物理反冲运动火箭知识点
高二物理【反冲现象 火箭】
6.反冲现象火箭学习目标：1.了解反冲运动和反冲运动在生活中的应用．2.能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题．3.知道火箭的飞行原理，了解我国航天技术的发展．一、反冲现象1．定义根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动，这个现象叫作反冲．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．3．公式若系统的初始动量为零，则动量守恒定律的形式变为0＝m1v1＋m2v2，此式表明，做反冲运动的两部分的动量大小相等、方向相反，而它们的速率与质量成反比．利用动量守恒定律解决反冲问题时，速度通常是以地面为参考系的速度，而不是系统内两物体的相对速度．二、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．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)做反冲运动的两部分的动量一定大小相等，方向相反．(√)(2)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．(√)(3)火箭点火后离开地面向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果．(×)(4)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．(√)(5)火箭发射时，火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能．(√)2．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．]3．(多选)2019年春节上映的国产科幻大片《流浪地球》中有这样的情节：为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，即倾全球之力在地球表面建造上万座发动机，推动地球离开太阳系，用2 500年的时间奔往另外一个栖息之地．这个科幻情节中有反冲运动的原理．现实中的下列运动，属于反冲运动的有()A．汽车的运动B．直升机的运动C．火箭的运动D．反击式水轮机的运动CD[汽车的运动利用了汽车的牵引力，不属于反冲运动，故A错误；直升机的运动利用了空气的反作用力，不属于反冲运动，故B错误；火箭的运动是利用喷气的方式获得动力的，属于反冲运动，故C正确；反击式水轮机的运动利用了水的反冲作用而获得动力，属于反冲运动，故D正确．]对反冲运动的理解取一只药瓶或一个一端有孔的蛋壳，在其盖上钻一小孔(瓶盖与瓶子需密封)，再取一块厚泡沫塑料，参照图做成船的样子，并在船上挖一凹坑，以容纳盛酒精的容器(可用金属瓶盖)．用两段铁丝，弯成环状以套住瓶的两端，并将铁丝的端头分别插入船中．将一棉球放入容器中，并倒入少量酒精，在瓶中装入半瓶开水．将船放入水中，点燃酒精棉球后一会儿产生水蒸气，当水蒸气从药瓶盖的孔中喷出时，小船便能勇往直前了．小船向前运动体现了什么物理原理？提示：反冲原理．(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．(2)在反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用动量守恒定律来处理．(3)在反冲运动中，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．反冲运动的应用与防止(1)利用有益的反冲运动反击式水轮机是使水从转轮的叶片中流出，使转轮由于反冲而旋转，从而带动发电机发电；喷气式飞机和火箭都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度．(2)避免有害的反冲运动射击时，子弹向前飞去，枪身向后发生反冲，这就会影响射击准确性等．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．【例1】反冲小车静止放在水平光滑玻璃上，点燃酒精，蒸汽将橡皮塞水平喷出，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.(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，小车的反冲速度又如何(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)以橡皮塞运动的方向为正方向，根据动量守恒定律有m v＋(M－m)v′＝0v′＝－mM－m v＝－0.13－0.1×2.9 m/s＝－0.1 m/s负号表示小车的运动方向与橡皮塞运动的方向相反．(2)以橡皮塞运动的水平分运动方向为正方向，有m v cos 60°＋(M－m)v″＝0v ″＝－m v cos 60°M －m ＝－0.1×2.9×0.53－0.1m/s ＝－0.05 m/s 负号表示小车的运动方向与橡皮塞运动的水平分运动的方向相反．[答案] (1)0.1 m/s ，方向与橡皮塞运动的方向相反(2)0.05 m/s ，方向与橡皮塞运动的水平分运动的方向相反反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为变力，且作用力大，一般都满足内力≫外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理.[跟进训练]1．如图所示，自动火炮连同炮弹的总质量为M ，当炮管水平，火炮车在水平路面上以v 1的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为m 的炮弹后，自动火炮的速度变为v 2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度v 0为( )A.m (v 1－v 2)＋m v 2mB.M (v 1－v 2)mC.M (v 1－v 2)＋2m v 2mD.M (v 1－v 2)－m (v 1－v 2)m B [炮弹相对地的速度为v 0＋v 2.由动量守恒定律得M v 1＝( M －m )v 2＋m (v 0＋v 2)，得v 0＝M (v 1－v 2)m.]火箭以飞船为参考系，设小物体的运动方向为正方向，则小物体的动量的改变量为Δp 1＝Δmu对人和小物体组成的系统，在人抛出小物体的过程中动量守恒，则由动量守恒定律得0＝Δp 1＋Δp 2，则人的动量的改变量为Δp 2＝－Δp 1＝－Δmu .设人的速度的改变量为Δv ，因为Δp 2＝m Δv ，则由以上表达式可知Δv ＝－Δmu m .我国早在宋代就发明了火箭，在箭杆上捆一个前端封闭的火药筒，火药点燃后生成的燃气以很大的速度向后喷出，火箭就会向前运动．