反冲现象
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.]。
05A反冲现象火箭基础版
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反冲现象火箭知识点:反冲现象火箭一、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,相互作用力一般较大,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.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.技巧点拨一、反冲运动的理解和应用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或在某一方向上内力远大于外力,所以两部分组成的系统动量守恒或在某一方向动量守恒.(3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的机械能增加.2.讨论反冲运动应注意的两个问题(1)速度的方向性:对于原来静止的整体,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就要取负值.(2)速度的相对性:反冲问题中,若已知相互作用的两物体的相对速度,应先将相对速度转换成相对地面的速度,再列动量守恒方程.二、火箭的工作原理分析1.火箭喷气属于反冲类问题,是动量守恒定律的重要应用. 2.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. (3)列方程时要注意初、末状态动量的方向. 三、反冲运动的应用——“人船模型” 1.“人船模型”问题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. 2.人船模型的特点(1)两物体满足动量守恒定律:m 1v 1-m 2v 2=0.(2)运动特点:人动船动,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右,人、船位移比等于它们质量的反比,即x 1x 2=m 2m 1.总结提升“人船模型”是利用平均动量守恒求解的一类问题,解决这类问题应注意: (1)适用条件:①系统由两个物体组成且相互作用前静止,系统总动量为零;②在系统内发生相对运动的过程中至少有一个方向的动量守恒(如水平方向或竖直方向). (2)画草图: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,注意两物体的位移是相对同一参考系的位移.例题精练1.关于反冲运动的说法中,正确的是( )A .抛出部分的质量m 1要小于剩下部分的质量m 2才能获得反冲B .若抛出部分的质量m 1大于剩下部分的质量m 2,则m 2的反冲力大于m 1所受的力C .反冲运动中,牛顿第三定律适用,但牛顿第二定律不适用D .抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律 答案 D解析 由于系统的一部分向某一方向运动,而使另一部分向相反方向运动,这种现象叫反冲运动.定义中并没有确定两部分之间的质量关系,故选项A 错误.在反冲运动中,两部分之间的作用力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知,它们大小相等,方向相反,故选项B 错误.在反冲运动中一部分受到另一部分的作用力产生了该部分的加速度,使该部分的速度逐渐增大,在此过程中对每一部分牛顿第二定律都成立,故选项C 错误,选项D 正确.2.将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空,50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出.在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( ) A .30 kg·m/s B .5.7×102 kg·m/s C .6.0×102 kg·m/s D .6.3×102 kg·m/s答案 A解析 设火箭的质量为m 1,燃气的质量为m 2.由题意可知,燃气的动量p 2=m 2v 2=50×10-3×600 kg·m/s =30 kg·m/s.以火箭运动的方向为正方向,根据动量守恒定律可得,0=m1v 1-m 2v 2,则火箭的动量大小为p 1=m 1v 1=m 2v 2=30 kg·m/s ,所以A 正确,B 、C 、D 错误.随堂练习1.静止的实验火箭,总质量为M ,当它以相对地面的速度v 0喷出质量为Δm 的高温气体后,火箭的速度为( ) A.Δm M -Δm v 0 B .-Δm M v 0C.ΔmM v 0 D .-ΔmM -Δm v 0答案 D解析 火箭整体动量守恒,以v 0的方向为正方向,则有(M -Δm )v +Δm v 0=0, 解得:v =-ΔmM -Δm v 0,负号表示火箭的运动方向与v 0方向相反.2.(多选)某同学想用气垫导轨模拟“人船模型”.该同学到实验室里,将一质量为M 、长为L 的滑块置于水平气垫导轨上(不计摩擦)并接通电源.该同学又找来一个质量为m 的蜗牛置于滑块的一端,在食物的诱惑下,蜗牛从该端移动到另一端.下面说法正确的是( ) A .只有蜗牛运动,滑块不运动 B .滑块运动的距离是M M +m LC .蜗牛运动的位移是滑块的Mm倍D .滑块与蜗牛运动的距离之和为L 答案 CD解析 根据“人船模型”,易得滑块的位移为m M +m L ,蜗牛运动的位移为MM +m L ,C 、D 正确.综合练习1.(黑龙江鹤岗一中高一期末)如图所示,水平地面上紧挨着的两个滑块P 、Q 之间有少量炸药(质量不计),爆炸后P 、Q 沿水平地面向左、右滑行的最大距离分别为0.8m 、0.2m 。
