2019-2020年高中物理 第1章 第4、5节 反冲运动 自然界中的守恒定律学案 粤教版选修3-5
新教材高中物理第1章动量守恒定律6反冲现象火箭课件新人教版选择性必修第一册
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.运动特点:两个物体的运动特点是“人”走“船”行,“人”停
“船”停。
3.处理“人船”模型问题的两个关键。
的距离。
-
答案:
解析:由于水平面光滑,系统水平方向上动量守恒,设同一时
刻小球的水平速度大小为v1,大球的水平速度大小为v2,由水
平方向动量守恒有mv1=m'v2,
'
所以 =
设小球到达最低点时,小球的水平位移为x1,大球的水平位移
为x2,
则
=
=
'
,
由题意 x1+x2=R-r
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车-m)v'=0
.
v'=v=×2.9
-
-.
m/s=-0.1 m/s
车
负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反,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
得v min=4v0。
二 火箭原理
重难归纳
1.工作原理。
火箭是利用了反冲原理,发射火箭时,尾管中喷射出的高速
气体有动量,根据动量守恒定律,火箭就获得向上的动量,从而
向上飞去。
即mΔv+Δmu=0
2025版新教材高中物理第1章动量守恒定律6反冲现象火箭课内探究新人教版选择性必修第一册
6．反冲现象 火箭 探究 对反冲现象的理解要点提炼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状况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力，所以可以用动量守恒定律或在某一方向上应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．分析反冲运动应留意的问题(1)速度的反向性问题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，两者运动方向必定相反。
在列动量守恒方程时，可随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)相对速度问题反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度。
由于动量守恒定律中要求速度为对同一参考系的速度，通常为对地的速度。
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。
(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，此时必需取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的全部气体为探讨对象，取相互作用的这个过程为探讨过程来进行探讨。
典例剖析1．一辆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跳出，落在平板车上的A 点，A 点到货厢的水平距离为l ＝4 m ，如图所示。
人的质量为m ，车连同货厢的质量为M ＝4m ，货厢高度为h ＝1.25 m 。
(g 取10 m/s 2)(1)求车在人跳出后到人落到A 点期间的反冲速度的大小。
(2)人落在A 点并站定以后，车还运动吗？车的位移是多少？解析：(1)人从货厢边沿跳下的过程，系统(人、车和货厢)在水平方向上动量守恒。
设人的水平速度是v 1，车的反冲速度的大小是v 2，则mv 1－Mv 2＝0，得v 2＝14v 1，人跳下货厢后做平抛运动，车以v 2做匀速运动，运动时间为t ＝2h g ＝0.5 s ，在这段时间内人的水平位移x 1和车的位移x 2分别为x 1＝v 1t ，x 2＝v 2t 。
2019-2020年高中物理第1章第4、5节反冲运动自然界中的守恒定律学案粤教版选修3-5
019-2020年高中物理第1章第4、5节反冲运动自然界中的守恒定律学案粤教版选修3-5遵循的规律反冲运动f宀中籠军释火箭、喷气式飞机等的工作原理应用I 处理“人船模型”等实际问题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.1 •下列不属于反冲运动的是（B）A. 喷气式飞机的运动B .直升飞机的运动C.火箭的运动D •反击式水轮机的运动解析：直升飞机是螺旋浆与外部空气作用不是反冲，其他三种是反冲运动.2•一人静止于光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是（D）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3・（多选）关于喷气式飞机的飞行情况，以下说法正确的是（BC）A喷气式飞机能飞出大气层B. 每秒喷出一定量的气体时，喷气速度越大，飞机受到的推力越大C. 战斗开始前抛掉副油箱，在喷气情况相同时，可以飞得更快，操作越灵活D. 以上说法都不正确解析：喷气飞机的发动机是靠空气中的氧气助燃的，A错；每秒喷出一定量的气体△ m 时，设喷气速度为v0，根据反冲原理：△ m- v0= M\2 —MV.一M\2 —MVl 即厶m- v0 = M\2 —MV.可见，v0越大，飞机受到的推力F=上越大，B正确；而惯性的大小与质量有关，故C正确.4 •小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3 S4（图中未全画出）•要使小车向前运动，可采用的方法是（B）A. 打开阀门S1 B •打开阀门S2C.打开阀门S3 D •打开阀门S4解析：据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为0,由0= m水v水+ m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出.5•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（B）A. 燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭B. 火箭发动机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，然后向后推出，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：火箭工作的原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得的反冲速度，故选项B对.能丄捌丄6•质量为m的人，原来静止在乙船上，甲、乙两船质量均为M开始时都静止，人先跳到甲船，立即再跳回乙船，这时两船速度大小之比为v甲：v乙等于（C）A. 1 : 1 B . m：MC. （n^ M : M D . m：（W m解析：对人及甲、乙两船，由动量守恒定律得：Mv甲一（M+ R）V乙=0，即v甲：v乙=（m+ M : M7.步枪的质量为4.1 kg，子弹的质量为9.6 g，子弹从枪口飞出时的速度为865 m/s ,则步枪的反冲速度大小约为（A）A. 2 m/sB. 1 m/sC. 3 m/sD. 4 m/s解析：由动量守恒得：9. 6XX 865 —4.1 v 枪=0, v 枪=2 m/s.&质量m= 100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着口甲=40 kg、m乙=60 kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸 3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为（A）A. 0.6 m/s，向左B . 3 m/s，向左C. 0.6 m/s，向右D . 3 m/s，向右解析：甲、乙和船组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，开始时总动量为零，根据动量守恒定律有 0=— m 甲v 甲+ m 乙v 乙+ mv 解得v 数据解得v =— 0.6 m/s ，负号说明小船的速度方向向左，故选项A 正确.9•光滑水平面上一长 L 、质量为M 的平板车一端站着一质量为 m 的人，开始时，人、车均静止，当人从车一端走到另一端时，人、车的位移各是多大？