请思考：(1)古代火箭的运动是否为反冲运动？(2)火箭飞行利用了怎样的工作原理？提示：(1)火箭的运动是反冲运动．(2)火箭靠向后连续喷射高速气体飞行，利用了反冲原理．应用反冲运动，其反冲过程动量守恒．它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前的速度．2．影响火箭最终速度大小的因素(1)喷气速度：现代火箭发动机的喷气速度约为2 000～5 000 m/s.(2)火箭的质量比：指火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比．现代火箭的质量比一般小于10.喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大．3．火箭喷气属于反冲类问题，是动量守恒定律的重要应用．在火箭运动的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的问题，可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题．【例2】一火箭的喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭的质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次，求当第三次气体喷出后，火箭的速度为多大？思路点拨：火箭喷气属反冲现象，火箭和气体组成的系统动量守恒，运用动量守恒定律求解．[解析]设喷出三次气体后火箭的速度为v3，以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律，得(M－3m)v3－3m v＝0所以v3＝3m vM－3m≈2 m/s.[答案] 2 m/s火箭类反冲问题解题要领1．两部分物体初、末状态的速度的参考系必须是同一参考系，且一般以地面为参考系．2．要特别注意反冲前、后各物体质量的变化．3．列方程时要注意初、末状态动量的方向，一般而言，反冲后两物体的运动方向是相反的．[跟进训练]2．总质量为M的火箭以速度v0飞行，质量为m的燃气相对于火箭以速率u向后喷出，则火箭的速度大小为()A．v0＋muM B．v0－muMC．v0＋mM－m(v0＋u) D．v0＋muM－mA[设喷出气体后火箭的速度大小为v，则燃气的对地速度为(v－u)(取火箭的速度方向为正方向)，由动量守恒定律，得M v0＝(M－m)v＋m(v－u)解得v＝v0＋muM，A项正确．]1．下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲运动原理的是()D[喷灌装置是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，章鱼在水中前行和转向利用了喷出的水的反冲作用，火箭发射是利用喷气的方式而获得动力的，利用了反冲运动，故A、B、C不符合题意；码头边轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，没有利用反冲作用，故D符合题意．]2．质量相等的甲和乙都静止在光滑的水平冰面上．现在，其中一人向另一个人抛出一个篮球，另一人接球后再抛回．如此反复进行几次后，甲和乙最后的速率关系是()A．若甲最先抛球，则一定是v甲>v乙B．若乙最后接球，则一定是v甲>v乙C．只有甲先抛球，乙最后接球，才有v甲>v乙D．无论怎样抛球和接球，都是v甲>v乙B[因甲、乙及篮球组成的系统动量守恒，故最终甲、乙以及篮球的动量之和必为零．根据动量守恒定律有m1v1＝(m2＋m球)v2，因此最终谁接球谁的速度小，故B正确，A、C、D错误．]3．如图所示，装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为θ，则火炮后退的速度大小为(设水平地面光滑) ()A.m 2m 1v 0B.m 2v 0m 1－m 2C.m 2v 0cos θm 1－m 2D.m 2v 0cos θm 1C [炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒，0＝m 2v 0cos θ－(m 1－m 2)v ，得v ＝m 2v 0cos θm 1－m 2，选项C 正确．] 4．(多选)质量为m 的人在质量为M 的小车上从左端走到右端，如图所示，当车与地面摩擦不计时，那么( )A ．人在车上行走，若人相对车突然停止，则车也突然停止B ．人在车上行走的平均速度越大，则车在地面上移动的距离也越大C ．人在车上行走的平均速度越小，则车在地面上移动的距离就越大D ．不管人以什么样的平均速度行走，车在地面上移动的距离相同 AD [由于地面光滑，则人与车组成的系统动量守恒得：m v 人＝M v 车，可知A 正确；设车长为L ，由m (L －x 车)＝Mx 车得，x 车＝m M ＋mL ，车在地面上移动的位移大小与人的平均速度大小无关，故D 正确，B 、C 均错误．]。
高中物理《反冲现象火箭》微课精讲+知识点+教案课件+习题
知识点：反冲现象系统在内力作用下，当一部分向某一方向的动量发生变化时，剩余部分沿相反方向的动量发生同样大小变化的现象。
火箭等都是利用反冲运动的实例.若系统由两部分组成，且相互作用前总动量为零。
一般为物体分离则有 0=mv+(M-m)v\\\\\\\\\' ， M是火箭箭体质量，m是燃气改变量。
(参考系的选择是箭体) 例如:火箭、水轮机或灌溉喷水器等。
火箭喷气式飞机(不属于反冲运动)和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
现代的喷气式飞机，靠连续不断地向后喷出气体，飞行速度能够超过l000m/s。
质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。
由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。
根据动量守恒定律，火箭原来的动量为零，喷气后火箭与燃气的总动量仍然应该是零，即mΔv+Δmu=0 解出Δv= -Δmu/m(1)(1)式表明，火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度越大。
现代火箭喷气的速度在2000~4000 m/s，近期内难以大幅度提高，因此要在减轻火箭本身质量上面下功夫。
火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比叫做火箭的质量比，这个参数一般小于10，否则火箭结构的强度就成了问题。
但是，这样的火箭还是达不到发射人造地球卫星的7.9 km/s的速度。
为了解决这个问题，苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出了多级火箭的概念。
