度大小是（ ）A. 3v /4B. v /4C. v /3D. 0 【答案】 C【解析】在水平方向上，弹丸和底座组成的系统动量守恒，设水平向右为正，由动量守恒可得3'0mv mv +=，得'3vv =-，负号表示速度方向水平向左，故C 正确． 7．如图所示，一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核， α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，则以下判断正确的是（ ）A. 1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B. 1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C. 3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D. 3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹 【答案】 B【解析】由于原来的铀核静止，而衰变前后动量守恒，所以衰变后两粒子的速度方向相反，又知道α粒子和钍核都带的是正电，所以根据左手定则可得轨迹为外切，所以3和4的轨迹错误，根据半径公式mv p r qB qB==，可知电量大的轨道半径小，知1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹，B 正确．8．一自身质量为100千克的小船静止在平静的湖面上,船长为6米,一质量为50千克的人从船尾走到船头,在此过程中船对岸的位移大小为(人行走前人、船均静止,水的阻力不计)（ ） A. 3米 B. 2米 C. 4米 D. 0 【答案】 B【解析】船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行走时，船向右退，人从船头走到船尾时，设船后退的位移大小为x ，则人相对于地面的位移大小为为 L-x ．取人的速度方向为正方向，由动量守恒定律得0=mv-MV ，即有0L x x mM t t --=，解得船后退的位移 506=210050mL x m m M m ⨯==++，故选B. 9．将质量为1.00kg 的模型火箭点火升空，50g 燃烧的燃气以大小为600m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。
高中物理反冲讲解教案
高中物理反冲讲解教案
一、教学目标
1. 了解反冲的概念和物理意义。
2. 掌握计算反冲的方法和公式。
3. 能够应用反冲定律解决与实际生活息息相关的问题。
二、教学内容
1. 反冲的概念及物理意义
2. 反冲的计算方法和公式
3. 反冲定律的应用
三、教学重点和难点
1. 反冲的概念和物理意义。
2. 计算反冲的方法和公式。
四、教学准备
1. 教师准备课件及相关教学素材。
2. 学生准备笔记和书面材料。
五、教学过程
1. 导入（5分钟）
教师通过一个简单的实验或现象引入反冲的概念，让学生了解反冲的起源和物理意义。
2. 理论讲解（15分钟）
教师讲解反冲的定义和计算方法，引导学生理解反冲的物理意义，并讲解相关的公式和定律。
3. 实例演练（20分钟）
教师通过多个实例让学生进行计算和分析，让学生掌握反冲的计算方法和应用技巧。
4. 总结（5分钟）
教师总结本堂课的内容，强调反冲在现实生活中的应用，并鼓励学生多加联系和练习。
五、作业
1. 阅读相关教材，复习本节课的内容。
2. 完成相关的练习题目。
六、板书设计
1. 反冲的概念和物理意义
2. 反冲的计算方法和公式
3. 反冲定律的应用
七、教学反思
本节课通过实验引入，理论讲解，实例演练等多种教学手段，让学生全面了解和掌握反冲的概念及应用。
同时，通过板书设计和作业安排，进一步巩固学生的学习成果，提高学生对反冲的理解和应用能力。
(沪科版)高中物理选修3-5教师用书：第1章 1.3动量守恒定律的案例分析 含解析
学习目标知识脉络1.会用动量守恒定律处理碰撞和爆炸问题．(重点)2．知道反冲运动的概念及反冲运动的一些应用．3．知道反冲运动的原理．(重点)4．掌握应用动量守恒定律解决反冲运动问题．(重点、难点)5．了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素．(难点)用动量守恒分析碰撞和爆炸问题[核心点击]1．碰撞过程的分析在所给条件不足的情况下，碰撞结果有各种可能，但不管哪种结果必须同时满足以下三条：(1)系统动量守恒，即p1＋p2＝p1′＋p2′.(2)系统动能不增加，即Ek1＋Ek2≥E′k1＋E′k2或＋≥＋.(3)符合实际情况，如果碰前两物体同向运动，则后面的物体速度必大于前面物体的速度，即v后＞v前，否则无法实现碰撞．碰撞后，原来在前的物体的速度一定增大，且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度，即v′前≥v′后，否则碰撞没有结束．如果碰前两物体相向运动，则碰后两物体的运动方向不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零．2．碰撞与爆炸的特点(1)碰撞的特点是动量守恒，动能不增加．例如，子弹射入自由木块中；两相对运动物体间的绳子绷紧；物块在放置于光滑水平面上的木板上运动直至相对静止；物体冲上放置于光滑水平面上的斜面直至最高点．这些情景中，系统动量守恒(或某一方向上动量守恒)，动能转化为其他形式的能，末状态两物体相对静止．可应用动量守恒定律，必要时结合能量的转化和守恒定律分析求解．(2)爆炸的特点是动量守恒，其他形式的能转化为动能．同样，在很多情况下相互作用的物体具有类似的特点．例如，光滑水平面上弹簧将两物体弹开；人从车(或船)上跳离；物体从放置于光滑水平面上的斜面上滑下．