解析：人、车系统动量守恒，在任一时刻动量之和为零，设人前进的方向为正方向，则 有：mvr — MvM= 0，①①式说明即使人不是匀速行走，任一时刻人、车速度大小比等于其质量的反比，故全在人从车一端走到另一端的过程中， 车向左退，如图所示，此过程中人的位移 sm 与车的位移sM 之和为车长L , 即卩sM+ sm= L ,③10.如图所示，小球 A 系在细线的一端，线的另一端固定在O 点，O 点到水平面的距离为h .物块B 质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于 O 点正下方，物块与水平面间 的动摩擦因数为 卩.现拉动小球使线水平伸直，AQ ------------- 0 -r1i » I ' A 'N\ :h! Bv小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至 最高点时到水平面的距离为小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g ,求物块B 刚被碰后瞬间速度的大小.解析：设小球的质量为m ,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为 v 1，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有，代入过程人、车的平均速度也满足此关系，即:msm MsM —T ■— L ，②由②③解得人、车的位移sm= ML mL M+ m ，sM=M+ m i答案：人、车的位移大小各是ML mL M^ m M+ m imgh=，得v1=』2gh.设碰后小球反弹的速度大小为v1',同理有：h®, ghmg l6=，得v1 =8 .设碰后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有mv l = - mvl'+ 5m\2,2019-2020年高中物理第1章第4节分子间的相互作用力学案粤教版选修3-31. 知道分子间同时存在着相互作用的引力和斥力.2. 知道实际表现的分子力是斥力和引力的合力，记住分子力随分子间距离变化的规律.3•能用分子解释简单的现象.分子引力* 一分子力分产力随分F距离变化规律i. 大量事实说明分子间存在相互吸引力和相互排斥力.研究表明，二者是同时存在、同时变化的，把两者相等的位置叫平衡位置.2•分子间的相互作用力图象如图所示，由图可知，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，当r = r0时，F斥=F弓I, F合=0;当r = r1时，F斥〉F弓I,分子力表现为斥力, 当r = r2时，F斥v F弓I,分子力表现为弓I力.3. 平衡位置的距离r0的大小与分子的大小相当，其数量级为10—10 m当分子间距离的数量级大于10—9m时，分子间的作用力近似为零，因此，分子力的作用距离很短.4. 组成物质的分子是由原子组成的,原子内部有带正电的原子核和外部带负电的电子，巩固提升这些带电粒子的相互作用引起了分子间的作用力，所以分子力在本质上是电磁力.1•下列现象能说明分子之间有相互作用力的是（A）A. —般固体难于拉伸，说明分子间有引力B. —般液体易于流动和变成小液滴，说明液体分子间有斥力C. 用气筒给自行车车胎打气，越打越费力，说明压缩后的气体分子间有斥力D. 高压密闭的钢筒中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力解析：固体难于拉伸，是分子间引力的表现，故A对；B中液体的流动性不能用引力、斥力来说明，它的原因是化学键的作用；自行车车胎内越打气，气体越多，气体的压强会越大，打气就越费力，这不是分子斥力的结果，况且分子斥力始终存在；在气体状态下，分子力表现为引力.钢分子间有空隙，油从筒中溢出，是外力作用的结果，而不是钢分子对油分子的斥力，故只有A正确.2. 清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠，这一物理过程中，水分子间的（D）A. 引力消失，斥力增大B. 斥力消失，引力增大C. 引力、斥力都减小D. 引力、斥力都增大解析：水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离变小，引力、斥力都随分子间的距离的减小而增大.3•下列现象不能说明分子间存在引力的是（B）A. 打湿了的两张纸很难分开B. 磁铁吸引附近的小铁钉C. 用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开D. 用电焊把两块铁焊在一起解析：只有分子间的距离小到一定程度时，才发生分子引力的作用，纸被打湿后，水分子填充了两纸间的凹凸部分，使水分子与两张纸的分子接近到引力作用范围而发生作用，故A正确；磁铁对小铁钉的吸引力在较大的距离内也可发生，不是分子引力，B错误；斧子劈柴，克服的是分子引力，C正确；电焊的原理是两块铁熔化后使铁分子达到引力作用范围而发生作用，D正确，故符合题意的为B选项.4. 分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则(A)A. F 引和F 斥是同时存在的B. F引总是大于F斥，其合力总表现为引力C. 分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大D. 分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小解析：分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力随分子间距离的变化而变化得更快一些.当r<r0 时，合力表现为斥力，随分子间距离的增大而减小.当r>r0 时，合力表现为引力，合力的大小随分子间距离的增大表现为先增大后减小.故正确选项是A.5. “破镜难圆”的原因是(D)A. 玻璃分子间的斥力比引力大B. 玻璃分子间不存在分子力的作用C. 一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零D. 两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子引力为零解析：破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到分子间有作用力的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起.6•关于分子间作用力，下面说法中正确的是(其中r0为分子间平衡位置之间的距离)(D)A. 两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力B. 两个分子间距离大于r0时，分子间只有引力C. 压缩物体时，分子间斥力增大，引力减小D. 拉伸物体时，分子斥力和引力都减小解析：分子间的引力和斥力是同时存在的，当r>r0时，它们的合力表现为引力；当r<r0 时，它们的合力表现为斥力，故A B选项均错；当物质分子间距变化时，分子的引力和斥力同时增大或减小，故C错、D对.7.下列现象可以说明分子间有引力的是(A)A. 用粉笔写字在黑板上留下字迹B. 两个带异种电荷的小球相互吸引C. 用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小的纸屑D. 磁体吸引附近的小铁钉解析：毛皮摩擦的橡胶棒能吸引轻小的纸屑及两带电小球相吸都是静电力的作用，磁铁吸引小铁钉的力是磁场力，二者跟分子力是不同性质的力，故B、C D错，粉笔字留在黑板上是由于粉笔的分子与黑板的分子存在引力的结果，故A正确.&两个分子从远处(r>10—9 m)以相等的初速度v相向运动，在靠近到距离最小的过程中，其动能的变化情况为(D)A. —直增加 B .一直减小C.先减小后增加D .先增加后减小解析：从r>10-9 m到r0时，分子间作用力表现为引力，随距离的减小，分子力做正功，分子动能增加；当分子间距离由r0减小时，分子间作用力表现为斥力，随距离减小，分子间作用力做负功，分子动能减小，D正确，A B C错误.9•如图所示，甲分子固定于坐标原点0,乙分子从无穷远处静止释放，在分子力的作用下靠近甲，图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子速度最大处是（C）A. a点B . b点C. c点D . d点解析：a点和c点处分子间的作用力为零，乙分子的加速度为零，从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子力做正功，乙分子速度增加，从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功，故乙分子由a点到d点先加速再减速，所以在c点速度最大，故C正确.10.分子甲和分子乙距离较远，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再近的这一过程中（D）A分子力总是对乙分子做正功B. 乙分子总是克服分子力做功C. 先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功D. 先是分子力对乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功解析：由于分子间距大于r0时，分子力表现为引力，因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中分子力做正功，如下图所示；由于分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，因此分子乙从距分子甲r0处继续移近甲时要克服分子力做功.。