把火箭一级一级地接在一起，第一级燃料用完之后就把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作，这样一级一级地连起来，理论上火箭的速度可以提得很高。
但是实际应用中一般不会超过四级，因为级数太多时，连接机构和控制机构的质量会增加得很多，工作的可靠性也会降低。
练习：课件：教案：【教学目标】一、知识与技能1．理解反冲运动概念及其特点，理解反冲运动的物理实质。
2．能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。
反冲运动火箭教师助手
学校课堂
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2．反冲运动遵循的规律．
反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所
受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所
以系统的总动量是守恒的． 3．反冲运动的应用实例．
(1)利用有益的反冲运动．
反击式水轮机是使水从转轮的叶片中流出，使转轮
由于反冲而旋转，从而带动发电机发电．
喷气式飞机是靠喷出的气流的反冲作用而获得巨大
学校课堂
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【典例 1】 如图所示，自行
火炮连同炮弹的总质量为 M，当炮 管水平，火炮车在水平路面上以 v1 的速度向右匀速行驶中，发射一枚质量为 m 的炮弹后， 自行火炮的速度变为 v2，仍向右行驶．则炮弹相对炮筒 的发射速度 v0 为( )
A.m（v1－vm2）＋mv2 B.M（vm1－v2） C.M（v1－vm2）＋2mv2 D.M（v1－v2）－m m（v1－v2）
②x 人＝ M L，x 船＝ m L，即 x 人、x 船大小与
M＋m
M＋m
人运动时间和运动状态无关． ③由上面可得xx人船＝Mm，人、船的位移(在系统满足动
量守恒的方向上的位移)与质量成反比．
学校课堂
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载人气球静止于高 h 的空中，气球的质量为 M，人 的质量为 m，若人沿绳梯滑至地面，则绳梯至少为多长？
学校课堂
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物理模型——“人船模型”及其应用
【典例】如图所示，长为 l，质量为 m
的小船停在静水中，一个质量为 m′的人站 在船头，若不计水的阻力，当人从船头走到 船尾的过程中，小船对地的位移是多少？
思路点拨：人船平均动量的矢量和为零，用位移替代
平均速度，建立位移关系求解．
学校课堂
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解析：人和小船组成的系统在水平方向不受外力，动 量守恒．假设某一时刻小船和人对地的速度分别为 v1、 v2，由于原来处于静止状态，因此
16.5反冲运动 火箭
1、原理 2、变式
1、火箭 2、Biblioteka 轮发电机mv2－Mv1=0
在人从船头走到船尾的过程中每一时刻系统的动量均守恒： 故 mv2t－Mv1t=0, 即ms2－Ms1=0, 而s1+s2=L, 所以
m M s1 L , s2 L M m M m
专题：人船模型
变式1：质量为M的气球下挂着长为L的绳梯，一质量 为m的人站在绳梯的下端，人和气球静止在空中，现 人从绳梯的下端往上爬到顶端时，人和气球相对于地 面移动的距离？
2．决定火箭最终飞行速度的因素
质量比
谢谢
专题：人船模型
例1：如图所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，一 个质量为m的人站在船头，若不计水的阻力，当人从船头 走到船尾的过程中，船和人对地面的位移各是多少？
S2 解：当人从船头走到船尾的过程中, 人和船组成的系统在水平方向上不受 力的作用,故系统水平方向动量守 恒,设某时刻人对地的速度为v2,船对地的速度为v1,则 S1
§16.5 反冲运动 火箭
反冲运动 火箭
接下来就是：
见证奇迹的 时刻。。。
反冲运动 火箭
实验一
气球下落
一只没有充气的气球，松开手观察气球 的运动情况。
实验二
气球上升
给气球内吹足气，然后松开手观察气 球的运动情况。
反冲运动 火箭
气球为什么能上升呢？
F1F2等大反向 属于内 力
因此符合动量守恒定 律条件
专题：人船模型
分析：由于开始人和气球组成的 系统静止在空中，竖直方向系统 所受外力之和为零，即系统竖直 方向系统总动量守恒。得： mx=My x+y=L ⑴ ⑵
由(1)、(2)可知：
M x L M m
第五节 反冲运动 火箭
核心要点突破 二、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．反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以 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变为机械 能，所以系统的总动能增加． (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．
【解析】 以太空站为参照物，设第一次喷出气体 后火箭的速度为 v1.由动量守恒定律，有(M－m)v1 ＋mv＝0，则 v1＝－mv/(M－m)．设第二次喷出气 体后，火箭的速度为 v2，则(M－m)v1＝(M－2m)v2 2mv ＋mv，v2＝－ .t s 末火箭共喷出 nt 次气体， M－2m mvnt 同理可得 vt＝ . M－nmt
例2
解析：选D.在A选项中炮弹的速度u是相对炮艇的，而v′ 和v都是相对地面的，它们不相对同一参考系，所以A项
错；B项中虽想将炮弹的速度转化为对地的速度，但由于
没有注意到相对速度是指一个物体相对另一物体在同一 时刻的速度，在转化参考系时用了相互作用前炮艇的速 度，炮弹的发出是在炮弹与炮艇相互作用后，所以B项错 误；C项中将炮弹速度转化为以地面为参考系时，在炮艇
课堂互动讲练
类型一 基本反冲现象
一人静止于完全光滑的冰面上现欲 离开冰面，下列可行的方法为（ D ）
例1
A.向后踢腿 B.手臂向后甩
C.在冰面上滚动
D.脱下外衣水平抛出
课堂互动讲练
类型二 反冲运动原理的应用 一炮艇总质量为M，以速度v0匀速行驶，从艇 上以相对艇的速度u水平地沿前进方向射出一质量为m 的炮弹．不计水的阻力，则发炮后艇的速度v′满足 下列各式中的哪一个( ) A．(M－m)v′＋mu＝Mv0 B．(M－m)v′＋m(u＋v0)＝Mv0 C．(M－m)v′＋m(u－v′)＝Mv0 D．(M－m)v′＋m(u＋v′)＝Mv0
反冲运动、火箭
mV0 5 * 450 V= = = 5m / s 450 M
研究性学习《制作水火箭》 研究性学习《制作水火箭》
