第1章 第6节 反冲现象 火箭(Word版)-【满分思维·一本通】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册(人教版)
6 反冲现象 火箭
知识点一 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,相互作用的内力一般情况下远大于外力,满足动量守恒定律。
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,一边喷水一边旋转。
(2)防止:用枪射击时,由于枪身的反冲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。
知识点二 火箭
1.工作原理:喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理,它们靠喷出气流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)火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比。
3.分析火箭类问题应注意的三个问题
(1)火箭在运动过程中,随着燃料的燃烧,火箭本身的质量不断减小,故在应用动量守恒定律时,必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象。注意反冲前、后各物体质量的变化。
(2)明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是否为同一参考系,如果不是同一参考系要设法予以转换,一般情况要转换成对地的速度。
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(3)列方程时要注意初、末状态动量的方向。
培优点1 正确处理反冲运动问题
[典例1] 火箭相对地面匀速飞行的速度为v0,某时刻火箭的总质量为M,现火箭发动机向后喷出气体,若每次喷出的气体质量恒为m,相对于火箭的速度大小恒为u,不计空气阻力和地球引力,求第二次气体喷出后火箭的速度为多大。
[思路点拨] (1)题目中的速度u是相对于火箭的,而不是相对于地面的,不能直接代入动量守恒公式。
(2)若喷出第一次气体、第二次气体后火箭速度分别为v1、v2,喷出的气体对地速度分别是v1-u和v2-u。
[解析] 由于火箭相对地面匀速飞行,所以火箭与被喷气体组成的系统所受外力矢量和为零,动量守恒。以v0方向为正方向,设喷出第一次气体、第二次气体后火箭速度分别为v1、v2,应用动量守恒定律,对第一次喷气过程,有
Mv0=(M-m)v1+m(v1-u)
对第二次喷气过程,有
(M-m)v1=(M-2m)v2+m(v2-u)
两式联立解得火箭喷出第二次气体后的速度为
v2=v0++
。
[答案] v0++
|解题通法|
分析变质量反冲运动问题的注意点
(1)要注意质量变化关系和每次发生相互作用引起的动量变化的关系。
(2)要注意题中速度是相对速度还是对地速度。
①如果火箭每次喷出的气体速度是对地速度且恒定,多次喷出气体与一次喷出气体(其质量为多次的总和)是等效的,这样能使解题过程简化。
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