反冲现象知识点总结
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反冲现象知识点总结1. 反冲现象的起因反冲现象的起因主要是由于非线性系统在受到外界扰动时,其输出信号会产生非线性响应。
这种非线性响应会导致系统在短时间内产生临时的反向输出信号,即反冲。
常见的非线性现象包括摩擦力、材料的非线性应力-应变关系、电气元件的非线性特性等。
这些非线性因素在系统中造成了输出信号与输入信号之间的反向关系。
2. 反冲现象的特征反冲现象的特征主要包括以下几个方面:(1)临时性:反冲现象通常是短暂的,一般只在受到外界扰动时才会出现,一旦外界扰动消失,系统的输出信号会逐渐恢复正常。
(2)非线性:反冲现象是非线性系统的特有现象,只有在非线性系统中才会出现。
(3)产生条件:反冲现象通常需要外界扰动的作用才能显现出来,即系统处于动态过程中才会产生反冲。
3. 反冲现象的应用了解反冲现象对于工程实践具有重要的应用价值,其中主要包括以下几个方面:(1)控制系统设计:在设计控制系统时,需要考虑到非线性系统可能产生的反冲现象,采取相应的控制策略来预防和抑制反冲现象的发生。
(2)故障诊断:反冲现象在系统出现故障时常常会产生异常信号,利用反冲现象可以对系统的故障进行诊断和分析。
(3)产品设计:了解反冲现象可以帮助设计人员在产品设计过程中预判系统的非线性特性,从而提高产品的可靠性和性能。
4. 反冲现象的控制方法针对反冲现象,可以采取以下几种控制方法来预防和抑制反冲现象的发生:(1)使用合适的传感器:选择合适的传感器可以更准确地检测系统的输出信号,从而提高系统的鲁棒性和抗干扰能力。
(2)优化控制策略:通过优化控制策略,可以有效地抑制系统的非线性响应,减小反冲现象的产生。
(3)增加阻尼和减震设备:在机械系统中,增加阻尼和减震设备可以有效地减小系统的震动和振动,从而减小反冲现象的发生。
总的来说,反冲现象是非线性系统中一个普遍存在的现象,了解其产生的原因、特征和控制方法,对于工程实践具有重要的意义。
通过合理的设计和控制,可以有效地预防和抑制反冲现象的发生,从而提高系统的性能和可靠性。
反冲现象 火箭 课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第一册
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例1.一门大炮,炮身质量M,炮弹质量m, 炮弹水平射出时相对于地面的速度为v0, 不计炮身与地面的摩擦,求炮身向后反冲
的速度v的大小?
v mv0 M
0 mv 0 Mv
二、火箭
古 代 的 火 箭
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,火箭由于 反冲而向前运动。
E其他
1 2
m1v12
1 2
m2v22
一、反冲现象
作用前:P = 0 作用后 : P' = m1 v 1+ m2 v2
m1v1 + m2v2 = 0 故有:v2 = − ( m1 / m2 ) v1 负号就表示作用后的两部分运动方向相反
一、反冲现象
4.反冲现象的应用和防止
(1)反冲现象的应用: 农田、园林的喷灌装置能够一边喷水一边旋转,这是因为水从 喷口喷出时,喷管因反冲而旋转。
例8.一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=1000 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】 选取整体为研究对象,运用动量守恒定律求解(1)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)v3-3mv=0所以v3=2 m/s.(2)以火箭和喷出的20 次气体为研究对象(M-20m)v20-20mv=0所以v20=13.5 m/s.【答案】 (1)2 m/s (2)13.5 m/s
射击
用枪射击时,子弹向前飞去,枪身向后发生反冲,枪身的反冲会影响射 击的准确性,所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响.
课件5:1.6 反冲现象 火箭
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(1)当第三次气体喷出后,火箭的速度多大?
(2)运动第1 s末,火箭的速度大小是多少?
解析:规定与速度v相反的方向为正方向.
(1)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(m0-3m)v3-3mv=0,
在体育课上立定跳远的成绩从未低过2 m,跳到岸上绝对没有问题,于是她纵身一
跃,结果却掉在水里,她为什么不能如她想的那样跳上岸呢?(不计水的阻力)
因为她起跳时和船相互作用,给船一个向后的作用力,船后
退,这样她相对于岸的速度就小于起跳时相对于船的速度,
因此会掉进水里。
2.人在漂浮在水面上的小船上行走,小船同时向相反的方向运动,把这个情景抽象
需要很高的技术水平
(2)火箭质量比: 火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体
质量之比
这个比值一般小于10,否则火箭结构的强度会出现问题
4.现代火箭的应用
作为运载工具,发射探测仪器、常规弹头、核弹头、人造卫星和宇宙飞船
中国航天50年
50年前
我国成功发射的第一颗人造卫星,只有“微小”的0.178吨
50年后,一代代中国运载火箭载着
喷灌装置的自动旋转
反击式水轮机
6、反冲现象的防止:
枪身的反冲会影响射击的准确性,
用步枪射击时要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响
自行火炮为什么要装在履带式的车辆上呢?
