第一章 6 反冲-【金版教程】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案word（教科版2019）

6．反冲 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。 一　反冲现象 1．定义：如果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。这个现象叫作反冲。 2．特点：反冲过程中相互作用力常为变力，且作用力大，一般都满足内力远大于外力，所以可用动量守恒定律来处理。 3．应用：火箭、灌溉喷水器、反击式水轮机等。 二　火箭的发射 1．原理：火箭的发射利用了反冲。火箭燃料舱内的燃料被点燃后，产生急剧膨胀的燃气，舱壁对这部分燃气的作用力使气体从火箭尾部高速喷出，燃气对火箭的反作用力把火箭推向前方。 2．影响火箭最终速度大小的因素 火箭飞行所能达到的最大速度，就是燃料燃尽时获得的最终速度。这个速度主要取决于两个条件：一是向后的喷气速度；二是质量比(火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比)。喷气速度越大，质量比越大，最终速度就越大。 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。(　　) (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。(　　) (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。(　　) (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：(1)√　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。 (3)√　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)√　(5)√ 2．想一想 (1)反冲现象都是有益的吗？ 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。 (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。 探究　反冲现象 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 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。 活动2：气球、章鱼、乌贼运动时的受力特点是什么？ 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。 活动3：气球、章鱼、乌贼运动时应用了什么物理原理？ 提示：动量守恒定律。 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。 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。 例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时，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，则炮弹相对炮管的发射速度v0为(　　) A. B. C. D. v0和v1、v2是同一参考系中的速度吗？ 提示：不是。 [规范解答]　火炮车与炮弹组成的系统动量守恒，以火炮车的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得Mv1＝(M－m)v2＋m(v0＋v2)，解得v0＝，故B正确。