1-6 反冲现象 火箭(教学课件)人教版(2019)物理选择性必修第一册 第一章动量守恒定律
二、火箭
节日烟花 喷气式飞机
火箭
它们都是靠喷出气流的反冲作 用而获得巨大速度的。
二、火箭
名称 长征一号 长征二号F 长征三号 长征五号 长征八号
长征系列火箭
起飞质量/吨 81.5 480 204 869 356
火箭长度/m 29.46 58.4 44.56 56.97 50.3
19
二、火箭
例9.有一只小船停在静水中，船上一人从船头走到船尾．如果人的质 量m＝60 kg，船的质量M＝120 kg，船长为L＝3 m，则船在水中移动 的距离是多少？水的阻力不计．
x1 x2
变式1：如图所示，载人气球原来静止在空中，与地面距离为h，已 知人的质量为m，气球的质量(不含人的质量)为M.若人要沿轻绳梯 返回地面，则绳梯的长度至少为多长？
A.抛出物体的质量要小于剩下物体的质量才能获得反冲 B.若抛出物体A的质量大于剩下物体B的质量,则B受的反冲力大于A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.对抛出部分和剩余部分,牛顿第二定律都适用
例6. (单选)如图所示，相同的平板车A、B、C成一直线静止在水平光滑
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
高中物理 第1章 第4、5节 反冲运动 自然界中的守恒定律课件 粤教版选修3-5
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 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．
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．
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，
发动机每秒钟喷气20次．
型”问题．
栏 目
2．处理“人船模型”问题的关键．
链
接
(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．进而可得两物体的
第一章 碰撞与动量守恒 第四节 反冲运动 第五节 自然界中的守恒定律
学习 目标
1．认识反冲运动，能举出几个反冲运动的实例．
2．结合动量守恒定律对反冲现象做出解释；进一步提
高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力．
栏 目
动量守恒定律反冲运动课件
现代的火箭主要由有效负载(如卫星探测 器等)、燃料容器、动力装置、控制系统、稳 定系统及壳体等部分组成。它自身携带全部燃 料，可在大气层内或大气层外飞行。多用于发 射卫星、宇宙飞船、航天飞机以及导弹等。
制导与控制系统 动力系统
解： 发射炮弹前，炮身和炮弹都是静止的，它们的总 动量为零，取炮弹从炮膛飞出时的速度方向为正方向。
设炮弹从炮口飞出时的速度为v1, 炮身后退的速度为v2 ， 根据动量守恒定律可得
所以
负号表示v 2 的方向同炮弹飞出的方向相反，即炮身 的速度方向是向后的，大小是1.5m/s。
练习
1. 平射炮发射一枚炮弹的过程中(忽略地面摩擦)，
有效负荷 第一级火箭 第二级火箭
第三级火箭
火箭结构示意图
中国航天事业的成就 航天技术包括运载火箭、人造卫星、航天发射场、地 面测控网和卫星地面站等几大系统，它是现代科学技术和 基础工业最新成就的综合效应。我国航天事业的兴起和发 展，体现了中国人自立于世界民族之林的志气和能力。我 国航天技术现已达到世界先进水平。
动量守恒定律反冲运动
2023/10/6
问题引入 目前，发射人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机、探 测器以及导弹都用运载火箭。火箭飞行时，由燃料产生的 高温、高压气体不断从火箭尾部喷出，使火箭获得很大的 速度，这是为什么？
一、动量守恒定律 1. 内力和外力 在相互作用的物体构成的系统里，每 个物体，既可以受到来自系统内其他物体的力，也可能受 到来自系统外其他物体的力。 系统中各物体间的相互作用力叫做内力。系统外部其 他物体对系统的作用力叫做外力。
二、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。这就是反冲 运动。
高二物理配套课件1.4、5 反冲运动 自然界中的守恒定律(粤教版选修3-5)
反冲运动 【典例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，发动机每秒钟喷气20次．
在平静的湖面上停泊着一条长为 L、质量为 M的船，如果 有一质量为m的人从船的一端走到另一端，不计水对船的 阻力，求船和人相对水面的位移各为多少？ 设人从船的一端走到另一端所用时间为 t ，人、船的平均
速度分别为 v人 、 v船 ，由人、船整个系统在水平方向上满
足动量守恒，则
图1－4、5－1
s人 s船 mv 人 －Mv 船＝ 0，即 m － M ＝ 0，s 人＋s 船＝L， t t M 由以上两式解得 s 人＝ L， M＋ m m s 船＝ L. M＋ m ① ②
应着
守恒与
(2)自然界应该是和谐对称的，在探索未知的物理规律的时
候，允许以普遍的对称性作为指引.
一、对反冲运动的进一步理解 理解反冲运动的原理及适用的公式
反冲运动和碰撞、爆炸有类似之处，相互作用力常为变力
且作用力很大，可以认为内力远大于外力，系统动量守恒 或某个方向上动量守恒，因此可以用动量守恒定律处理反 冲运动的问题．若系统初始动量为零，动量守恒定律为： m1v1′＋m2v2′＝0；若系统初始动量不为零，设分离前系统
(3)动量守恒定律和能量守恒定律，是自然界最普遍的规律，
它们研究的是物体系统，在力学中解题时必须注意动量守恒 的条件及机械能守恒的条件．在应用这两个规律时，当确定 了研究的对象及运动状态变化的过程后，可根据问题的已知 条件和要求解未知量，选择研究的两个状态列方程求解．
第一章第四节反冲运动
2．特点． (1)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． (2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能， 所以系统的总能量增加．
判断正误
(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．(√)
车以 v2 做匀速运动，
运动时间为 t＝ 2gh＝
2×1.25 10 s＝0.5 s，
在这段时间内人的水平位移 s1 和车的位移 s2 分别为 s1＝v1t，s2＝v2t.
由图可知，s1＋s2＝l. 即 v1t＋v2t＝l，则 v2＝5lt＝5×40.5 m/s＝1.6 m/s.
(2)车的水平位移为 s2＝v2t＝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 (水平方向系统没有受外力，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 v1，车的速 度为 v2，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：
设人从船头走到船尾所用时间为 t，人、船的平均速 度分别为 v 人和 v 船，人和船组成的系统动量守恒，则 mv 人－Mv 船＝0，即 mst人－Mst船＝0，得ss船人＝Mm.