履带表面有较深的突起抓地钩型设计?
都是为了增大摩擦力,防止炮车后退。
止退犁,看到了吗?
这一切都是为了提高火炮的连射时的命中精度而精心设计的
成模型:长为l、质量为m0的小船停在静水中,一个质量为m的人立在船头,若不计水
反冲现象 知识点总结
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反冲现象知识点总结一、反冲现象的成因1.1 历史原因历史上,一些国家或地区在经历了一段繁荣与进步之后,往往会出现一种保守的思潮,导致反对改革与进步的力量逐渐壮大,从而引发反冲现象的出现。
1.2 社会矛盾社会发展过程中,产生的各种矛盾和矛盾的激化,也是导致反冲现象出现的重要原因。
1.3 利益冲突在经济发展进程中,不同阶层、不同群体之间的利益冲突,也会引发反冲现象的发生。
二、反冲现象的表现2.1 经济领域在经济方面,反冲现象表现为经济增长速度放缓,产业结构调整的难度加大,形成资源浪费、环境破坏等问题。
2.2 政治领域在政治方面,反冲现象表现为党派轮替后政策的大幅度改变,导致政治稳定性降低,治理效果下降等。
2.3 文化领域在文化方面,反冲现象表现为传统文化价值观与外来文化价值观的冲突,文化多元化的挑战,文化创新与传承问题等。
三、应对反冲现象的措施3.1 加强教育通过教育引导,提高公民素质,增强社会文明意识,增强社会的可持续发展能力。
3.2 推进改革在经济领域,推进改革,加快经济结构调整,提高生产率,推动创新发展。
3.3 加强监管在政治领域,加强政治监管,坚持法治原则,提高治理效果,维护政治稳定。
3.4 传承文化在文化领域,传承和发扬本民族的优秀传统文化,尊重和包容外来文化,建设和谐的文化环境。
四、反冲现象的影响4.1 社会不稳定反冲现象的出现容易造成社会不稳定,影响社会的和谐发展。
4.2 经济下滑反冲现象的发生对经济发展会造成不利影响,导致经济增长速度放缓,产业结构调整的难度加大。
4.3 行业发展困难反冲现象的出现也会给各行业的发展带来一定的困难,降低市场活跃度,制约产业持续健康发展。
五、结语反冲现象是社会发展过程中不可避免的现象,要想有效应对反冲现象,就需要加强全社会的思想教育,增强社会的凝聚力和向心力,在经济、政治和文化各个领域加强改革和监管,提高社会的可持续发展能力,保持社会的长期稳定。
希望通过对反冲现象的深入了解和探讨,能够更好地应对和解决反冲现象带来的种种问题,推动社会的可持续发展。
爆炸、反冲及人船模型(解析版)
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爆炸、反冲及人船模型学校:_________班级:___________姓名:_____________模型概述1.爆炸1)爆炸问题的特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理.2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.3)由于爆炸问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.2.反冲现象:1)反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.2)在反冲现象里,系统不受外力或内力远大于外力,系统的动量是守恒的.3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的总机械能增加3.人船模型1)模型图示2)模型特点①两物体满足动量守恒定律:m人v人-m船v船=0②两物体的位移大小满足:m人x人t-m船x船t=0,又x人+x船=L得x人=m船m船+m人L,x船=m人m船+m人L③运动特点Ⅰ、人动则船动,人静则船静,人快船快,人慢船慢,人左船右;Ⅱ、人船位移比等于它们质量的反比;人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比,即x人x船=v人v船=m船m人.典题攻破1.爆炸1.(2024·青海海南·二模)斜向上发射的炮弹在最高点爆炸(爆炸时间极短)成质量均为m 的两块碎片,其中一块碎片沿原路返回。
已知炮弹爆炸时距地面的高度为H ,炮弹爆炸前的动能为E ,重力加速度大小为g ,不计空气阻力和火药的质量,则两块碎片落地点间的距离为()A.2EHmgB.22EH mgC.23EH mgD.42EH mg【答案】D【详解】火箭炸裂的过程水平方向动量守恒,设火箭炸裂前的速度大小为v ,则E =122mv 2得v =Em设炸裂后瞬间另一块碎片的速度大小为v 1,有2mv =-mv +mv 1解得v 1=3Em根据平抛运动规律有H =12gt 2得t =2H g两块碎片落地点之间的距离x =(v +v 1)t =42EH mg故D 。
动量守恒定律的应用3--反冲现象与火箭的发射

L
M m h M
例3.如图所示,在光滑的水平面上放有一个物体M,物体上有一 光滑的半圆弧轨道,轨道半径为R,最低点为C,两端A、B等高 ,现让小滑块m从A点静止下滑,在此后的过程中,则( )
B
动量定理守恒定律应用4 ---碰撞问题的变式
碰撞变式1:弹簧+两物体
例1.如图,在光滑水平面上,有质量分别为3m和m的A、B两 物体,A与轻弹簧的一端相连,弹簧另一端自由,A以速度 v0向右运动,则: (1)运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少? (2)A、B分离后各自速度多大?
