【最新】2018-2019学年高中物理粤教版选修3-5课件：第一章第四节 反冲运动

解析： 由于不计水的阻力， 船和人组成的系统所受合力为零， 动量守恒。设船和人的速率分别为 v 船、v 人，并选船的方向 为正方向可得 M 船 v 船－m 人 v 人＝0， 即 M 船 v 船＝m 人 v 人， 由 M 船＞M 人得 v 船＜v 人；当 v 人＝0 时 v 船＝0，故选项 A、D 对，B、C 错。
mv － 放出一个质量为m的粒子后，剩余部分的速度为 M－m 。
反冲运动
1．定义 当原来静止或运动的物体向某一方向射出 (或抛出 )它 的一部分时，这个物体的剩余部分将向相反方向运动，这 种运动叫反冲运动。 2．反冲运动的特点 (1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。 (2)反冲运动和碰撞、爆炸相似，相互作用力一般很大， 可以用动量守恒定律来处理。
方向为正方向，则由动量守恒定律可得： 第一次喷出气体后：mv0－(M－m)v1＝0 mv 0 得v1＝ ，方向与正方向相反。 M－m 第二次喷出气体后：mv2－(M－2m)v＝－(M－m)v1 M 得v2＝( m －2)v－v0。
[答案]
M ( m －2)v－v0
(1)实际遇到的反冲运动问题通常有三种情况： ①系统不受外力或所受外力之和为零，满足动量守恒的 条件，可以用动量守恒定律解决反冲运动问题。 ②系统虽然受到外力作用，但内力远远大于外力，外力 可忽略，也可以用动量守恒定律解决反冲运动问题。 ③系统虽然所受外力之和不为零，系统的动量并不守 恒，但系统在某一方向上不受外力或外力在该方向上的分力 之和为零，则系统的动量在该方向上的分量保持不变。可以 用该方向上动量的守恒解决反冲运动问题。
(1)“人船模型”问题中，两物体的运动特点是： “人”走“船”行、“人”停“船”停。 (2)在求解过程中应讨论的是“人”及“船”的对 地位移。
2．(双选)一只小船静止在水面上，一人从船头向船尾走 去，设M船＞m人，不计水的阻力，则 ( )
A．人在船上行走时，人对地的速度大于船对地的速度 B．人在船上行走时，人对地的速度小于船对地的速度 C．当人停止时，因船的惯性大，所以船要继续后退 D．人和船组成的系统动量守恒，且总动量等于零，所 以人停止船也停止
(2)如果已知条件是物体间的相对速度，注意将物体的 相对速度转化为绝对速度。如果明确了各速度的方向，则 关于相对速率可确定为两种情况：当两者同向时，相对速 率为两者速率之差；两者反向时，相对速率为两者速率之 和。这样可将矢量式转化为标量式。
答案：AD
反冲运动问题
[例1]
在太空中有一枚相对于太空站处于静止质量为M
的火箭，突然喷出质量为m的气体，喷出的速度为v0(相对于 太空站)，紧接着再喷出质量也为m的另一部分气体，此后 火箭获得的速度为v(相对太空站)，火箭第二次喷射的气体 的速度多大(相对于太空站)?
[解析]
火箭与喷出的气体组成的系统动量守恒，设v0的
学之窗
第 一 章 第 四 节 知识点一
师之说
知识点二 考向一 考向二
考之向 梦之旅
第四节
反 冲 运 动
1．反冲运动是指一个物体向某一方向射出(或抛出)它的 一部分时，这个物体的剩余部分向 相反方向 运动的现象。 2．反冲运动和碰撞、爆炸相似，相互作用力一般 很大， 可以用动量 守恒定律 来处理。 3．火箭的燃料点燃后燃烧生成的高温高压燃气以很大的 速度向后喷出，火箭由于 反冲运动 而向前运动。 4．一个静止的质量为M的不稳定原子核，当它以速度v
(1)反冲运动实际上是相互作用的物体之间作用力与反作 用力产生的结果。 (2)反冲运动有利有弊，有利的一方面我们可以应用，比 如，反击式水轮机、喷气式飞机、火箭、农田喷灌、宇航员在 太空行走等；反冲运动不利的地方要尽力去排除，比如，枪、 炮在射击时产生的反冲运动对射击的准确性有影响等。
1．一门旧式大炮，炮身的质量 M＝1000 kg，水平发射 一枚质量是 2.5 kg 的炮弹，如果炮弹从炮口飞出时 的速度是 600 m/s，求炮身后退的速度大小。
(3)反冲运动中常伴有其他形式的能转化为机械能，系统 的总能量增加。 3．求解反冲运动应注意的问题 (1)速度的反向性 对于原来静止的系统，当向某一方向射出(或抛出)它的 一部分时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说，两者运 动方向必然相反。进行计算时，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。
解守恒，设炮弹飞出的方向为正方向，则得： Mv1＋mv2＝0 －mv2 －2.5×600 故v1＝ M ＝ m/s＝－1.5 m/s 1000 负号表示炮后退的方向为炮弹飞出的反方向。
答案：1.5 m/s
“人船模型”问题
1.“人船模型”问题的特征 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。在相互作用的过程中，任 一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。这样的 问题归为“人船模型”问题。 2．处理“人船模型”问题的关键 (1)利用动量守恒，确定两物体速度关系，再确定两 物体通过的位移关系。
由于动量守恒，所以任一时刻系统的总动量为零，动 量守恒式可写成m1v1＝m2v2的形式(v1、v2为两物体的瞬时 速率)，此式表明任意时刻的瞬时速率都与各物体的质量成 反比。所以全过程的平均速度也与质量成反比。进而可得 s1 m 2 两物体的位移大小与各物体的质量成反比。即 ＝ 。 s2 m 1 (2)解题时要画出各物体的位移关系草图，找出各长度 间的关系。
(2)速度的同时性 反冲运动问题中，根据动量守恒定律列出的方程中同 一状态的速度应是同时的。
(3)速度的相对性 反冲运动中，有时遇到的速度是相互作用的两物体间的相 对速度。由于动量守恒定律中要求速度为对同一惯性系的速 度，即对地的速度，因此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。 (4)变质量问题 在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，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。