第五节
反冲运动 火箭
第五节
一、反冲运动
反冲运动 火箭
1、定义：静止或运动的物体分离出一部分物体，使另一 、定义：静止或运动的物体分离出一部分物体， 部分向相反方向运动的现象叫反冲 2、反冲运动中系统受外力和不一定为 ，但是内力远大于 、反冲运动中系统受外力和不一定为0， 外力， 外力，遵循动量守恒定律 3、反冲的防止： 、反冲的防止： 手枪、步枪、 手枪、步枪、大炮
第五节
反冲运动 火箭
例、水平方向射击的大炮，炮身重450kg，炮弹重 水平方向射击的大炮，炮身重 ，炮弹重5kg，炮 ， 弹射击的速度为450m/s，射击后炮身后退的速度为多大？ 弹射击的速度为 ，射击后炮身后退的速度为多大？ 解：在发射过程中，内力远大于外力，系统动量守恒。 在发射过程中，内力远大于外力，系统动量守恒。 设炮弹速度方向为正方向 发射前总动量为0； 发射前总动量为 ； 发射后的总动量为： 发射后的总动量为：mV0—MV 由动量守恒得： 由动量守恒得：0= mV0—MV
正 方 向
M −m M V = V0 = ( − 1)V0 m m V0
质量
影响火箭飞行速度的因素主要有两个， 影响火箭飞行速度的因素主要有两个，一是燃气 喷射的速度，二是火箭的质量比 质量比（ 喷射的速度，二是火箭的质量比（即火箭开始飞 行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。 ）。提高喷 行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）。提高喷 气速度，就要使用高质量的燃料， 气速度，就要使用高质量的燃料， 目前常用的液 体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。 体燃料是液氢，用液氧做氧化剂。 目前的技术条 件下，火箭的质量比在6-10 左右，要发射人造卫 左右， 件下，火箭的质量比在 不能达到所需的速度， 星，用一级火箭还 不能达到所需的速度，必须用 多级火箭。 多级火箭。
反冲现象 火箭知识点总结
反冲现象火箭知识点总结一、火箭的基本原理1. 火箭的发射原理火箭的发射原理是利用燃料的燃烧产生高温高压气体，通过喷射产生推力，从而推动火箭向前飞行。
火箭推进剂一般包括燃料和氧化剂，燃烧产生的气体经喷嘴喷出，产生反作用力推动火箭本体向前飞行。
2. 火箭的推进原理火箭的推进原理是利用牛顿第三定律，即每个作用力都有一个相互作用力，火箭喷射产生的推力会产生反作用力作用在火箭自身，推动火箭向前飞行。
这就是反冲现象的基本原理。
二、反冲现象的影响1. 运动方向反冲现象会使火箭受到向相反方向的推力，从而产生相反的运动方向。
这意味着在火箭发射时，火箭本身会受到向后的推力，产生向相反方向的运动。
2. 稳定性反冲现象可能会影响火箭的稳定性，特别是在火箭发射初期，反冲现象会对火箭本身产生影响，需要通过合理的设计和控制来保证火箭的稳定飞行。
3. 飞行路径火箭的飞行路径受到反冲现象的影响，特别是在发射初期，需要通过精确的计算和控制来调整火箭的飞行路径，以确保火箭的飞行轨迹符合预期。
三、控制反冲现象的方法1. 设计优化通过合理的设计优化火箭的结构和喷射系统，可以减小反冲现象对火箭的影响，提高火箭的飞行效率和稳定性。
2. 控制系统采用先进的控制系统和反馈控制技术，可以有效地控制反冲现象对火箭的影响，确保火箭的稳定飞行。
3. 航天技术通过不断发展航天技术，包括新材料、新技术和新理论的研究，可以提高火箭的性能和减小反冲现象的影响。
四、反冲现象在火箭技术中的应用1. 推力控制在火箭的发射中需要对火箭的推力进行精确控制，以确保火箭的顺利发射和飞行。
反冲现象对火箭的推力产生影响，需要通过合理的控制手段来实现推力的精确调整。
2. 飞行轨迹火箭的飞行轨迹受到反冲现象的影响，特别是在发射初期，需要通过精确的计算和控制来调整火箭的飞行路径，以确保火箭的飞行轨迹符合预期。
3. 空间探索反冲现象的控制对于空间探索尤为重要，特别是对于深空探测和星际飞行任务，需要通过对反冲现象的深入研究和控制，以确保飞行器的顺利发射和飞行。
16.5 反冲运动 火箭
共同决定。要提高喷气速度，就要使用高质量的燃料， 目前
三级火箭
( M m ) 1 M ( 1) 1 m m
多级火箭由单级 火箭组成，发射时先 点燃第一级火箭，燃 料用完以后，空壳自 动脱落，然后下一级 火箭开始工作。
火 箭 发 射多 级 分 离：
敢上九天揽月
东方红一号：1970年4月24日21:35
课 堂 小 结 ：
反 冲 运 动 火 箭
反 冲 运 动
1. 定义：反方向运动 2. 原理：动量守恒定律 3. 常见反冲运动：火箭、喷气式飞机等
1. 发展：从宋代开始 火 箭 2. 原理：动量守恒定律 3. 速度 ①喷气速度 ʋ
M ②质量比 m
水火箭的发射：
水火箭的制作：
我国三大“航天城”：
3.西昌卫星发射中心：
地处四川省凉山彝族自治州境内，始建于1970年，是我国现代 化的卫星发射试验基地，在国际上享有极高的盛誉，号称“东方休 斯敦”(休斯敦是美国的航天城)。1984年，首次执行发射地球同步 卫星的任务。该中心的工作重点是：以“长征三号”、“长二捆” 为运载工具，发射通信卫星、广播卫星和气象卫星。迄今为止，西 昌这个航天城已经把近二十颗中、外卫星送上了太空，我国制造的 长征系列火箭，正是从这里打开了一个“天窗”。
我国三大“航天城”：
2.太原卫星发射中心：
地处太原盆地，始建于1966年初，是相当理想的极轨卫星发射 基地，被誉为我国“气象卫星的故乡”。1988年9月7日，该中心首 次用长征四号运载火箭发射了我国第一颗太阳同步轨道卫星，使我 国成为世界上能够独立发射气象卫星的国家之一，1990年9月3日， 它又将我国第二颗气象卫星“风云1号”和搭载大气探测气球卫 星——“大气1号”送入了预定的太阳同步轨道。
《反冲现象 火箭》 知识清单
《反冲现象火箭》知识清单一、反冲现象1、定义反冲现象是指在一个系统中，当一部分物体向某一方向运动时，剩余部分会向相反方向运动的现象。
这种现象在日常生活和自然界中十分常见。
2、原理反冲现象基于动量守恒定律。
系统在没有外力作用或者外力的合力为零的情况下，系统的总动量保持不变。
当一部分物体的动量发生改变时，另一部分物体的动量必然会发生反向的改变，以保持系统总动量的守恒。
3、实例（1）喷气式飞机：飞机通过向后喷射高速气体，从而获得向前的推力。
（2）火箭发射：火箭燃料燃烧产生的高温高压气体高速向后喷出，使火箭获得向上的动力。
（3）章鱼的运动：章鱼通过迅速将水从体腔内喷出，从而实现身体的快速移动。
4、反冲现象中的能量转化在反冲过程中，往往伴随着能量的转化。
例如，火箭燃料的化学能转化为燃气的内能和动能，燃气向后喷出时的动能又转化为火箭的机械能，从而使火箭获得速度和高度。
二、火箭1、火箭的定义与分类火箭是一种依靠火箭发动机产生的推力向前飞行的飞行器。
根据用途，火箭可以分为运载火箭、探空火箭、导弹等；根据燃料类型，可分为液体燃料火箭、固体燃料火箭和固液混合燃料火箭。