这些过程与爆炸具有类似的特征，可应用动量守恒定律，必要时结合能量的转化和守恒定律分析求解．1．(多选)如图131所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6 m/s，B 球的速度是－2 m/s，不久A、B两球发生了碰撞(碰撞前后两物体在同一直线上运动)．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果可以实现的是( )图131A．vA′＝－2 m/s，vB′＝6 m/sB．vA′＝2 m/s，vB′＝2 m/sC．vA′＝－3 m/s，vB′＝7 m/sD．vA′＝－6 m/s，vB′＝2 m/s【解析】两球碰撞前后应满足动量守恒定律及碰后两球的动能之和不大于碰前两球的动能之和．即mAvA＋mBvB＝mAvA′＋mBvB′①，mAv＋mBv≥mAvA′2＋mBvB′2②，答案C中满足①式，但不满足②式，答案D中满足②式，但不满足①式，所以C、D选项均错误．【答案】AB2．两物块A、B用轻弹簧相连，质量均为2 kg，初始时弹簧处于原长，A、B两物块都以v＝6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动，质量4 kg的物块C静止在前方，如图132所示．B与C碰撞后二者会粘在一起运动．则在以后的运动中：图132(1)当弹簧的弹性势能最大时，物块A的速度为多大？(2)系统中弹性势能的最大值是多少？【解析】(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大．由A、B、C三者组成的系统动量守恒有(mA＋mB)v＝(mA＋mB＋mC)·vABC，解得vABC＝ m/s＝3 m/s.(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为vBC，则mBv＝(mB＋mC)vBC，vBC＝ m/s＝2 m/s，设物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep，根据能量守恒Ep＝(mB＋mC)v＋mAv2－(mA＋mB＋mC)v＝×(2＋4)×22 J＋×2×62 J－×(2＋2＋4)×32 J＝12 J.【答案】(1)3 m/s(2)12 J3．从某高度自由下落一个质量为M的物体，当物体下落h时，突然炸裂成两块，已知质量为m的一块碎片恰能沿竖直方向回到开始下落的位置，求：(1)刚炸裂时另一块碎片的速度；(2)爆炸过程中有多少化学能转化为碎片的动能？【解析】(1)M下落h时：由动能定理得Mgh＝Mv2，解得v＝2gh爆炸时动量守恒：Mv＝－mv＋(M－m)v′v′＝，方向竖直向下．(2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增加量，即ΔEk＝mv2＋(M－m)v′2－Mv2＝(m－M)v2＋＝.【答案】(1)，方向竖直向下(2)4MmghM－m判断一个碰撞是否发生的三个切入点(1)是否符合动量守恒定律．(2)系统的总动能如何变化，如果增加则碰撞不可能发生．(3)碰撞前后的运动情况是否符合实际情况．反冲现象[先填空]1．定义物体系统的一部分向某方向运动，而其余部分向相反方向运动的现象叫做反冲．2．特点(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．(2)反冲现象中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理．(3)反冲现象中，由于有其它形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增加．[再判断]1．做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反．(√)2．一切反冲现象都是有益的．(×)3．章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．(√)[后思考]1．反冲运动中，内力做功的代数和是否为零？【提示】不为零．反冲运动中，两部分受到的内力做功的代数和为正值．2．两位同学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m时，有一位同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于2 m，跳到岸上绝对没有问题．于是她纵身一跳，结果却掉到了水里(如图133所示)，她为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？图133【提示】这位同学与船组成的系统在不考虑水的阻力的情况下，所受合外力为零，在她跳起前后遵循动量守恒定律．在她向前跳起瞬间，船要向后运动．[核心点击]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的矢量和为零．②内力远大于外力；③系统在某一方向上不受外力或该方向上所受外力之和为零．(3)反冲运动遵循动量守恒定律．2．讨论反冲运动应注意的两个问题(1)速度的反向性对于原来静止的物体，被抛出部分具有速度时，剩余部分的运动方向与被抛出部分必然相反．(2)速度的相对性一般都指对地速度．3．“人船模型”问题(1)定义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)特点①两物体满足动量守恒定律：m11－m22＝0.②运动特点：人动船动，人停船停，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＝＝.③应用此关系时要注意一个问题：即公式1、2和x一般都是相对地面而言的．4．