M L M m M x船 L M m x人
总结:
1.条件: (1)系统原来静止 (2)系统所受合外力为零或某一方向上合外力为零 2.结论: (1)定性: 人动,船动;人静,船静;人快,船快;人慢,船慢;人 左,船右;即运动性质完全一样。 (2)定量: 任一时刻各自的速率与质量成反比:
2.影响火箭飞行速度的因素:
M v ( 1)v m
'
(2)火箭的质量比 (火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量比)
教材P13, P14
三.反冲运动的应用-----人船模型
例1、长为L、质量为M的小船停在静水中,一 个质量为m的人从静止开始从船头走到船尾,不 计水的阻力,求船和人相对地面的位移各为多少?
A B
碰撞变式2:光滑槽问题
例2、质量为M的带有1/4光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平 面上,如图4所示,一质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车, 到达某一高度后,小球又返回小车的左端,则 ( ) BC A.小球以后将向左做平抛运动 B.小球将做自由落体运动 C.此过程小球对小车做的功为 D.小球在弧形槽上上升的最大高度为
反冲运动
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3.变质量问题:
如在火箭的运动过程中,火箭本身的质量不断减小,必须取 火箭和喷出的所有气体为研究对象,来进行研究。 (1)反冲运动是作用力和反作用力都做正功的典型例子
(2) 内力做的功往往会改变系统的总动能。
火箭喷气发动机每次喷出质量m=0.2 kg的气体,
喷出的气体相对地面的速度为v=1000 m/s,设火 箭的初始质量M=300 kg,发动机每秒喷气20次, 若不计地球对它的引力作用和空气阻力作用,火 箭发动机工作1 s后火箭的速度为多大?
解:以火箭(包括要喷出的气体)为系统,动量守恒, 以火箭的运动方向为正, 则1 s后火箭的动量为:(M-m×20)v′ 所喷出的气体动量为:-(m×20)v 动量守恒(M-20m)v′-(20m)v=0 代入数据可知速度为13.5 m/s.
“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
轻轻从船尾上船,走到船头后停下,而后轻轻下船,用卷 尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测出船长L。已知他自 身的质量为内从船尾走到船
头,由动量守恒定律知,人、船在该时间内的平均动量大小 相等,即 s人 d m t =M t , 又 s 人=L-d, mL-d 得 M= 。 d
mL-d [答案] d
【例2】如图所示,物体A和B质量分别为m1 和m2,其图示直角边长分别为a和b.设B与水 平地面无摩擦,当A由顶端O从静止开始滑 到B的底端时,B的水平位移是多少?