2、火箭的工作原理火箭发动机工作时，燃料在燃烧室中燃烧，产生大量高温高压气体。
这些气体迅速膨胀并从火箭尾部的喷管高速喷出，根据动量守恒定律，火箭会获得向前的反作用力，从而推动火箭前进。
3、火箭的结构（1）箭体：包括头部、中部和尾部，用于承载有效载荷、燃料和各种设备。
（2）推进系统：由发动机、燃料储存箱和输送系统组成，提供火箭飞行所需的动力。
（3）控制系统：负责控制火箭的飞行姿态、轨道和速度。
（4）有效载荷：如卫星、探测器、载人飞船等。
4、液体燃料火箭（1）优点：推力大、可调节、比冲高（单位质量燃料产生的冲量）。
（2）缺点：结构复杂、燃料储存和输送要求高。
5、固体燃料火箭（1）优点：结构简单、可靠性高、响应迅速。
（2）缺点：推力不易调节、比冲相对较低。
6、火箭的发射过程（1）点火：点燃火箭发动机，使燃料开始燃烧。
16.5 反冲运动 火箭
mL1 cos x环 M m
如图所示，AB为一光滑水平横杆，杆上套一质量为M的小圆环， 环上系一长为L质量不计的细绳，绳的另一端拴一质量为m的小 球，现将绳拉直，且与AB平行，由静止释放小球，则当线绳与 AB成θ角时，圆环移动的距离是多少？
水平方向动量守恒，设圆环速度为正 M v1 m v 2 0 即 M x 环 m x 球 0 x 环 x 球 L cos L
` x
巩固应用
质量为m1的热气球吊筐中有一质量为m2的人，共同静止在距地 面为h的高空中，现从气球上放下一根质量不计的软绳，为使此 人沿软绳能安全滑到地面，求软绳至少有多长
设向下为正方向 0 m 2 v 2 m1 v1 即 0 m 2 x 2 m1 x1 l h x气
巩固应用
解题要点 取人的走向为正方向 ⑴ 分析题意看是否符合人船模型 根据动量守恒定律 0= m人v人 - M船v船（平均动量） ⑵ 画出初末状态图，找出各自对地的 位移 设走完时间为 t 则0= m人v人t - M船v船t
⑶用
m1s1=m s2 列方程 即2m 人S人=M船S船
s1+s2=l S +S =L 人 船
V M m M V0 ( 1 )V0 m m
火箭的质量比： 喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大
反冲运动的应用
一个宇航员连同装备总质量M=100kg，与飞船相距d=45m，且 与飞船保持相对静止．宇航员所带的贮氧筒中还剩有m0=0.5kg 的氧气，氧气以v=50m/s速度相对宇航员喷出．返回时释放氧气， 还要留一部分氧气供返回途中呼吸，已知宇航员的耗氧率为 k=2.5×10-4kg/s．若返回时瞬间释放0.15Kg的氧气，能安全回到 飞船吗？
16.5反冲运动 火箭
火箭结构 主要由壳体和燃料两大部 分组成.火箭燃料燃烧时， 从尾部喷出的气体具有很 大的动量，根据动量守恒 定律，火箭获得等大反向 的动量，因而发生连续的 反冲现象，随着推进剂的 消耗，火箭的质量逐渐减 小，加速度不断增大，当 推进剂燃尽时，火箭即以 获得的速度沿着预定的空 间轨道飞行．
运载火箭一般采用液体推进剂，第一、二级 多用液氧、煤油或四氧化二氮、偏二甲肼。末级 用液氧、液氢高能推进，称为低温液体火箭，技 术比较复杂，目前只有美国、俄斯、法国、中国 和日本等少数几个国家掌握低温液体火箭技术
2
h=20m
2. 下图为一空间探测器示意图，1，2，3，4，是四个喷气 发动机，1，3，的连线与空间空间固定坐标系的轴平行， 2，4，的连线与轴平行，每台发动机开动时，都能向探测 器提供推力，但不会使探测器转动，开始时，探测器以恒 定的速率v向正x方向飞行，要使探测器该为向正x偏负 y60°的方向以原来的速率v平动，则可（ ） A. 先开动1,适当时间，再开动4,适当时间 B. 先开动3,适当时间，再开动2,适当时间 C. 开动4,适当时间 D. 先开动3,适当时间，再开动4,适当时间
（C）后退0.75m
（D）一直匀速后退
5.一只小船停止在湖面上，一个人从小船的一端 走到另一端，不计水的阻力，下列说法正确的是 （ ） A．人在船上行走时，人对船的冲量比船对人的 冲量小，所以人走得快，船后退得慢． B．人在船上行走时，人和船的动量等值反向， 由于人的质量较小，所以人走得快，船后退得 慢． C．当人停止走动时，因船的惯性大，所以船将 继续后退． D．当人停止走动时，因总动量守恒，所以船将 停止后退．
喷气速度
质量比
人船模型
m人S人=M船S船 S人+S船=L
五、反冲运动 火箭
长征2号捆绑式火箭的发射
西 昌 卫 星 发 射 中 心 发 射 卫 星
（左图）美国大力 神运载火箭系列， 1964年首次发射。 （右图）欧洲11国 欧空局研制阿里安 火箭系列运载火箭， 1997年进行了首次 发射。
（右图）俄罗斯质 子号系列于1968年 11月16日首次发射， 它是世界上第一种 用于发射空间站的 运载火箭。
Mv A、 m
mv B、 M m
M m C、 v m
M m D、 v m
• 例3．
• 机关枪重8kg，射出的子弹质量 为 20 克 ， 若 子 弹 的 出 口 速 度 是 1000m/s，则机枪的后退速度是多00 m / s 2.5m / s 8
3．反冲运动的应用：火箭、喷气式飞机反击或 水轮机、灌溉喷水器等．
枪械、火炮发 射时会产生巨大的 后坐力，影响连续 发射的精确度，因 此枪托在狙击步枪，履带、止退犁在自动火 炮中得到了广泛应用。
止 退 犁
二、火箭
1．火箭：现代火箭是 指一种靠喷射高温高 压燃气获得反作用力 向前推进的飞行器．
2．火箭的工作原理： 动量守恒定律．
五、反冲运动 火箭
一、反冲
1．反冲运动：
物体通过分离出一部分物体，使另一部分向相 反方向运动的现象，叫做反冲运动． 被分离的一部分物体可以是高速喷射出的液 体、气体，也可以是被弹出的固体．
2．反冲运动的特点：
反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为 变力，且作用力大，一般都满足内力>>外力，所以反冲运 动可用动量守恒定律来处理． ① 反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物 体间的相对速度，这时应先将相对速度转换成对地的速 度后，再列动量守恒的方程． ② 在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如火箭在运 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时间内喷出的所有 气体为研究对象，以相互作用的整个过程来进行研究．
物理反冲运动火箭知识点
物理反冲运动火箭知识点反冲运动概念根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。
这个现象叫做反冲。
反冲运动中，物体受到的反冲作用通常叫做反冲力。
反冲运动原理1、系统不受外力或受外力的矢量和为零2、相互作用的时间极短,相互作用的内力远大于外力,如碰撞或爆炸瞬间,外力可忽略不计,可以看作系统的动量守恒。
