内容正文:
1.6反冲现象 火箭
学习目录
考点一、反冲现象 1
考点二、火箭 2
【巩固练习】 5
知识掌握
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 ,满足
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
(2)防止:用枪射击时,由于枪身的 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.
[例题1] (多选)(2023春•福州期中)在罗源湾海洋世界,有一项表演“海上搏斗”十分精彩。如图所示为表演人员“飞起”时的情景,下列说法正确的是( )
A.装置能向上运动的原理是反冲
B.水对装置的作用力大于装置对水的作用力
C.人向上减速运动时处于失重状态
D.人悬空静止时,水对装置的作用力既不做功也没有冲量
[例题2] (2022秋•宁波期中)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.火箭向下高速喷射炽热气体时上升
C.人用桨向后划水船向前运动
D.章鱼调整喷水方向可以向不同方向运动
[例题3] (多选)(2022春•昌江区校级期中)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屈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
考点二、火箭
1.工作原理:喷气式飞机和火箭的飞行应用了 的原理,它们靠 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 与火箭本身质量之比.
[例题4] (2022秋•北碚区期末)近年,中国航天取得的成就令世人瞩目,如图长征五号运载火箭在文昌航天发射场点火升空。火箭点火后,燃气以很大的速度从火箭喷口喷出,火箭获得推力而上升,以下说法正确的是( )
A.火箭加速上升过程,火箭处于失重状态
B.火箭减速上升过程,火箭处于超重状态
C.火箭加速时,燃气对火箭的推力等于火箭对燃气的推力
D.火箭加速时,燃气对火箭的推力大于火箭对燃气的推力
[例题5] (2021春•东城区校级期中)静止的实验火箭,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.
[例题6] (2023春•红桥区校级期中)某同学自制总质量为M的火箭,现从地面竖直向上发射,火箭在极短的时间内,将质量为m的气体以相对地面为v0的速度竖直向下喷出后,火箭开始做竖直上抛运动。已知重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.火箭受到的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B.气体喷出的过程中,火箭和气体组成的系统机械能守恒
C.火箭获得的最大速度为
D.火箭上升的最大高度为
[例题7] (2022秋•兰山区校级期末)一门旧式大炮如图所示,炮车和炮弹的质量分别为M和m,炮筒与水平地面的夹角为α,炮弹发射瞬间相对于地面的速度为v0。不计炮车与地面的摩擦,则炮车向后反冲的速度大小为( )
A. B.
C. D.
[例题8] (2023春•通州区期中)如图所示,火箭的飞行应用了反冲的原理,靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。设质量为m的火箭由静止发射时,在极短的时间Δt内喷射燃气的质量是Δm,喷出的燃气相对地面的速率是u。
(1)求火箭在喷气后增加的速度Δv;
(2)比冲是用于衡量火箭引擎燃料利用效率的重要参数。所谓“比冲”,是指火箭发动机工作时,在一段时间内对火箭的冲量与这段时间内所消耗燃料的质量的比,数值上等于消耗单位质量的燃料时火箭获得的冲量。假设用F表示喷气过程中火箭获得的向前的推力,用τ表示火箭发动机的比冲,请根据题目信息写出比冲的定义式,并推导该火箭发动机比冲的决定式;
(3)1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时,用宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭(发动机已熄火),如图所示。接触以后,开动飞船尾部的推进器,使飞船和火箭共同加速,推进器的平均推力为F',开动时间为Δt,测出飞船和火箭的速度变化为Δv'。不考虑飞船质量的变化,推导出测得宇宙飞船质量的表达式。
知识深化
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:m11-m22=0.
(2)运动特点:人动船动,人停船停