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。 运动特点:人走船行、人停船停。
有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(估 计重一吨左右)。一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量,
第一章 第6节 反冲现象 火箭

课后课时作业
[规范解答] 解法一:喷出气体的运动方向与火箭的运动方向相反,系 统动量守恒。
设火箭运动方向为正方向,第一次喷出气体后,火箭速度为 v1,有(M- m)v1-mv=0,所以 v1=Mm-vm;
设第二次喷出气体后,火箭速度为 v2,有 (M-2m)v2-mv=(M-m)v1,所以 v2=M2-m2vm;
一、反冲现象
1.概念:一个静止的系统在内力的作用下分为两部分,一部分向某个方向
运动,另一部分必然向相反的方向运动,这种向相反方向的运动叫作反冲。
2.特点
(1)向相反方向运动。
☆ 讨论反冲运动时应注意:
(2)用动量守恒定律来解释。
(1)速度的方向性:
(3)系统的总动能增加。
(2)速度的相对性:
3.防止及应用
A.后退 0.5 m C.后退 0.75 m 答案 A
B.后退 0.6 m D.一直匀速后退
课前自主学习
课堂探究评价
课后课时作业
解析 人、车组成的系统动量守恒,则 mv1=Mv2,所以 mx1=Mx2,又 有 x1+x2=L,解得 x2=0.5 m,A 正确。
课前自主学习
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课后课时作业
设第三次喷出气体后,火箭速度为 v3,有 (M-3m)v3-mv=(M-2m)v2,所以 v3=M3-m3vm=33×000-.23××100.020 m/s≈2 m/s。
课前自主学习
课堂探究评价
课后课时作业
解法二:选取整个过程为研究对象,运用动量守恒定律求解。 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,根据动量守恒定律,得 (M-3m)v3-3mv=0, 所以 v3=M3-m3vm≈2 m/s。
第三讲 反冲
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第三讲反冲【知识要点】反冲是生活和生产实践中常见的一种现象,它是动量守恒所导致的必然结果,在许多场合反冲是不利的,如大炮的射击,由炮身的反冲会影响炮弹的出口速度和准确瞄准,但有些场合恰好是利用了反冲,如喷气式飞机和火箭就是利用反冲来工作的.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:动量守恒定理.当火箭推进剂燃烧时,从尾部喷出的气体具有很大的动量,根据动量守恒定律,火箭获得大小相等,方向相反的动量,因而发生立连续的反冲现象,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轨道飞行.3.火箭飞行能达到的最大飞行速度,主要决定于两个因素:⑴喷气的速度:现代液体燃料火箭的喷气速度约为2.5km/s,提高到4~4.5km/s需要很高的技术.⑵质量比(火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比),现代火箭能达到的质量比不超过10.4.现代火箭的主要用途:利用火箭作为运载工具,如发射探测器、常规弹头、人造卫星和宇宙飞船.5.我国的火箭技术已跨入世界先进行列.【典型例题】例1、质量是M,长为L的船停在静止水中,若质量为m的人,由船头走向船尾时,人行走的位移和船的位移是多少?例2、一长为L,质量为M的船上两端分别站有甲、乙两人,质量分别为m甲和m乙.当两人交换位置后,船移动距离多大?其中m甲>m乙.例3、质量为M的小车,以速度V0在光滑水平地面上前进,上面站有一质量为m的人,问:当人以相对车的速度u向后水平跳出后,车的速度多大?例4、一个质量为m的玩具蛙,蹲在质量为M的小车的细杆上,小车放在光滑的水平面上.若车长为l,细杆高为h,且位于小车的中点,如图所示,试求当玩具蛙最小以多大的水平速度v跳出,才能落到桌面上.)例5、如图所示,半径为R的光滑圆环轨道与高为10R的光滑斜面安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上一轻质弹簧被两小球a、b夹住(不连接)处于静止状态,今同时释放两个小球,a球恰好能通过圆环轨道最高点A,b球恰好能到达斜面最高点B,已知a球质量为m,求释放小球前弹簧具有的弹性势能为多少?例6、一个连同装备总质量为M=100 kg的宇航员,在距离飞船s=45 m处与飞船处于相对静止状态,宇航员背着装有质量为m0=0.5 kg氧气的贮气筒,筒有个可以使氧气以v=50 m/s的速度喷出的喷嘴,宇航员必须向着返回飞船的相反方向放出氧气,才能回到飞船,同时又必须保留一部分氧气供途中呼吸用.宇航员的耗氧率为Q=2.5×10-4 kg/s.不考虑喷出氧气对设备及宇航员总质量的影响,则:(1)瞬时喷出多少氧气,宇航员才能安全返回飞船?(2)为了使总耗氧量最低,应一次喷出多少氧气?返回时间又是多少?(提示:一般飞船沿椭圆轨道运动,不是惯性参考系,但是,在一段很短的圆弧上,可以视为飞船做匀速直线运动,是惯性参考系.)【小试锋芒】1.某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾.设水的阻力不计,那么在这段时间内关于人和船的运动情况判断错误..的是( ) A .