3、系统某一方向上不受外力或受外力的矢量和为零;或外力远小于内力,则该方向上动量守恒(分动量守恒)。
4、在某些实际问题中,一个系统所受外力和不为零,内力也不是远大于外力,但外力在某个方向上的投影为零,那么在该方向上可以说满足动量守恒的条件。
反冲运动应用喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
现代的喷气式飞机，靠连续不断地向后喷出气体，飞行速度能够超过l000m/s。
质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止。
由于没有力的'作用，他与飞船总保持相对静止的状态。
根据动量守恒定律，火箭原来的动量为零，喷气后火箭与燃气的总动量仍然应该是零，即mv+mu=0 解出v= -mu/m(1)式表明，火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度越大。
现代火箭喷气的速度在2000～4000 m/s，近期内难以大幅度提高，因此要在减轻火箭本身质量上面下功夫。
火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比叫做火箭的质量比，这个参数一般小于10，否则火箭结构的强度就成了问题。
但是，这样的火箭还是达不到发射人造地球卫星的7.9km/s的速度。
为了解决这个问题，苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出了多级火箭的概念。
把火箭一级一级地接在一起，第一级燃料用完之后就把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作，这样一级一级地连起来，理论上火箭的速度可以提得很高。
但是实际应用中一般不会超过四级，因为级数太多时，连接机构和控制机构的质量会增加得很多，工作的可靠性也会降低。
高中物理第十六章反冲运动火箭教材梳理素材新人教选修
5 反冲运动 火箭疱丁巧解牛知识·巧学一、反冲运动1.定义：原来静止的系统，当其中一部分运动时，另一部分向相反方向的运动，就叫做反冲运动.2.反冲原理：反冲运动是系统内力作用的结果，虽然有时系统所受的合外力不为零，但由于系统内力远远大于外力，所以系统的总动量守恒，此外，如系统所受外力的合力不为零，但在某一方向上不受外力或在该方向上所受外力的合力为零，则在该方向上的动量(即总动量在该方向上的分量)是守恒的.深化升华 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，系统的剩余部分就会在这一方向的相反方向上获得同样大小的动量.3.表达式：若系统的初始动量为零，动量守恒定律的表达式为：0=m 1v 1′+m 2v 2′误区提示 应用动量守恒定律分析反冲运动的有关特性时，必须注意的问题:(1)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.做数值计算时，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.(2)把物体的一部分抛出和剩余部分产生反冲都需要经历一个过程，直到部分物体离开整体瞬间，两者速度达到最大，才形成相对速度.因此，若题中已知抛掷物体的速度是相对于剩余部分而言，应理解为相对于“抛出”这一瞬间.4.减小反冲的影响实际中常常需要减小反冲的影响.例如：用步枪射击时，要用枪身抵在肩上.5.反冲有广泛的应用如：灌溉喷水器，因反冲而旋转，自动改变喷水的方向.喷气式飞机和火箭飞行应用了反冲的原理，它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的.现代的喷气式飞机靠连续不断地向后喷出气体，飞行速度能够超过1 000 m/s.二、火箭1.概念：火箭是一种靠喷射高温高压燃气获得反作用力向前推进的飞行器.2.箭的工作原理：火箭是靠喷出气流的反冲作用而获取速度的.3.火箭向前飞行所能达到的最大速度的决定因素：一是喷气速度；一是质量比.喷气速度越大，质量比越大，火箭的最终速度越大.深化升华 火箭向前飞行所能达到的最大速度，一般来说也就是燃料燃尽时火箭的速度.典题·热题知识点一 反冲运动例1 一火箭喷气发动机每次喷出m=200 g 的气体，气体离开发动机喷出时的速度v=1 000 m/s ，设火箭质量M=300 kg ，发动机每秒喷气20次.(1)当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？(2)运动第1 s 末，火箭的速度多大？解析：火箭喷气属反冲现象，火箭和气体系统动量守恒，运用动量守恒定律求解：喷出气体运动方向与火箭运动方向相反，系统动量可认为守恒.第一次气体喷出后，火箭速度为v 1(M-m)v 1-mv=0所以v 1=mM mv 第二次气体喷出后，火箭速度为v 2，有(M-2m)v 2-mv=(M-m)v 1所以v 2=m M mv 22-. 第三次气体喷出后，火箭速度为v 3，有(M-3m)v 3-mv=(M-2m)v 2所以v 3=m M mv 33-=0.23-300000 10.23⨯⨯⨯ m/s=2 m/s. 依次类推，第n 次气体喷出后，火箭速度为v n ，有(M-nm)v n -mv=[M-(n-1)m]v n-1所以v n =nmM nmv -. 因为每秒喷气20次，所以1 s 末火箭速度为v 20=m M mv 2020-=0.220-300000 10.220⨯⨯⨯ m/s=13.5 m/s. 方法归纳 (1)火箭是反冲运动的重要应用，是发射人造天体的运载工具.在喷气过程中，由于气体与火箭之间的相互作用力(内力)远大于火箭的重力及空气阻力(外力)，故可近似认为动量守恒，实际上，两次喷气之间的时间间隔(即停止喷气的时间)内，系统的动量是不守恒的，该题描述的是利用近似处理法得到的理想化模型.(2)这里应用了从特殊到一般的归纳推理，这种方法在解决重复性运动过程的问题时非常有效. 巧解提示 本题也可这样解(整体法)，整体选取研究对象，利用动量守恒定律求解①设喷出三次气体后火箭的速度为v 3，以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律有： (M-3m)v 3-3mv=0所以v 3=mM mv 33-=2 m/s. ②以火箭和喷出的20次气体为研究对象(M-20m)v 20-20mv=0所以v 20=mM mv 2020-=13.5 m/s. 知识点二 人船模型例2 如图16-5-1所示，长为Ｌ、质量为Ｍ的小船停在静水中，质量为ｍ的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，求船和人对地面的位移各为多少？图16-5-1解析：以人和船组成的系统为研究对象，在人由船头走到船尾的过程中，系统在水平方向不受外力作用，所以整个系统在水平方向动量守恒.