又因为 s 人＋s 船＝L，可得 s 人＝MM＋mL，s 船＝M＋m m L
3．“人船模型”的相关推论 . (1)人走船走，人停船停． (2)由 s 人＝MM＋mL，s 船＝M＋m mL 可知，s 人、s 船大小 与人的运动时间和运动状态无关． (3)由ss人船＝Mm可知，人、船的位移与质量成反比．
(1)车在人跳出后到落到地板期间的反冲速度； (2)人落在平板车地板上并站定以后，车还运动吗？ 车在地面上移动的位移是多少？
动量守恒定律 课件 人教版(2019)高中物理选择性必修第一册
沿碰撞前货车运动的方向建立坐标轴，
o
设两车结合后的速度为v
两车碰撞前的总动量为 p = m1v1
两车碰撞后的总动量为 p = (m1 + m2 )v
由动量守恒定律可得： m1v1 = (m1 + m2 )v
所以
v = m1v1
m1 + m2
代入数值，得 v= 0.9 m/s
末态动量中的速度都必须是相互作用后同一时刻的瞬时速度。
动量守恒定律
03
典型例题
例题1、在下列几种现象中，动量守恒的是（ AD ）
A、在静止的光滑水平面上，车上的人从车头走到车尾 B、水平放置的轻弹簧，一端固定于墙上，另一端与置于光滑水平面 上的物体相连，开始时弹簧已有伸长，放手后物体在弹力的作用下 运动 C、甲、乙两队进行拔河比赛，甲队获胜 D、汽车拉着拖车在平直的公路上做匀速直线运动，某时刻拖车突然 脱钩离开汽车，由于司机没有发觉而保持汽车的驱动力不变，在拖 车没有完全停下来的任何一段时间
问题2：两个小球相撞后，它们的动量是否变化？动量改
变的原因是什么？
v1
v2
两个小球相撞后，它们的各自的动量 都发生改变，因为受到对方的冲量。
m1 m2
碰前
v1′ v2′
m1 m2
碰后
各自动量改变了多少呢？动量的改变量有什么关系吗？
推导动量的变化
m2
m1
F2
A
B
设：向左为正方向
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
m2 m1
m2
F1 A
动量守恒定律
01
相互作用的两个物体 的动量改变
两个相互作用的物体碰撞前后满足动量之 和不变，即总动量不改变。
高中物理 第一章 第四节 第五节 自然界中的守恒定律 粤教版选修3-5
增加，那么它在另外一个时候或另外一个地方一定有相同数量
的减少．
(2)特点：守恒定律不关心过程中的具体细节，它只是给出
了物体在初、末状态之间应该满足什么样的关系．
精选版ppt
4
(3)高中物理最重要的守恒定律有两个：一个是能量守恒，
一个是种不变性，守恒与对称之
2
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，一般都满足内力远远大于外力，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作用的两物 体间的相对速度，这时应先将相对速度转化成对地的速度，再
列动量守恒的方程求解．
(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在减小，此时
精选版ppt
12
(2)系统所受外力的合力虽不为零，但 F 内≫F 外，亦即外力 作用于系统中的物体导致的动量的改变较内力作用所导致的动
量改变小得多，则此时可忽略外力作用，系统动量近似守恒．
(3)系统所受合外力虽不为零，但系统在某一方向所受合力
为零，则系统此方向的动量守恒．
3．机械能守恒定律 在_只__有__重__力__对__物__体__做__功_的条件下，物体的动能和重力势能 发生相互转化，但_机__械__能__的__总__量__保__持__不__变_．在有弹簧弹力做功
精选版ppt
7
解析：由动量守恒定律和能量守恒定律得：
0＝mv1＋Mv2 E＝12mv21＋12Mv22
解得：v1＝
2EM mM＋m
炮弹射出后做平抛，有：h＝12gt2
x＝v1t
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8
反冲运动自然界中的守恒定律课件ppt
反冲运动与能量守恒
动量守恒定律是指在一个封闭的系统中，总动量保持不变，即系统中的所有物体动量之和为零。
反冲运动过程中，物体获得的动量和速度来自于系统中的其他物体失去的动量，因此动量守恒在反冲运动中具有重要意义。
喷气式飞机与反冲运动
制动原理
汽车制动时，刹车片与车轮接触产生摩擦力，使车轮减速并停止转动，同时车轮对地面产生向后的作用力，地面则对车轮产生向前的反作用力，即制动力。
安全因素
制动性能是汽车安全性能的重要因素之一，制动性能的好坏直接关系到汽车的安全性。
汽车制动与反冲运动
烟花表演
烟花表演是利用火药爆炸的反冲运动原理，使烟花升空并爆炸。
在航天领域中，火箭就是利用反冲运动的原理，通过向相反方向喷射气体来获得推力。
反冲运动的应用
自然界中的守恒定律
02
1
能量守恒定律
2
3
能量守恒定律是指在一个封闭的系统中，所有形式的能量在转化和传递过程中总和保持不变。
定义
该定律适用于宇宙中所有自然现象，包括物理学、化学、生物学等领域。
应用范围
热力学第一定律指出，封闭系统中的热能可以转化为其他形式的能，但总和保持不变。
重要实例
动量守恒定律是指在一个封闭的系统中，物体在不受外力作用时，其总动量保持不变。
定义
该定律适用于所有宏观物体的运动，如天体运动、碰撞等。
应用范围
碰撞中的动量守恒表明，当两个物体发生碰撞时，其总动量保持不变。
重要实例
动量守恒定律
03
重要实例
陀螺仪中的角动量守恒表明，当一个陀螺仪的自转轴不受外力矩作用时，其自转轴将保持不变。
高中物理第1章动量守恒定律6反冲现象火箭课件新人教版选择性必修第一册
m
解析 由动量守恒定律得 m0v1=(m0-m)v2+mv0,得
0 (1 -2 )+2
v0=
,A
正确。
探究点二
反冲运动的典型应用——人船模型
导学探究
人在漂浮于水面上的小船上行走,小船同时向相反的方向运动,把这个情境
抽象成模型,如图所示,长为l、质量为m0的小船停在静水中,一个质量为m
0
守恒定律有mvm-m0vm0=0,即 = 。
0
因为在人从船头走到船尾的整个过程中,每一时刻系统都满足动量守恒定
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,从
而可以判断,在人从船头走到船尾的过程中,人的位移xm与船的位移xm0之
0
比,也应与它们的质量之比成反比,即 = 。
(科学态度与责任)
基础落实·必备知识全过关
一、反冲现象
1.概念
反冲过程中机械能增加
反冲是一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分,一部分向某一个方
向运动,另一部分向相反的方向运动的现象。
2.特点
(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动。
力大时短动量变化明显
(2)反冲运动中,系统 内力 很大, 外力 可忽略,可用 动量守恒定律 来
2.处理人船模型问题的关键
(1)利用动量守恒,确定两物体的速度关系,再确定两物体通过的位移的
关系。
由于动量守恒,所以任意时刻系统的总动量为零,即m1v1=m2v2(v1、v2为两
物体的瞬时速率),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,即 m1v1 =m2v2,进而可得两物体的位
高中物理第一章动量守恒定律6反冲现象火箭课件新人教版选择性必修第一册
Δm
mΔv＋Δmu＝0，解得Δv＝－ u，其中Δm为火箭在极短时间内喷射
m
燃气的质量，喷出燃气相对于喷气前火箭的速度为u，喷出燃气后火
箭的质量为m，火箭喷气后速度的增加量为Δv.
典例示范
例3 一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，
2．影响火箭获得速度大小的因素
(1)喷气速度：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 000 m/s～5 000
m/s.
