第一章 第6节 反冲现象 火箭-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

第6节　反冲现象　火箭 [学习目标要求]　1.通过实验探究，认识反冲运动，并能举出几个反冲运动的实例。2.通过实例分析，理解反冲运动原理，会应用动量守恒定律解决有关反冲运动的问题。3.通过阅读材料，了解火箭的飞行原理及决定火箭最终速度大小的因素。 　反冲现象 1．定义：大炮发射炮弹时，炮身的后退运动叫作反冲。 2．特点 (1)系统内力很大，外力可忽略。 (2)反冲运动中，通常可以用动量守恒定律来处理。 3．反冲现象的应用及防止 (1)应用：农田、园林的喷灌装置。 (2)防止：用枪射击时把枪身抵在肩部，以减少反冲的影响。 [判一判] (1)反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果。(√) (2)只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析。(×) (3)反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子。(√) 　火箭 1．原理：火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用来获得巨大速度。 2．影响火箭获得速度大小的因素 一是喷气速度，二是火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比。喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大。 [练一练] 运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是(　　) A．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭 B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭 C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭 D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭 解析：B　火箭工作中，动量守恒，当向后喷气时，则火箭受一向前的推力从而使火箭加速，故只有B正确。 学习任务一　反冲运动的理解及应用 [导学探究] 用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管会向前飞出，这种现象就是反冲现象。 (1)反冲运动的物体受力有什么特点？ (2)反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？ 提示：(1)物体的不同部分受相反的作用力，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情况下远大于外力，所以系统的动量守恒；反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的机械能增加。 [思维深化] 1．反冲运动的三个特点 (1)物体的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情况下远大于外力，所以可以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。 2．讨论反冲运动应注意的两点 (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，则反方向的另一部分的速度应取负值。 (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，再应用动量守恒定律列方程。 　如图，反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，水蒸气将橡皮塞水平喷出，小车沿相反方向运动。如果小车运动前的总质量M＝3 kg，水平喷出的橡皮塞的质量m＝0.1 kg。(水蒸气质量忽略不计) (1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v＝2.9 m/s，求小车的反冲速度； (2)若橡皮塞喷出时速度大小不变，方向与水平方向成60°角，求小车的反冲速度。(小车一直在水平方向运动) [思路点拨]　(1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零。 (2)小车和橡皮塞组成的系统在水平方向动量守恒。 解析： (1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零，系统总动量为零。以橡皮塞运动的方向为正方向，根据动量守恒定律，有 mv＋(M－m)v′＝0 解得v′＝－v＝－×2.9 m/s＝－0.1 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞水平运动的方向相反，反冲速度大小是0.1 m/s。 (2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒。以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向，有mvcos 60°＋(M－m)v″＝0 解得v″＝－＝－ m/s＝－0.05 m/s 负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反，反冲速度大小是0.05 m/s。 答案：(1)0.1 m/s，方向与橡皮塞水平运动的方向相反 (2)0.05 m/s，方向与橡皮塞运动的水平分运动方向相反 反冲问题的三点注意 (1)内力的存在，不会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，弄清初、末状态的速度大小和方向的对应关系。 [针对训练] 1．下列运动不属于反冲运动的有(　　) A．乒乓球碰到墙壁后弹回 B．发射炮弹后炮身后退 C．喷气式飞机喷气飞行 D