内容正文:
第一章 动量守恒定律
1.6:反冲现象 火箭
一:知识精讲归纳
考点一、反冲现象
1.定义: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,另一部分必然向相反的方向运动的现象.
2.规律:反冲运动中,相互作用力一般较大,满足动量守恒定律.
3.反冲现象的应用及防止
(1)应用:农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时,一边喷水一边旋转.
(2)防止:用枪射击时,由于枪身的反冲会影响射击的准确性,所以用枪射击时要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响.
考点二、火箭
1.工作原理:喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理,它们靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度.
2.决定火箭增加的速度Δv的因素
(1)火箭喷出的燃气相对喷气前火箭的速度.
(2)火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比.
重难点规律归纳:
(1)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.
2.人船模型的特点
(1)两物体满足动量守恒定律:m12=0.
1-m2
(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,即.
=
(2)反冲运动的三个特点
(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动.
(2)反冲运动中,相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力,所以两部分组成的系统动量守恒或在某一方向动量守恒.
(3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的机械能增加.
2.讨论反冲运动应注意的两个问题
(1)速度的方向性:对于原来静止的整体,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就要取负值.
(2)速度的相对性:反冲问题中,若已知相互作用的两物体的相对速度,应先将相对速度转换成相对地面的速度,再列动量守恒方程.
二:考点题型归纳
题型一:反冲的定义理解
1.(2021·浙江湖州·高二期中)下列现象中不属于反冲现象的是( )
A.发射炮弹后炮身后退
B.人用桨向后划水船向前运动
C.火箭向下高速喷射炽热气体时上升
D.章鱼调整喷水方向可以向不同方向运动
2.(2021·江苏南京·高二月考)如图所示,
、
两物体的质量比
,它们原来静止在足够长的平板车
上,
、
间有一根被压缩了的弹簧,地面光滑。当弹簧突然释放后,且已知
、
组成的系统动量守恒。则有( )
A.
、
与
的动摩擦因数相等
B.某一时刻
、
速率之比为3:4
C.最终稳定时小车向右运动
D.
、
、
系统动量不守恒
3.(2021·福建·泉州科技中学高二期中)在光滑水平面上停着一辆平板车,车左端站着一个大人,右端站着一个小孩,此时平板车静止。在大人和小孩交换位置的过程中,平板车的运动情况应该是( )
A.向右运动一段距离,最后静止
B.向左运动一段距离,最后静止
C.一直保持静止
D.上述三种都可能
题型二:火箭喷气问题
4.(2021·安徽·芜湖一中高二期中)火箭是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力使其向前运动的喷气推进装置。某实验火箭,发射前总质量为M,当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后,火箭的速度为( )
A.-
B.
C.-
D.
5.(2021·山东·临沂市兰山区教学研究室高二期中)某一火箭喷气发动机每次喷出
的气体,气体离开发动机喷出时的速度
。设火箭(包括燃料)质量
,发动机每秒喷气20次。以下说法正确的是( )
A.运动第
末,火箭的速度约为
B.运动第
末,火箭的速度约为
C.当发动机第3次喷出气体后,火箭的速度约为
D.当发动机第4次喷出气体后,火箭的速度约为
6.(2021·广东·大埔县田家炳实验中学高二月考)一枚在空中飞行的导弹,质量为M,在某点速度为v,方向水平。导弹在该点突然炸成两块,如图所示,其中质量为m的一块沿着与v相反的方向飞去,速率为v1.爆炸过程的相互作用时间为Δt,忽略该过程中的重力和空气阻力,求:
(1)爆炸后另一块的速率v2;
(2)爆炸过程中另一块对质量为m的一块的平均作用力大小。
题型三:人船模型
7.(2021·湖北·安陆第一高中高二期中)光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为
的斜面体A,斜面体质量为
、底边长为
,如图所示。将一质量为
、可视为质点的滑块
从斜面的顶端由静止释放,滑块
经过时间
刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为
,重力加速度为
,则下列说法中正确的是( )
A.
B.滑块下滑过程中支持力对
的冲量大小为
C.滑块
下滑的过程中A、
组成的系统水平方向动量守恒
D.此过程中斜面体向左滑动的距离为
8.(2021·黑龙江·大庆市东风中学高二期中)如图所示,质量m=60kg的人,站在质量M=240kg