(2)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
越大
越大
比．喷气速度________，质量比________，火箭获得的速度越大．
3．现代火箭的主要用途：利用火箭作为________工具，如发射探测
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？
针对训练2 如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上
的质量为M(含水)的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质
量为m的水以相对地面为v0的速度竖直向下喷出．已知重力加速度为g，
空气阻力不计，下列说法正确的是(
)
A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B．水喷出的过程中，火箭和水的机械能守恒
Mv0
C．火箭获得的最大速度为
M−m
2 02
D．火箭上升的最大高度为
2 －
答案：D
2
学科素养提升❸ 反冲运动中的“人船模型”
人的高度，可以把人看作质点)(
)
反冲现象+课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
一、反冲现象
水水管母喷喷出出水水时时，，水水管母获获得得一一个个反反方方向向的的速速度度
一、反冲
1.定义：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向相反方向运动的现象。
（1）不同部分在内力作用下向相反方向运动 2.反冲特点： （2）内力≫外力，动量守恒
三 、人船模型
如图，长为L、质量为M的船停在静水中，质量为m的人由静止
开始从船的一端走到船的另一端，不计水的阻力．求人和船走过
的对地位移
m船v船＝m人v人 m船x船＝m人x人
x船＋x人＝L
x人
m船 m人 m船
L,
x船
m人 m人 m船
L
x1 M x2 m
X人 X船
人动船动，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右；
（3）系统动能增加
3.反冲原理： 0 m1v1 m2v2
一、反冲现象
3.反冲现象的应用or防止
喷灌装置自动旋转
打枪时枪身顶在肩上
发射火箭
1. 古代火箭
二、火箭
2. 现代火箭
例题：火箭发射前的总质量为M，喷出的气体质量为m，速度 为V0，喷气结束后火箭的速度V为多大？
V=？
解：在火箭发射过程中，内力远大于外力，所以
M-m
动量守恒。设火箭的速度方向为正方向，
正
方
向
由动量守恒得：0= （M-m)V -mV0
m
V0
课堂练习
二、火箭
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，求当第三 次气体喷出后，火箭的速度多大？
高中物理人教版(2019)选择性必修第一册 第一章动量守恒定律第6节反冲现象 火箭课件
3. 速度
①喷气速度：v ②质量比M/m
当堂检测
1.下列所描述的事例或应用中，没有利用反冲原理的是（D ） A.喷灌装置的自动旋转 B.章鱼在水中前行和转向 C.运载火箭发射过程 D.码头边轮胎的保护作用 解析：A错：喷灌装置的自动旋转是利用了水流喷出时的反冲作用。 B错：章鱼在水中前行和转向是利用了喷出的水的反冲作用。 C错：火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲原理。 D对：码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用了反冲原理。
要点提示: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。
如图所示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人由静止开始从船的一端走到船 的另一端，不计水的阻力．
解析：人和船系统动量守恒, Mv1=mv2 二者位移关系：x1+x2=L 任一时刻人和船的动量大小相等，所以二者平均动量相等。
M 20m
3.［多选］如图所示，质量为m、半径为r的小 球，放在内半径为R、质量为M=5m的大空心球 内，大球开始时静止在光滑水平面上，当小球 由图中位置无初速释放沿内壁滚到最低点时，
下列说法中正确的是 （ BC）
A.M与m系统动量守恒 B.M与m系统动量不守恒
C.M的对地位移大小为 R r 6
方向。由人船模型可知m
Rrx t
=M
x t
，解得M的
Rr 对地位移大小为x= 6 ，m的对地位移大小为
5(R r) 6。
谢谢！
高中物理 选择性必修第一册
6 第一章
第
节
反冲现象 火箭
学习目标
1. 通过实验认识反冲运动，能举出反冲运动的实例，知道火箭的发射式反冲现象。 2. 能结合动量守恒定律对常见的反冲现象作出解释。 3. 了解我国航天事业的巨大成就，增强对我国科学技术发展的自信。
精品2019学年高中物理第一章碰撞与动量守恒第四节反冲运动同步备课教粤教版选修3_62
第四节反冲运动[学习目标] 1.了解反冲运动及反冲运动的典型事例.2.能够应用动量守恒定律解决反冲运动问题.3.了解火箭的工作原理及决定火箭最终速度大小的因素．一、反冲运动[导学探究] 在生活中常见到这样的情形：吹饱的气球松手后喷出气体，同时向相反方向飞去；点燃“钻天猴”的药捻，便会向后喷出亮丽的火焰，同时“嗖”的一声飞向天空；乌贼向后喷出水后，它的身体却能向前运动，结合这些事例，体会反冲运动的概念，并思考以下问题：(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？答案(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，所以可以用动量守恒定律来处理；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．[知识梳理] 反冲运动1．定义：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．这个现象叫做反冲．2．反冲运动的特点：是物体间作用力与反作用力产生的效果．3．反冲运动的条件(1)系统不受外力或所受合外力为零．(2)内力远大于外力．(3)某一方向上不受外力或所受合外力为零．4．反冲运动遵循的规律：反冲运动遵循动量守恒定律．[即学即用] 判断下列说法的正误．(1)反冲运动可以用动量守恒定律来处理．( √)(2)一切反冲现象都是有益的．( ×)(3)章鱼、乌贼的运动利用了反冲的原理．( √)(4)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．( √)(5)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．( ×)二、火箭[导学探究] (1)火箭飞行利用了怎样的工作原理？在分析火箭运动问题时可否应用动量守恒定律？(2)设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v，试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v′.(3)分析提高火箭飞行速度的可行办法．答案 (1)火箭靠向后连续喷射高速气体飞行，利用了反冲原理．由于火箭与“高温、高压”燃气组成的系统内力很大，远大于系统所受重力及阻力，故可应用动量守恒定律．(2)在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒．取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，发射后的总动量为mv ′－(M －m )v 则由动量守恒定律得0＝mv ′－(M －m )v 所以v ′＝M －m m v ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫M m －1v (3)由上问可知火箭喷气后最大的速度v ′＝(Mm－1)v 故可以用以下办法提高火箭飞行速度：①提高喷气速度；②提高火箭的质量比；③使用多级火箭，一般为三级． [知识梳理] 火箭的原理 1．工作原理应用反冲运动，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：现代液体燃料火箭的喷气速度约为2 000～4 000 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． [即学即用] 判断下列说法的正误．(1)火箭点火后离开地面加速向上运动，是地面对火箭的反作用力作用的结果．( × ) (2)在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．