第1章 6. 反 冲-【志鸿优化训练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册笔记(教科版)

☑笔记&必记 量为2的物体几乎不动。如同弹性小球碰到坚硬光滑的地面原速反弹。 5.爆炸和碰撞的比较 比较项目 爆炸 碰撞 都是物体间的相互作用突然发生，相互作用的力为变力，作用时间很短，平均 过程特点 作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以可以认为碰撞，爆炸过程中系统 的总动量守恒 相同点 由于碰撞，爆炸过程相互作用的时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般 过程模型 可忽略不计，因此可以把作用过程看作一个理想化过程来处理，即作用后物 体仍从作用前瞬间的位置以新的动量开始 能量情况 都满足能量守恒，总能量保持不变 有其他形式的能转化为动 弹性碰撞时动能不变，非弹性碰撞时动能有损 不同点 动能情况 能，动能会增加 失，动能转化为内能 【典例】 如图所示，在光滑水平面上放置A、B两物体，质量均为m,其中B物体带 有不计质量的弹簧静止在水平面内。A物体以速度。向右运动，并压缩弹簧。求： (1)弹簧压缩量达到最大时A、B两物体的速度A和： (2)弹簧弹性势能的最大值Ep。 【解析】(1)弹簧压缩量达最大时A、B两物体的速度相等，设为u,由动量守恒得=2mw 所以=受，即以=g一受： （2)由动能定理得E,=mw2-名·2m·t-m m%2。 【答案】受空(2)mw 6反冲 1.反冲 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 部分必然向相反方向运动。这个现象叫作反冲。 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动，一般情况下，系统动量守恒，或 系统在某一方向上动量守恒。 (2)物体间发生相互作用时，有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总动能增 加，作用力和反作用力都做正功。 2.反冲原理 反冲运动的基本原理是动量守恒定律，如果系统的一部分获得了某一方向的动量， 系统的其他部分就会在这一方向的反方向上获得同样大小的动量。 8 ·物理 第一章动量与动量守恒定律 3.处理反冲运动应注意的问题 (1)速度的方向 对于原来静止的整体，抛出部分与剩余部分的运动方向必然相反。在列动量守恒方 程时，可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的速度应取负值。 (2)相对速度问题 在反冲运动中，有时遇到的速度是两物体的相对速度。此类问题中应先将相对速度 转换成对地的速度后，再列动量守恒定律方程。 (3)变质量问题 如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此时必须取火 箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程为 研究过程来进行研究。 4.火箭的发射 (1)火箭的发射利用了反冲，火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。 (2)影响火箭获得速度大小的因素 一是喷漆速度，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比（质量比）。喷气速度 越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。 (3)目前发射卫星采用多级火箭，多级火箭是有几个单机火箭组成的。发射时先点 燃第一集火箭，燃料用完之后空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作。目前的多级火 箭一般都是二级或三级。 【典例】一个宇航员连同装备的总质量为100kg,在距离飞船45m处相对飞船处 于静止状态，他带有一个装有0.5kg氧气的贮氧筒，贮氧筒上有一个可以使氧气相对飞 船以50/s的速度喷出的喷嘴。宇航员必须向着跟返回飞船方向相反的方向释放氧 气，才能回到飞船上，同时又必须保留一部分氧气供他在返回飞船的途中呼吸，已知宇航 员呼吸的耗氧率为2.5×10kg/s。试问瞬间喷出多少氧气，宇航员才能安全返回飞船？ 【解析】已知：M=100kg,s=45m,mo=0.5kg,v=50m/s,Q=2.5×10-4kg/s,设 瞬间喷出氧气的质量为，宇航员刚好安全返回 由动量守恒得U一M=0(气体质量的变化对宇航员质量变化的影响很小，可以忽略) 匀速运动的时间t=三，贮氧筒中氧气的总质量m≥Q1十m 联立解得0.05kg≤m≤0.45kg 【答案】瞬间喷出氧气的质量m满足0.05kg≤m≤0.45kg。 物理· 9