内容正文:
第一章 动量与动量守恒定律
1
6.反冲
2
1.了解反冲的概念及反冲现象的防止和应用。2.理解反冲运动的原理,能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题。3.了解火箭发射的原理,知道影响火箭最终速度大小的因素。
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4
内力
相反
远大于
动量守恒定律
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反冲
反作用力
大
大
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1.判一判
(1)飞船做圆周运动时,若想变轨通常需要向前或向后喷出气体,该过程中飞船与其喷出的气体组成的系统动量守恒。( )
提示:以飞船和喷出的气体所组成的系统为研究对象,内力远大于外部的万有引力,故可认为变轨过程系统动量守恒。
(2)火箭点火后离开地面加速向上运动,是地面对火箭的反作用力作用的结果。( )
提示:火箭点火后离开地面向上运动,是由于火箭燃料燃烧产生高温、高压的燃气,燃气从尾部喷管喷出,对火箭施以反作用力,使火箭加速上升。
√
×
提示
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(3)吹大的气球松手放气时,气球会飞快地向后飞出是反冲现象。( )
提示:气球飞出的原因是气球中的气体从球口喷出,气球由于反冲而向后飞出。
(4)反冲运动中,系统的内力做功,系统的总动量虽然守恒,但系统的动能会发生变化。( )
(5)反冲是系统内力作用的结果,虽然有时系统所受合外力不为零,但由于内力远大于外力,动量近似守恒。( )
√
√
√
提示
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提示
2.想一想
(1)反冲现象都是有益的吗?
(2)假如在月球上建一座飞机场,螺旋桨飞机可以飞行吗?如果不行应怎么办?
提示:不是的。如用枪射击时,枪身的反冲会影响射击的准确性。
提示:不可以。螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的,不能在真空中飞行。若想在真空中飞行,可利用反冲原理。
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10
探究1 反冲现象
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
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提示
活动1:如图甲所示,吹大的气球松开开口后会如何运动?如图乙、丙所示,章鱼、乌贼在水中是怎样游泳的?章鱼如何使得身体向任意方向前进?
提示:气球松开开口后,会向喷气的相反方向运动;章鱼、乌贼先把水吸入体腔,然后用力压水,通过身体前面的孔将水喷出,使身体很快地运动。章鱼能够调整自己的喷水口方向,这样可以使得身体向任意方向前进。
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提示
活动2:气球、章鱼、乌贼运动时的受力特点是什么?
活动3:气球、章鱼、乌贼运动时应用了什么物理原理?
提示:气球及其喷出的气体,章鱼、乌贼及其喷出的水,在内力作用下向相反方向运动,且相互作用的内力远大于外力或在某一方向上内力远大于外力。
提示:动量守恒定律。
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1.反冲的理解
根据动量守恒定律,如果一个静止的系统在内力的作用下分为两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。
2.反冲运动的三个特点
(1)系统的两个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远大于外力或在某一方向上内力远大于外力,所以可以用动量守恒定律或在某一方向上应用动量守恒定律来处理。
(3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的总动能增加。
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3.讨论反冲运动时应注意的两个问题
(1)速度的方向性:对于原来静止的系统,当被抛出部分具有速度时,剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的,两者的运动方向必然相反。在列动量守恒方程时,可规定任意一部分的运动方向为正方向,则反方向运动的这一部分的速度要取负值。
(2)速度的相对性:反冲运动的问题中,有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度,但是动量守恒定律中要求速度是对同一惯性参考系的速度(通常为对地的速度),因此应先将相对速度转换成对地的速度,再列动量守恒定律关系式。
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答案
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v0和v1、v2是同一参考系中的速度吗?
提示:不是。
提示
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规范解答
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规律点拨
反冲运动的特别提醒
(1)外力的存在,不影响系统的动量守恒。
(2)内力做的功往往会改变系统的总动能。
(3)要明确反冲运动对应的过程,弄清对应的初、末状态的速度大小和方向。
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答案
解析
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探究2 火箭的发射
仔细观察下列图片,认