当人起步加速前进时，船同时向后做加速运动；人匀速运动，则船匀速运动；当人停下来时，船也停下来.设某时刻人对地的速度为v 人，船对地的速度为v 船，取人行进的方向为正方向，根据动量守恒定律有：m 人v 人-m 船v 船=0即v 船:v 人=v 人: m 船.因为人由船头走到船尾的过程中，每一时刻都满足动量守恒定律，所以每一时刻人的速度与船的速度之比，都与它们的质量之比成反比.因此人由船头走到船尾的过程中，人的平均速度与船的平均速度也与它们的质量成反比.而人的位移s 人= v 人t ，船的位移s 船= v 船t ，所以船的位移与人的位移也与它们的质量成反比，即s 船: s 人=m 人: m 船①①式是“人船模型”的位移与质量的关系，此式的适用条件：原来处于静止状态的系统，在系统发生相对运动的过程中，某一个方向的动量守恒.由图中可以看出：s 船+s 人=Ｌ②由①②两式解得s 人=船人船m m m +L ，s 船=船人人m m m +L巧妙变式 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其质量的反比；任意段时间内，两个物体通过的对地位移大小之比也等于质量的反比.例3 气球质量为200 kg ，载有质量为50 kg 的人，静止在空中距地面20 m 高的地方，如图16-5-2所示，气球下方悬根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这根绳长至少为多少米？(不计人的高度)图16-5-2解析：因为初始时气球与人共同静止在空中，说明系统所受重力与空气浮力平衡，当人沿绳子下滑时，系统动量守恒.设某一时刻人的对地速度大小为v ，此时刻人的对地速度大小为v′，则由系统动量守恒得mv-Mv′=0.设在人安全到达地面的条件下，软梯的最小长度为H ，则当人到达地面时，气球离地高为H ，则 有h h H -=vv '，解得：H=M m M +h=20050200+×20 m=25 m. 巧解提示 (1)只要系统所受合外力为零，系统每时刻的总动量都不变.本题找出了相互作用的两物体每一时刻的速度关系，即可进一步得出平均速度关系及位移关系，使问题的解决得以简化.(2)画出反映位移关系的草图，对求解此类题目会有很大的帮助.知识点三 反冲运动与平抛运动的综合例4 平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货厢边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A 点，距货厢水平距离为l=4 m ，如图16-5-3所示.人的质量为m ，车连同货厢的质量为M=4 m ，货厢高度为h=1.25 m ，求：图16-5-3(1)车在人跳出后到落到地板期间的反冲速度；(2)人落在车板上并站定以后，车还运动吗?车在地面上移动的位移是多少?解析：人从货厢边跳离的过程，系统(人、车和货厢)的动量守恒；人落到车上的过程中，水平方向系统动量守恒，人在空中运动过程中做平抛运动，而车做匀速直线运动.人从货厢边跳离的过程，系统(人、车和货厢)的动量守恒，设人的水平速度是v 1.车的反冲速度是v 2，则mv 1-Mv 2=0,v 2=41v 1. 人跳离货厢后做平抛运动，车以v 2做匀速运动，运动时间为t=gh 2=0.5 s ，在这段时间内人的水平位移s 1和车的位移s 2分别为s 1=v 1t,s 2=v 2t.如图16-5-4可知图16-5-4s 1+s 2=l,即v 1t+v 2t=l则v 2=t l 5=0.554⨯ m/s=1.6 m/s. 车的水平位移为s 2=v 2t=1.6×0.5 m=0.8 m.人落到车上A 点的过程，系统水平方向的动量守恒(水平方向系统没受外力，而竖直方向支持力大于重力，合力不为零)，人落到车上前的水平速度仍为v 1，车的速度为v 2，落到车上后设它们的共同速度为v ，根据水平方向动量守恒得mv 1-Mv 2=(M+m)v,则v=0.故人落到车上A 点站定后车的速度为零.巧解提示 对这种过程复杂的问题，要把它分解成几段简单过程，然后按每段过程所遵循的规律分别列方程求解.问题·探究材料讨论探究材料：晴朗的一天，袁晓平打完了一场篮球，突然觉得很累，便抱着篮球忽忽大睡起来，也不知道睡了多久，他醒了过来.突然他大吃一惊，他竟然发现他已经不在校园里，却身处汪洋大海之中，而脚下只不过是一块浮冰.他转身看看周围，除了汪洋大海什么都没有，袁晓平想到再也看不到亲爱的同学们，便哇哇大哭起来.将手中的篮球扔了出去.突然他发现自己随着浮冰向后倒退了，这仿佛苹果砸到了牛顿头上，袁晓平灵光闪现，他有了主意，他顺手将身边的另一个篮球也扔了出去，他随着浮冰又倒退了一些，他随即扔了衣服出去……我们祝愿他总有一天能回到岸上.问题 袁晓平能回到岸上吗？他使用这个方法的依据是什么？探究过程：袁晓平在用力向外扔东西的同时，他也产生反冲，向扔出东西的反方向运动.只要他都向同一方向扔东西，而且他身上的东西足够多，那么理想话，他总有一天还是有可能到达岸边的.探究结论:在理想情况下，如果冰面的阻力足够小，他身上的东西足够多，他总有一天还是有可能到达岸边的.误区陷阱探究问题 在水平铁轨上放置一门质量为M 的炮车，发射的炮弹质量为m ，设铁轨和炮车间摩擦不计，求：(1)水平发射炮弹时，炮弹速度为v 0，问炮车的反冲速度多大？(2)炮车车射与水平方向成θ角，炮弹速度大小为v 0，问炮身反冲速度是多大？(3)炮身与水平方向成θ角，炮弹出炮口时，相对炮口速度为v 0，问炮身的反冲速度多大？以炮车和炮弹为研究系统，水平方向不受外力，所以在水平方向上系统的动量守恒；以炮弹前进的水平方向为正方向，由动量守恒定律得：(1)0=mv 0+M(-v 1)，v 1=Mmv 0 (2)0=mv 2cosθ+M(-v 2)，v 2=Mmv θcos 0 (3)0=mv 0cosθ+M(-v 3)，得v 3=M mv θcos 0 探究过程：上面的错误在于第三问.产生原因是应用动量守恒定律列的方程中的各个速度不是相对同一参考系的速度.正确解法：以炮车和炮弹为研究系统，水平方向不受外力，所以在水平方向系统的动量守恒，以炮弹前进的水平方向为正方向，由动量守恒定律得：(1)0=mv 0+M(-v 1)，v 1=M mv 0(2)0=mv 2cosθ+M(-v 2)，v 2=M mvθcos 0(3)0=m(v 0cos θ-v 3)+M(-v 3)，v 3=m M mv+θcos 0探究结论:避免以上错误的方法是要牢记动量守恒定律方程中的各个速度具有：(1)瞬时性：都是瞬时速度；(2)矢量性：即各速度都有方向；(3)同一性：等式两侧的速度都对应同一参考系；(4)对应性：等式两侧的速度各对应一个状态，切不可写混.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:2，在原线圈电路的a、b端输入电压一定的正弦交变电流，电阻R1、R2消耗的功率相等，则12RR为（）A．14B．4C．12D．22．宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。
