8.6爆炸和反冲-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲 第8章 动量守恒定律 第8.6 讲 爆炸和反冲 【知识点精讲】 1．反冲运动 (1)反冲：反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产生的效果；反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力，所以反冲运动遵循动量守恒定律；反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的总机械能增加。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。 (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，可以自动改变喷水的方向。 ②防止：用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。2·1·c·n·j·y 2．火箭 (1)火箭的原理 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，决定于火箭的结构和材料。现代火箭的质量比一般小于10。 火箭获得的最终速度 火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v1，如图所示， 在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。 发射前的总动量为0，设燃料燃尽后火箭的飞行速度为v，发射后的总动量为 mv－(M－m)v1(以火箭的速度方向为正方向) 由动量守恒定律，mv－(M－m)v1＝0 解得 v＝(－1)v1 由此可知，燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比 决定。 【来源： o喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。 （3）．多级火箭：能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很高的速度，但火箭的级数不是越多越好，级数越多，构造越复杂，工作的可靠性越差，目前多级火箭一般都是三级火箭。 3．“人船”模型 模型特点 结论：m1x1＝m2x2(m1、m2为相互作用的物体质量，x1、x2为其位移大小) 4.| “爆炸”模型 动量守恒 爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒 动能增加 在爆炸过程中，有其他形式的能量(如化学能)转化为动能 位置不变 爆炸的时间极短，因而作用过程中物体产生的位移很小，可以认为爆炸后各部分仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动 【方法归纳】 爆炸、反冲、人船模型都有其它形式的能量转化为动能，所以爆炸、反冲、人船模型系统的动能都增加。若两个物体之间夹一压缩的弹簧，弹簧把两个物体弹开，类似于爆炸，可迁移相关知识解答。原子核衰变可以等效为反冲模型。 【最新高考题精练】 1. 1. （2022山东物理）我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。从火箭开始运动到点火的过程中（ ） A. 火箭的加速度为零时，动能最大 B. 高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能 C. 高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量 D. 高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量 【参考答案】A 【命题意图】本题考查受力分析、动量定理、能量守恒定律及其相关知识点。 【名师解析】 火箭从发射仓发射出来，受竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力和竖直向上的高压气体的推力作用，且推力大小不断减小，刚开始向上的时候高压气体的推力大于向下的重力和空气阻力之和，故火箭向上做加速度减小的加速运动，当向上的高压气体的推力等于向下的重力和空气阻力之和时，火箭的加速度为零，速度最大，接着向上的高压气体的推力小于向下的重力和空气阻力之和时，火箭接着向上做加速度增大的减速运动，直至速度为零，故当火箭的加速度为零时，速度最大，动能最大，故A正确；根据能量守恒定律，可知高压气体释放的能量转化为火箭的动能、火箭的重力势能和内能，故B错误；根据动量定理，可知合力冲量等于火箭动量的增加量，故C错误；根据功能关系，可知高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量，故D错误。 2.（2021年1月浙江选考）在爆炸实验基地有一发射塔，发射塔正下方的水平地面上安装有声音记录仪。爆炸物自发射塔竖直向上发射，上升到空中最高点时炸裂成质量之比为2:1、初速度均沿水平方向的两个碎块。遥控器引爆瞬间开始计时，在5s末和6s末先后记录到从空气中传来的碎块撞击地面的响声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s，忽略空气阻力。下列说法正确的是 A.两碎块的位移大小之比为1:2 B.爆炸物的