人匀速行走,船匀速后退,两者速度大小与它们的质量成反比B .人加速行走,船加速后退,而且加速度大小与它们的质量成反比C .人走走停停,船退退停停,两者动量总和总是为零D .当人从船头走到船尾停止运动后,船由于惯性还会继续后退一段距离2.甲、乙两人站在小车左右两端,如图所示,当他俩同时相向而行时,发现小车向右运动,下列说法不正确...的是(轨道光滑) ( ) A .乙的速度必定大于甲的速度B.乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量C.乙的动量必定大于甲的动量D .甲、乙动量总和必定不为零3.如图所示,A 、B 两物体的质量比m A ∶m B =3∶2,它们原来静止在平板车C 上,A 、B 间有一根被压缩了的弹簧,A 、B 与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有:①A 、B 系统动量守恒 ②A 、B 、C 系统动量守恒③小车向左运动④小车向右运动 以上判断正确的是( )A .①③B .②④C .①④D .②③4.如图所示,两个带同种电荷的小球A 和B ,A 、B 的质量分别为m 和2m .开始时将它们固定在绝缘的光滑水平面上保持静止,现同时释放A 、B ,经过一段时间,B 速度大小为v ,则此时( )A .A 球的速度大小为v /2B .B 球对A 球做的功为mv 2C .A 球的动能为2mv 2D .A 球的动量大小为mv5.静止在磁场中的某放射性元素的核放出一个α粒子,其速度方向与磁场方向垂直,测得α粒子和反冲核轨道半径之比R :r =30:1,如图所示,则( )A .α粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反B .反冲核的原子序数为62C .原来放射性元素的原子序数为62D .反冲核与α粒子的速度之比为1:62ABd6.如图所示,将木块m 1和m 2放在被压缩的轻质弹簧两端,并用细棉丝固定,当用火焰将棉丝烧断时,在弹簧作用下两木块被弹开.已知m 2=12m 1,并假定两木块始终受到相等的恒定阻力,它们与弹簧脱离后,沿水平方向分别运动距离s 1和s 2即停止,则( )A .s 1=4s 2B .s 1=s 2C .s 1=12s 2 D .s 1=2s 2 7.如图所示,在光滑的水平面上,静置一个质量为M 小车,在车上固定的轻杆顶端系一长为l 细绳,绳的末端拴一质量为m 的小球,将小球拉至水平右端后放手,则( ) A .系统的动量守恒B .水平方向任意时刻m 与M 的动量等大反向C .m 不能向左摆到原高度D .小球和车可以同时向同一方向运动8.一块质量为M ,底边长为b 的三角形劈块静止于光滑水平面上,如图所示.有一质量为m 的球从斜面顶部无初速滑到底部时,求劈块移动的距离.9.一火箭某时刻的质量为M ,正以速度v 竖直向下喷气,这时恰好静止在低空中,求这时发动机的机械功率P .10.一名质量为80kg 的宇航员,到宇宙飞船外面去做实验,他相对于宇宙飞船是静止的,实验结束后,他 拿着一只质量是10kg 的空气筒,以相对于宇宙飞船为2.0m/s 的速度扔掉.求宇航员由此得到的相对于宇宙飞船的速度.M ml【大显身手】1、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 . m MvB . m M mv -C . v m m M -D . v mm M + 2、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3、小车静置在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶,靶装在车上的另一端。
高中物理反冲现象应用教案
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高中物理反冲现象应用教案
教学目标:
1. 了解反冲定律和反冲现象的基本概念;
2. 掌握反冲现象在日常生活中的应用;
3. 培养学生实践动手能力和思维能力。
教学重点:
1. 反冲现象的定义和原理;
2. 反冲现象在生活中的应用。
教学难点:
1. 如何灵活运用反冲现象解决实际问题。
教学准备:
1. 教师准备反冲现象的相关实验器材和材料;
2. 学生准备笔记本和实验记录表格。
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师向学生介绍反冲现象的基本概念,引出本节课的教学内容。
二、理论讲解(10分钟)
1. 教师讲解反冲定律和反冲现象的原理;
2. 通过例题,让学生对反冲现象有一个清晰的认识。
三、实验探究(20分钟)
1. 教师带领学生进行反冲现象实验,观察并记录实验结果;
2. 学生通过实验数据分析反冲现象在实际应用中的作用。
四、讨论交流(10分钟)
学生分享实验结果,并针对实际问题进行讨论交流,探讨反冲现象的应用。
五、课堂小结(5分钟)
总结本节课的重点内容,并强调反冲现象在生活中的应用。
教学延伸:
1. 学生可以设计更多有趣的实验,探究反冲现象的应用;
2. 学生可以结合实际问题,进行反冲现象的拓展应用。
教学反思:
本节课通过理论讲解、实验探究和交流讨论,使学生深入理解反冲现象的应用,并培养了学生实践动手能力和思维能力。
在未来的教学中,可以更多地引入实际问题,让学生更好地理解和运用反冲现象。
高中物理必修二第八章—16.5反冲运动
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⑵为了使总耗氧量最少,应一次性喷出多少氧气? 返回飞船的时间是多少?