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图134所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是打开阀门________．图134【解析】根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，由0＝m水v水＋m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出，应打开阀门S2.【答案】S25．质量为M的热气球吊筐中有一质量为m的人，共同静止在距地面为h的高空中．现从气球上放下一根质量不计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地面，则软绳至少有多长？【导学号：060920xx】【解析】如图所示，设绳长为L，人沿软绳滑至地面的时间为t，由图可知，L＝x人＋x球．设人下滑的平均速度大小为v人，气球上升的平均速度大小为v球，由动量守恒定律得：0＝Mv球－mv人即0＝M－m，0＝Mx球－mx人又有x人＋x球＝L，x人＝h解以上各式得：L＝h.【答案】h解决“人船模型”应注意两点(1)适用条件：①系统由两个物体组成且相互作用前静止，系统总动量为零；②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向)．(2)画草图：解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移．火箭[核心点击]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．火箭的速度设火箭在Δt时间内喷射燃气的质量为Δm，速度为u，喷气后火箭的质量为m，获得的速度为v，由动量守恒定律：0＝mv＋Δmu，得v ＝－u.即：火箭获得速度取决于燃气喷出速度u及燃气质量与火箭本身质量之比两个因素．3．多级火箭由于受重力的影响，单级火箭达不到发射人造地球卫星所需要的7.9 km/s，实际火箭为多级．多级火箭发射时，较大的第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二级、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度．目前多级火箭一般都是三级火箭，因为三级火箭能达到目前发射人造卫星的需求．6．一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，探测器匀速运动时，其喷气方向为________．【解析】探测器匀速运动时，通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力为零，根据反冲运动的特点可知应竖直向下喷气．【答案】竖直向下7．将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是________．【解析】应用动量守恒定律解决本题，注意火箭模型质量的变化．取向下为正方向，由动量守恒定律可得：0＝mv0－(M－m)v′，故v′＝.【答案】mv0M－m8．一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(相对地面)，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次．求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？【解析】选取整体为研究对象。
人教课标版高中物理选修3-5：《反冲运动 火箭》导学案-新版
《反冲运动
火箭》导学案
(1)经历实验探究，认识反冲运动，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 题的能力； (3)知道火箭的飞行原理和主要用途，了解我国的航空、航天事业的世巨大成就。 【自主学习】 一、反冲 1、一个静止的物体在____________的作用下分裂为两个部分，由动量守恒定律 可知：一部分向某个方向运动，而另一部_______________运动，我们称为反冲。 此时动量守恒定律的表达式可表示为：_______________。 2、反冲现象在生活中有着广泛的应用，比如灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气 式飞机、火箭等，但我们也要____反冲现象存在着弊端，用枪射击时，子弹向 前飞去，由于反冲现象枪身会________，从而影响射击的________。 二、火箭 1、工作原理：火箭的飞行应用了_____的原理，火箭的燃料点燃后燃烧生成的 高温燃气以很大的速度______喷出，火箭由于反冲而向前运动。 2、影响火箭获得速度大小的因素：（1）____________； （2）质量比（火箭______的质量与火箭____________质量之比）； （3）______越大，______越大，火箭最终获得的速度就越大。 3、现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头、人造卫星或宇宙飞船， 即利用火箭作为运运动
4、一只青蛙，蹲在置于水平地面上的长木板一端，并沿板的方向朝另一端跳， 在下列情况下，青蛙一定不能跳过长木板的是 A．木板的上表面光滑而底面粗糙 B．木板的上表面粗糙而底面光滑 C．木板的上下表面都粗糙 D．木板的上下表面都光滑 （ ）
【典型例题】 例一：假设火箭发射前的总质量为 M，燃料燃尽后的质量为 m，火箭燃气对地 的喷射速度为 v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度 v 为多大？