16.5反冲运动火箭
16．5 反冲运动火箭一、三维目标1．进一步巩固动量守恒定律2．知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用3．了解航天技术的发展和应用4.理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析解决有关反冲运动的问题。
5.培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。
二、重点难点重点：运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质难点：动量守恒定律的应用．三、自主学习（一）1. 反冲运动：物体通过分离出一部分物体，使另一部分向的方向运动的现象，叫做反冲运动。
被分离的一部分物体可以是高速喷射出的液体、气体，也可以是被弹出的固体。
2. 反冲运动的特点：反冲运动和碰撞、爆炸有相似之处，相互作用力常为变力，且作用力大，一般都都满足内力>>外力，所以反冲运动可用动量守恒定律来处理。
⑴反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相作用的两物体间的相对速度，这是应将相对速度转化成对地的速度后，在列动量守恒的方程。
⑵在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如火箭在运动过程中，随着燃料的消耗火箭本身的质量不断在减小，此时必须取火箭本身和在相互作用时的整个过程来进行研究。
3. 反冲运动的应用：火箭、喷气式飞机或水轮机、灌溉喷水器等。
（二）火箭1. 火箭：现代火箭是指一种靠喷射高温高压燃气获得力向前推进的飞行器。
2. 火箭的工作原理：动量守恒定律。
四、典型例题例1采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度（）A. 使喷出的气体速度增大B. 使喷出的气体温度更高C. 使喷出的气体质量更大D. 使喷出的气体密度更小、例2、一静止的质量为M 的原子核，以相对地的速度v 放射出一质量为m 的粒子后， 原子核剩余部分作反冲运动的速度大小为（ ） A.mMv B.mM mv - C.v mm M - D.v mm M +例3、火箭喷气发动机每次喷出m =200g 的气体，喷出气体相对地的速度v =1000m/s ， 设火箭初质量M =300kg ，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭发动机1秒末的速度是多大？五、达标训练1. 如图2所示，自行火炮连同炮弹的总质量为M ，当炮管水平，自行火炮在水平路面上以1v 的速度向右匀速行驶时，发射一枚质量为m 的炮弹后，自行火炮的速度变为2v ，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度0v 为（ ）图2A . mmv v v m v 2210)(+-=B. mv v M v )(210-=C. mmv v v M v 22102)(+-= D. mv v m v v M v )()(21210---=2.如图所示,质量为M 的物体P 静止在光滑的水平地面上,有另一质量为m(M>m)的物体Q 以速度v 0正对P 滑行则它们相碰后 ( )A.Q 物体一定被弹回,因为M>mB.Q 物体可能继续向前C.Q 物体的速度不可能为零D.若相碰后两物体分离,过一段时间可能再碰3．A 、B 两球在光滑的水平面上作相向运动，已知m A ＞m B ,当两球相碰后,其中一球停止,则可以断定 ( )A.碰撞前A 的动量与B 的动量大小相等B.碰撞前A 的动量大于B 的动量C .若碰撞后A 的速度为零,则碰撞前A 的动量大于B 的动量 D.若碰撞后B 的速度为零,则碰撞前A 的动量大于B 的动量4.水平方向射击的大炮，炮身重450 kg ，炮弹重为5kg ，炮弹射击的速度是450 m/s ，射击后炮身后退的距离是45cm ，则炮受地面的平均阻力为多大？5有一只小船停在静水中，船上一人从船头走向船尾。
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物理反冲运动火箭知识点
物理反冲运动火箭知识点汇总
反冲运动概念
根据动量守恒定律，如果一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。
这个现象叫做反冲。
反冲运动中，物体受到的反冲作用通常叫做反冲力。
反冲运动原理
1、系统不受外力或受外力的矢量和为零
2、相互作用的时间极短,相互作用的内力远大于外力,如碰撞或爆炸瞬间,外力可忽略不计,可以看作系统的动量守恒。
3、系统某一方向上不受外力或受外力的矢量和为零;或外力远小于内力,则该方向上动量守恒(分动量守恒)。
4、在某些实际问题中,一个系统所受外力和不为零,内力也不是远大于外力,但外力在某个方向上的投影为零,那么在该方向上可以说满足动量守恒的条件。
反冲运动应用
喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们都是靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度的。
现代的喷气式飞机，靠连续不断地向后喷出气体，飞行速度能够超过l000m/s。
质量为m的人在远离任何星体的`太空中，与他旁边的飞船相对静止。
由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。
根据动量守恒定律，火箭原来的动量为零，喷气后火箭与燃气的总动量仍然应该是零，即mv+mu=0解出v=-mu/m
(1)式表明，火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出物质的质量
与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度越大。
现代火箭喷气的
速度在2000～4000m/s，近期内难以大幅度提高，因此要在减轻火
箭本身质量上面下功夫。
火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体
质量之比叫做火箭的质量比，这个参数一般小于10，否则火箭结构
的强度就成了问题。
但是，这样的火箭还是达不到发射人造地球卫
星的7.9km/s的速度。
为了解决这个问题，苏联科学家齐奥尔科夫斯基提出了多级火箭的概念。
把火箭一级一级地接在一起，第一级燃料用完之后就把箭
体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作，这样一级一级地连起来，理论上火箭的速度可以提得很高。
但是实际应用中一般不会超过四级，因为级数太多时，连接机构和控制机构的质量会增加得很多，
工作的可靠性也会降低。