⑴0.05kg≤m≤0.45kg, ⑵m=0.15kg,t=600s
例题5:一个士兵坐在皮划艇上,他连同装备和皮划 艇的总质量共120kg。这个士兵用自动步枪在2s 内沿水平方向连续射出10颗子弹,每颗子弹的质 量是10g,子弹离开枪口时相对步枪的速度为 800m/s。射击前皮划艇是静止的。
mu mu mu mu
M 9m M 8m
M m M
0.67m / s
(3)对枪托与皮划艇又动量定理有: Ft=(M-10m)V10,F=(M-
10m)V10/t≈40N
(1)
v1
mv M m
;(2)
v2
M2m2vm ;(3)
vn
nmv M nm
(4)
vn
mu M
mu M m
mu M 2m
..... ห้องสมุดไป่ตู้
M
mu (n 1)m
例题4:一位连同装备总质量M=100kg的宇航员, 他无意中脱离了飞船,在距飞船d=45m处与飞船相 对静止。他为了回到飞船上去,必须向与飞船相反 方向从氧气筒内喷出氧气。若氧气筒内装有质量为 m0=0.5kg的氧气,氧气喷出的速度V0=50m/s, 他呼吸耗氧速率Q=2.5×10-4kg/s,求:
二、反冲现象的利用与防止 1、应用: 喷气式飞机、火箭;农田喷灌、反击式水轮机。
2、防止: 步枪射击时,枪托必须仅贴肩膀。 手枪射击时后,手向上移动。 无后座炮:底座敞开
三、火箭
高中物理 16.5反冲运动详解
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高中物理| 16.5反冲运动详解反冲运动当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将向相反方向运动特点(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化为动能,所以系统的总动能增加。
反冲运动现象的防止和应用(1)防止:射击时枪身的后退,影响射击的准确性。
(2)应用:①蝴蝶飞行时翅膀的扇动②乌贼和大多数足类软体动物在水里活动。
③火箭的发射反冲运动与动量守恒反冲运动的基本原理是动量守恒公式:若系统的初始动量为零,则动量守恒定律表达式为:0=m1v1'+m2v2'。
此式表明,做反冲运动的两部分,它们的动量大小相等,方向相反,而它们的速率则与质量成反比。
研究反冲运动注意的问题(1)速度的相对性反冲运动是相互作用的物体间发生的相对运动,已知条件中告知的常常是物体的相对速度,在应用动量守恒定律时,应将相对速度转换为绝对速度(一般为对地速度)。
(2)速度的相反性对于原来静止的整体,抛出部分具有速度时,剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的,两者运动方向必然相反,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。
(3)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,此时必须去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。
习题演练1. 质量为m,速度为v的A球跟质量为3m的静止的B球发生正碰,碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此碰撞后B球的速度可能值为()A. 0.6vB. 0.4vC. 0.2vD. 0.1v习题解析1. B若vB=0.6v,选V的方向为正,由动量守恒得:mv=mv A+3m•0.6v,得vA=﹣0.8v,碰撞前系统的总动能为E k= 0.5mv2.碰撞后系统的总动能为:E k′= 0.5mv A2+ 0.5•3mv B2= 0.5m(0.8v)2+ 0.5•3mv B2> 0.5mv2,违反了能量守恒定律,不可能。
高中物理:反冲
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高中物理:反冲
【知识点的认识】
1.定义: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.
要点:①内力作用下;②一个物体分为两个部分;③两部分运动方向相反.
2.原理:遵循动量守恒定律
作用前:P=0
作用后:P′=mv﹣Mv′
则根据动量守恒定律有:P′=P
即mv﹣Mv′=0,故有:v′=v
3.反冲运动的应用和防止
防止:榴弹炮
应用:反击式水轮机、喷气式飞机、火箭
【命题方向】
题型一:反冲运动的应用
总质量为M的火箭模型从飞机上释放时的速度为v0,速度方向水平.火箭向后以相对于地
面的速率u喷出质量为m的燃气后,火箭本身的速度变为.
分析:对火箭和气体系统为研究对象,在水平方向上运用动量守恒定律,求出喷气后火箭相对于地面的速度.
解答:以火箭飞行的方向为正方向,火箭被飞机释放后火箭喷出燃气前后瞬间,据动量守恒定律得:
Mv0=(M﹣m)v x﹣mu
解得:v x=
故答案为:.
点评:解决本题的关键知道系统在水平方向上动量守恒,结合动量守恒进行求解,注意正方
向的规定.