( √ ) 三、“人船模型”探究[导学探究] 如图1甲所示，人在漂浮在水面上的小船上行走，小船同时向着相反的方向运动，其简化运动如图乙．(不考虑船受到水的阻力)图1(1)人的速度和船的速度有什么关系？ (2)人和船的位移有什么关系？答案 (1)原来静止的“人”和“船”发生相互作用时，所受外力的矢量和为零，则动量守恒．在相互作用的过程中，由mv 1－Mv 2＝0知任一时刻“人”和“船”的速度大小之比等于质量的反比．整个过程中“人”走“船”行，“人”停“船”停．(2)因为任意时刻mv 1＝Mv 2，所以mx 1＝Mx 2，即人和船的位移与质量成反比． [知识梳理] “人船模型”的特点和遵循的规律1．满足动量守恒定律：m 1v 1－m 2v 2＝0，也有m 1x 1－m 2x 2＝0.2．运动特点：人动船动，人静船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；人、船的速度(平均速度或瞬时速度)与它们的质量成反比；人、船位移与它们的质量成反比，即v 1v 2＝x 1x 2＝m 2m 1.3．应用上述关系时要注意一个问题：即公式中v 和x 一般都是相对地面而言的． [即学即用] 分析下面的情景，判断下列说法的正误．一人从停泊在码头边的船上往岸上跳，若该船的缆绳并没拴在码头上，则： (1)船质量越小，人越难跳上岸( √ ) (2)船质量越大，人越难跳上岸( × )(3)人跳跃相对船的速度等于相对地的速度( × )一、反冲运动的应用例1 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(含橡皮塞)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)? 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方向相反解析 (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，mv ＋(M －m )v ′＝0v ′＝－m M －m v ＝－0.13－0.1×2.9 m/s＝－0.1 m/s负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反，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mv cos 60°＋(M －m )v ″＝0v ″＝－mv cos 60°M －m ＝－0.1×2.9×0.53－0.1m/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.针对训练1 如图2所示是一门旧式大炮，炮车和炮弹的质量分别是M 和m ，炮筒与地面的夹角为α，炮弹射出出口时相对于地面的速度为v 0.不计炮车与地面的摩擦，求炮身向后反冲的速度大小v 为 ．图2答案mv 0cos αM解析 取炮弹与炮车组成的系统为研究对象，因不计炮车与地面的摩擦，所以水平方向动量守恒．炮弹发射前，系统的总动量为零，炮弹发射后，炮弹的水平分速度为v 0cos α，根据动量守恒定律有：mv 0cos α－Mv ＝0 所以炮车向后反冲的速度大小为v ＝mv 0cos αM. 二、火箭原理1．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．2．火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由喷气速度v 和质量比M m(火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素决定．例2 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 ，发动机每秒钟喷气20次． (1)当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？ (2)运动第1 s 末，火箭的速度多大？ 答案 (1)2 m/s (2)13.5 m/s解析 (1)选取火箭和气体组成的系统为研究对象，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，据动量守恒定律得：(M －3m )v 3－3mv ＝0，故v 3＝3mvM －3m≈2 m/s. (2)发动机每秒钟喷气20次，以火箭和喷出的20次气体为研究对象，根据动量守恒定律得：(M －20m )v 20－20mv ＝0，故v 20＝20mvM －20m≈13.5 m/s. 针对训练2 将静置在地面上、质量为M (含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内火箭模型以相对地面的速度v 0竖直向下喷出质量为m 的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是( ) A.m M v 0 B.M m v 0 C.MM －m v 0 D.mM －mv 0 答案 D解析 应用动量守恒定律解决问题，注意火箭模型质量的变化．取向下为正方向，由动量守恒定律可得：0＝mv 0－(M －m )v ′，故v ′＝mv 0M －m，选项D 正确． 三、反冲运动的应用——“人船模型”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3 如图3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，求人和船相对地面的位移各为多少？图3答案 见解析解析 设任一时刻人与船相对地面的速度大小分别为v 1、v 2，作用前都静止．因整个过程中动量守恒，所以有mv 1＝Mv 2设整个过程中的平均速度大小分别为v 1、v 2，则有m v 1＝M v 2.两边乘以时间t 有m v 1t ＝M v 2t ，即mx 1＝Mx 2 且x 1＋x 2＝L ，可求出x 1＝Mm ＋ML ，x 2＝mm ＋ML .例4 质量为M 的热气球吊筐中有一质量为m 的人，他们共同静止在距地面为h 的高空中．现从热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，则软绳至少有多长？ 答案M ＋mMh解析 如图所示，设绳长为L ，人沿软绳滑至地面的时间为t ，由图可知，L ＝x 人＋x 球．设人下滑的平均速度大小为v 人，气球上升的平均速度大小为v 球，由动量守恒定律得：0＝Mv 球－mv 人，即0＝M x 球t －m x 人t ，0＝Mx 球－mx 人，又有x 人＋x 球＝L ，x 人＝h ，联立以上各式得：L ＝M ＋m M h .因此软绳的长度至少为M ＋mMh .1．(多选)下列属于反冲运动的是( )A ．向后划水，船向前运动B ．用枪射击时，子弹向前飞，枪身后退C ．用力向后蹬地，人向前运动D ．水流过水轮机时，水轮机旋转方向与水流出方向相反 答案 BD2．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图4所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S 1、S 2、S 3、S 4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是( )图4A ．打开阀门S 1B ．打开阀门S 2C ．打开阀门S 3D ．打开阀门S 4答案 B解析 根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为0，由0＝m 水v 水＋m 车v 车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出小车才能向前运动．3．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 ．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭B ．火箭发动机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，然后向后推出，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 答案 B解析 火箭工作的原理是利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管以很大速度喷出，使火箭获得反冲速度向前运动，故选B 项．4．如图5所示，质量为m ，半径为r 的小球，放在内半径为R ，质量M ＝3m 的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上，求当小球由图中位置无初速度释放沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离．