人教版高二物理选修3-5第十六章 动量守恒定律 第五节 反冲运动

人教版高二物理选修3-5第十六章 动量守恒定律 第五节 反冲运动 火箭 学案学生版

第十六章动量守恒定律

第五节反冲运动火箭学案

班别姓名学号

一、自主预习

（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。

二、课堂突破

（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?

1

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2 （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 :m ②。

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 ．m mL

B ．m M mL +

C ．m

M mL - D ．m

M L m M +-)( 三、巩固训练

1．（2017·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．（2017·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m 1的质量要小于剩下的质量m 2才能获得反冲

B ．若抛出质量m 1大于剩下的质量m 2，则m 2的反冲力大于m 1所受的力

C ．反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用

D ．对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律

3．（2017·湖南长沙雅礼中学模拟）（多选）有关实际中的现象，下列说法正确的是（ ）

A ．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度

B ．体操运动员在着地时曲腿是为了减小地面对运动员的作用力

C ．用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响

D ．为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固越好

4．（2017·宁夏育才中学高二月考）步枪的质量为4.1 kg ，子弹的质量为9.6 g ，子弹从枪口飞出时的速度为865 m/s ，则步枪的反冲速度大小约为（ ）

A ．2 m/s

B ．1 m/s

C ．3 m/s

D ．4 m/s

5．（2017西藏自治区拉萨中学高二月考）一静止的质量为M 的原子核，以相对地的速度v 放射出一质量为m

A

B

C D 6．（2017·山西怀仁八中高二期末）如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A 、B 两人分别站在车的两端，