【解题方法点拨】
对反冲运动的进一步理解
(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)反冲运动的过程中,如果合外力为零或外力的作用远小于物体间的相互作用力,可利用动量守恒定律来处理.
(3)研究反冲运动的目的是找出反冲速度的规律.求反冲速度的关键是确定相互作用的物体系统和其中各物体对地的运动状态.。
反冲现象的概念
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反冲现象的概念反冲现象是指一个系统或物体在受到作用力后产生的逆向力。
它是牛顿第三定律的一种应用,根据该定律的描述,任何施加在一个物体上的力都会产生一个与之大小相等、方向相反的力作用在施力物体上。
因此,在一个物体承受外力作用时,它本身也会对施力物体产生相同大小、方向相反的力,这就是反冲现象。
反冲现象可以在多个物理学领域发现,包括力学、电磁学、流体力学等。
以下将分别从这些领域中的例子来进一步说明反冲现象的概念。
在力学中,反冲现象最常见的例子是在弹簧系统中。
当一个物体被压缩在弹簧上时,它会受到一个向下的作用力。
根据牛顿第三定律,弹簧也会受到相同大小、方向相反的向上反冲力。
这个反冲力使得物体从弹簧上弹起。
这也是为什么我们将一个弹簧挤压后松开,它会回弹的原因。
在电磁学中,反冲现象也很常见。
当一个电流通过一个线圈时,会在附近产生一个磁场。
根据安培定律,线圈也会受到磁场的力,这个力与电流方向相反。
反冲力的大小取决于电流的大小和线圈的特性。
这个原理被应用与许多电子设备中,例如电磁铁、电磁感应器等。
流体力学领域中,反冲现象在液体和气体动力学中也很常见。
例如,当一个带有一定速度的物体撞到液体或气体表面时,它会产生一系列涡流和压力波。
这些涡流和压力波会从撞击点向外传播,并在撞击物体上产生一个反作用力。
这个反作用力的大小和方向与撞击物体的速度、质量以及液体或气体的性质有关。
总之,反冲现象是一个普遍存在于自然界中的物理现象。
它是牛顿第三定律的应用之一,描述了物体在受到外力作用后,对作用物体产生大小相等、方向相反的力。
反冲现象在力学、电磁学、流体力学等领域都有重要的应用,是我们理解和应用许多自然现象的基础。
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高中物理:反冲现象
[探究导入]自制如图所示的装置.观察酒精灯燃烧一段时间,塞
子喷出时小车的运动情况,并回答下列问题.
(1)小车在何时运动?为什么会运动?
提示:小车在塞子喷出时运动.塞子喷出时,试管中气体膨胀,
对塞子有力的作用,同时塞子对试管产生反作用力,这个反作用力使
小车运动起来.
(2)小车向哪个方向运动?
提示:小车向左运动.
反冲运动产生的原因
当物体的一部分抛出时,该部分与其余部分要产生力的作用,根据牛顿第三定律可判定它们作用在不同的物体上,方向相反,属于作用力与反作用力,因此作用效果不能抵消,它们会向相反方向运动.
[典例3](多选) 2018年12月8日凌晨2时23分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器,开启了中国月球探测的新旅程.下面关于嫦娥四号与火箭上天的情形,其中叙述正确的是()
A.火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力
D.嫦娥四号进入绕月运行轨道之后,与月球之间仍然存在一对作用力与反作用力[解析]火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推动力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,故A选项正确,B、C选项错误.嫦娥四号进入运行轨道后,嫦娥四号与月球之间依然存在相互吸引力,即月球吸引嫦娥四号,嫦娥四号吸引月球,这是一对作用力与反作用力,故D选项正确.
[答案]AD
3.(多选)关于反作用力在日常生活和生产技术中应用的例子,下列说法中正确的是
()
A.运动员在跳高时总是要用力蹬地面,才能向上弹起
B.大炮发射炮弹时,炮身会倒退是因为炮身受到炮弹的反作用力
C.农田灌溉用的自动喷水器,当水从弯管的喷嘴里喷射出来时,弯管会自动旋转
D.软体动物乌贼在水中通过体侧的孔将水吸入鳃腔,然后用力把水挤出体外,乌贼就会向相反方向游去
解析:运动员跳高依靠的是地面对其的支持力,它的反作用力即运动员对地面的压力,所以选项A正确;同理可得选项C是正确的;炮身后退是因为受到了内部炸药的推动作用,所以选项B错误;乌贼吸水和排水时存在着相同的作用,即对水有作用力,它的反作用力作用于乌贼,使其向相反方向游去,D正确.
答案:ACD。