图5答案R －r4解析 由于水平面光滑，系统水平方向上动量守恒，设同一时刻小球的水平速度大小为v 1，大球的水平速度大小为v 2，由水平方向动量守恒有：mv 1＝Mv 2，所以v 1v 2＝Mm.设小球到达最低点时，小球的水平位移为x 1，大球的水平位移为x 2，则x 1x 2＝v 1v 2＝M m，由题意：x 1＋x 2＝R －r 解得x 2＝mM ＋m(R －r )＝R －r4.一、选择题(1～7题为单选题，8～10题为多选题) 1．关于反冲运动的说法中，正确的是( )A ．抛出物m 1的质量要小于剩下的质量m 2才能获得反冲B ．若抛出质量m 1大于剩下的质量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 ．对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律 答案 D解析 反冲运动是指由于系统的一部分物体向某一方向运动，而使另一部分向相反方向运动．定义中并没有确定两部分物体之间的质量关系，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的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．某人站在静止于水面的船上，从某时刻开始，人从船头走向船尾，水的阻力不计，下列说法不正确的是( ) A ．人匀速运动，船则匀速后退，两者的速度大小与它们的质量成反比 B ．人走到船尾不再走动，船也停止不动C ．不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比D ．船的运动情况与人行走的情况无关 答案 D解析 由动量守恒定律可知，A 、B 、C 正确，D 不正确．3．一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是( ) A ．动量不变，速度增大 B ．动量变小，速度不变 C ．动量增大，速度增大 D ．动量增大，速度减小答案 A解析 整个过程动量守恒，由于两发炮弹的总动量为零，因而船的动量不变．又因为船发射炮弹后质量减小，因此船的速度增大．4．静止的实验火箭，总质量为M ，当它以对地速度v 0喷出质量为Δm 的高温气体后，火箭的速度为( ) A.ΔmM －Δmv 0 B ．－ΔmM －Δmv 0C.ΔmMv 0D ．－Δm Mv 0答案 B解析 火箭整体动量守恒，则有(M －Δm )v ＋Δmv 0＝0，解得：v ＝－ΔmM －Δmv 0，负号表示火箭的运动方向与v 0方向相反．5．如图1所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M ，顶端高度为h ，今有一质量为m 的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是( )图1A.mh M ＋mB.MhM ＋mC.mh(M ＋m )tan αD.Mh(M ＋m )tan α答案 C解析 此题属“人船模型”问题，m 与M 组成的系统在水平方向上动量守恒，设m 在水平方向上对地位移为x 1，M 在水平方向对地位移为x 2，因此0＝mx 1－Mx 2. ① 且x 1＋x 2＝htan α. ②由①②可得x 2＝mh(M ＋m )tan α，故选C.6．如图2所示，一个质量为m 1＝50 kg 的人抓在一只大气球下方，气球下面有一根长绳．气球和长绳的总质量为m 2＝20 kg.当静止时人离地面的高度为h ＝5 m ，长绳的下端刚好和水平面接触．如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，他离地高度是(可以把人看做质点)( )图2A ．5 mB ．3.6 mC ．2.6 mD ．8 m答案 B解析 当人滑到绳下端时，设人与气球相对地面的位移大小分别为h 1、h 2，由动量守恒得：m 1h 1t ＝m 2h 2t，且h 1＋h 2＝h .解得h 1≈1.4 m．所以他离地高度H ＝h －h 1＝3.6 m ，故选项B 正确．7．穿着溜冰鞋的人静止站在光滑的冰面上，沿水平方向举枪射击，每次射击时子弹对地速度相等，设第一次射出子弹后，人相对于地后退的速度为v ，下列说法正确的是( )A ．无论射出多少子弹，人后退的速度都为vB ．射出n 颗子弹后，人后退的速度为nvC ．射出n 颗子弹后，人后退的速度小于nvD ．射出n 颗子弹后，人后退的速度大于nv 答案 D解析 设人、枪(包括子弹)的总质量为M ，每颗子弹质量为m ，子弹射出速度为v 0，射出第1颗子弹，有0＝(M －m )v －mv 0，设人射出n 颗子弹后相对于地后退的速度为v ′，则(M －nm )v ′＝nmv 0，可得v ＝mv 0M －m ，v ′＝nmv 0M －nm，因M －m >M －nm ，所以v ′>nv ，故选项D 正确．8．A 、B 两船的质量均为M ，它们都静止在平静的湖面上，当A 船上质量为M2的人以水平速度v 从A 船跳到B 船，再从B 船跳回A 船．设水对船的阻力不计，经多次跳跃后，人最终跳到B 船上，则( ) A ．A 、B 两船的速度大小之比为3∶2 B ．A 、B (包括人)动量大小之比为1∶1 C ．A 、B (包括人)动量之和为零D ．因跳跃次数未知，故以上答案均无法确定 答案 ABC解析 选A 船、B 船和人这三个物体为一系统，则它们的初始总动量为0.由动量守恒定律可知，系统以后的总动量将一直为0.选最终B 船的运动方向为正方向，则由动量守恒定律可得：0＝(M ＋M2)v B ＋Mv A解得：v B ＝－23v A所以A 、B 两船的速度大小之比为3∶2，选项A 正确．A 和B (包括人)的动量大小相等，方向相反，动量大小之比为1∶1，选项B 正确．由于系统的总动量始终守恒为零，故A 、B (包括人)动量之和也始终为零，选项C 正确． 9．一平板小车静止在光滑的水平地面上，甲、乙两人分别站在车的左、右端，当两人同时相向而行时，发现小车向左移，则( )A ．若两人质量相等，必有v 甲>v 乙B ．若两人质量相等，必有v 甲<v 乙C ．若两人速率相等，必有m 甲>m 乙D ．若两人速率相等，必有m 甲<m 乙 答案 AC解析 甲、乙两人和小车组成的系统动量守恒，且总动量为零，甲动量方向向右，小车动量方向向左，说明|p甲|＝|p 乙|＋|p 车|，即m 甲v 甲＞m 乙v 乙，若m 甲＝m 乙，则v 甲＞v 乙，A 对，B 错；若v 甲＝v 乙，则m 甲＞v 乙，C 对，D 错． 10．假设一个小型宇宙飞船沿人造地球卫星的轨道在高空中绕地球做匀速圆周运动，如果飞船沿其速度相反的方向抛出一个质量不可忽略的物体A ，则下列说法正确的是( ) A ．A 与飞船都可能沿原轨道运动B ．A 与飞船都不可能沿原轨道运动C ．A 运动的轨道半径可能减小，也可能增加D ．A 可能沿地球半径方向竖直下落，而飞船运行的轨道半径将增大 答案 CD解析 抛出物体A 后，由反冲原理知飞船速度变大，所需向心力变大，从而飞船做离心运动，离开原来轨道，半径增大；物体A 的速率可能比原来的速率大，也可能比原来的速率小或相等，也可能等于零从而竖直下落．选项A 、B 错误，选项C 、D 正确． 二、非选择题11．如图3所示，带有光滑的半径为R 的14圆弧轨道的滑块静止在光滑水平面上，滑块的质量为M ，将一个质量为m的小球从A 处由静止释放，当小球从B 点水平飞出时，滑块的速度为多大？图3答案 m2gRM (M ＋m )解析 运动过程中小球和滑块组成的系统机械能守恒，又因为系统在水平方向不受外力，故系统水平方向动量守恒，设小球从B 点飞出时速度大小为v 1，滑块的速度大小为v 2，则有：mv 1－Mv 2＝0，mgR ＝12mv 12＋12Mv 22，解得v 2＝m2gRM (M ＋m ).12．课外科技小组制作了一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10－4m 3/s ，喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg ，则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是103kg/m 3. 答案 4 m/s解析 “水火箭”喷出水流做反冲运动，设火箭原来总质量为M ，喷出水流的流量为Q ，水的密度为ρ，喷出水流的速度为v ，火箭的反冲速度为v ′， 由动量守恒定律得 (M －ρQt )v ′＝ρQtv ， 火箭启动2 s 末的速度为 v ′＝ρQtv M －ρQt ＝4 m/s.。
动量守恒定律的应用—反冲运动课件-高二上学期物理粤教版(2019)选择性必修第一册
【强化练习】
教材P21 第4题
【2】一火箭喷气发动机每次喷出m＝200g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＝300kg，发动机每秒钟喷气20次。
(1)当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？
(2)运动第1 s末，火箭的速度多大？
【强化练习】
【3】如图所示是一门旧式大炮，炮车 不包含炮弹 和炮弹的质量分别是
第一章
第四节
动量与动量守恒定律
动量守恒定律的应用
——反冲运动
【回顾旧知】
1
A
动量守恒定律的适用条件与表达式
2
B
F
A
B
F`
1’
2’
A
B
多个物体发生相互作用（如碰撞），分析A与B组成的系统，该系
统所受外力矢量和为零，则该系统的总动量保持不变。
F合外=0时，系统的总动量守恒
公式表示为
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
气达到一定温度时，胶塞从加热管口喷出，小车也反向前行。
抽象为
A
B
主体问题：该反冲运动过程中反冲小车系统动量守恒吗？
【规律探析】
自主思考 解析问题
vA
A
FA
B
vB
FB
反冲小车系统在反冲运动过程中
小车（A）与胶塞（B）之间的相互作用力是系统的内力，相互作
用力很大且作用时间短，远大于小车系统所受的外力（如阻力等）
基于反冲运动中的动量守恒规律，解决实际问题
【应用2】如右图，用火箭发射人造卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳
体和卫星一起以速度 = . × / 绕地球做匀速圆周运动。已知卫星质量
反冲运动自然界中的守恒定律课件ppt
反冲运动的未来发展与挑战
05
随着高性能材料的不断发展，反冲运动在航天、军事等领域的应用潜力得以不断提升。
总结词
高性能材料如碳纤维、钛合金等具有轻质、高强度等特点，能够有效提升反冲运动中推进剂的能量密度和性能，从而延长反冲运动物体的运动距离和速度。
详细描述
高性能材料在反冲运动中的应用
总结词
反冲运动在太空探索领域具有广泛的应用前景，有望推动太空探索的发展。
火箭推进原理
枪炮的内部结构
枪炮的发射原理与火箭推进原理类似，通过点燃火药产生高速气体，推动弹丸射出枪管或炮管。
枪炮的射击精度
反冲运动对于枪炮的射击精度也有一定影响，如后坐力会使枪管或炮管产生微小偏离，影响弹丸的命中率。
枪炮的发射原理
反冲运动中的守恒定律
03
定律概述
动量守恒定律是自然界中一个基本的守恒定律，它表述了在一个封闭系统内，系统的总动量保持不变。
详细描述
利用反冲运动进行太空探测、星际旅行等任务，能够实现高效、可持续的推进，同时避免使用大量推进剂，降低了任务成本和难度。
反冲运动在太空探索中的应用前景
总结词
反冲运动在军事领域的应用前景广阔，可应用于高速飞行器、导弹等武器装备。
详细描述
反冲运动能够为军事装备提供快速、高效的机动能力，同时具有隐蔽性等特点，增强了军事打击效果和突防能力。
守恒定律的体现
反冲运动的重要性和意义
深入理论研究
目前对于反冲运动的研究还有很多未解决的问题和挑战，例如在复杂系统和微观尺度上的反冲运动，以及反冲运动与量子力学的关系等。未来的研究将进一步深入这些领域，以推动理论的发展和突破。
对未来研究和发展的展望
应用领域的拓展
物理人教版(2019)选择性必修第一册1.6反冲现象、火箭(共22张ppt)
灌溉喷水器
反 冲 的 应 用
灌溉喷水器是利用反冲原理设计的一种自动灌溉装置，转动方 向与水的喷射方向相反,水的前进导致管的后退，弯管就旋转起来。
农田、园林的灌溉装置能够一边喷水一边旋转，这是因为喷 口的朝向略有偏斜，水从喷口喷出时，喷管因反冲而旋转， 这样可以自动改变喷水的方向。
v' = ( m / M ) v
=[(0.02÷8) x1000]m/s =2.5m/s
牛刀小试
1.(反冲现象的计算)步枪的质量为4.1 kg，子弹的质量
为9.6 g，子弹从枪口飞出时的速度为855 m/s，步枪
A 的反冲速度为( )
A.2 m/s B.1 m/s C.3 m/s D.4 m/s
解析 以子弹从枪口飞出时速度的反方向为正方向，由动量守恒定律：
炮连射时起到“止退”的作用，提高命中精度而精心设计的。
步枪射击
射击时，子弹向前飞去，由于动量守恒，枪身获得向后的 动量，发生反冲现象，因此肩膀会感到痛。
例：机关枪重8Kg，射出的子弹质量为20g，若子弹的 出口速度为1000m/s，则机枪的后退速度v’是多大？
解：机枪和子弹这一系统动量守恒，取子 弹的速度方向为正方向，由动量守恒定 律得：0=m v -M v'
例 ：火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后火箭的质量为m，火箭燃气的喷
v v 射速度为 ，求燃料燃尽后火箭的飞行速度 1为多大？
由动量守恒得 ： mv (M m)v1 0
v
(M
m)v1 m
(M m
1)v1
燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质 量比M 共同决定 。
m
火箭起飞前的质量
1.6 反冲现象、火箭
第4、5节反冲运动,自然界中的守恒
的 守 恒 定 律
1．如图所示，设车厢长为 L，质量为
M，静止在光滑水平面上，车厢内有一质量
为 m 的物体，以速度 v0 向右运动，与车厢
壁来回碰撞 n 次后，静止于车厢中，这时车厢的速度为( )
A．v0，水平向右
B．0
C．Mm＋v0m，水平向右 D.Mm－v0m，水平向右
一、知道什么是反冲运动 二、反冲运动的特点
1.物体原先静止 2.内力作用下一分为二 3.两部分运动方向相反
三、原理: 动量守恒定律 四、应用：知道火箭的飞行原理和用途
18
【课堂练习】
2.2016年10月17号，我国发射“神舟十一号”飞船，实现了 33天的太空之旅，运载飞船的火箭升空过程及其对加速原 因分析正确的是（ ） A.火箭不能在太空中飞行，因为太空中没有空气 B.火箭喷出燃气时受到燃气的反作用力，使火箭向前飞行 C.火箭吸入空气，然后向后推出，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
A．A开始运动时
B．A的速度等于v时
C．B的速度等于零时
D．A和B的速度相等时
4．A、B两物体在水平面上相向运动，其中物体 A的质量为 mA＝4 kg，两球发生相互作用前后的 运动情况如图所示，则由图可知，B物体的质量是 多少？
课前观看
1.水管向下喷水，抱着水管的汤姆猫 一起向上“飞往太空”
2.往左喷气，气球往右飞； 往右喷气，气球往左飞
(M m)v mv0 0
解得：v0=0.12m/s
1（山东沂水一模）某同学为研究反冲运动，设计了如图 所示的装置，固定有挡光片的小车内表面水平，置于光滑 水平面上，挡光片宽为d，小车的左侧不远处有固定的光 电门，用质量为m的小球压缩车内弹簧，并锁定弹簧，整 个装置处于静止，解除锁定，小球被弹射后小车做反冲运 动并通过光电门，与光电门连接的计时器记录挡光片挡光 时间为t，小车、弹簧和挡光片的总质量为3m，则小球被 弹出瞬间相对于地面的速度大小为（ )
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2019-2020年高中物理 第1章 第4、5节 反冲运动 自然界中的守恒定律学案 粤教版选修3-5反冲运动⎩⎪⎨⎪⎧遵循的规律应用⎩⎪⎨⎪⎧解释火箭、喷气式飞机等的工作原理处理“人船模型”等实际问题 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．基础达标1．下列不属于反冲运动的是(B )A ．喷气式飞机的运动B ．直升飞机的运动C ．火箭的运动D ．反击式水轮机的运动解析：直升飞机是螺旋浆与外部空气作用不是反冲，其他三种是反冲运动．2．一人静止于光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是(D )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3．(多选)关于喷气式飞机的飞行情况，以下说法正确的是(BC )A ．喷气式飞机能飞出大气层B ．每秒喷出一定量的气体时，喷气速度越大，飞机受到的推力越大C ．战斗开始前抛掉副油箱，在喷气情况相同时，可以飞得更快，操作越灵活D ．以上说法都不正确解析：喷气飞机的发动机是靠空气中的氧气助燃的，A 错；每秒喷出一定量的气体Δm 时，设喷气速度为v 0，根据反冲原理：Δm ·v 0＝Mv 2－Mv 1.即Δm ·v 0＝Mv 2－Mv 1.可见，v 0越大，飞机受到的推力F ＝Mv 2－Mv 1t越大，B 正确；而惯性的大小与质量有关，故C 正确．4．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)．要使小车向前运动，可采用的方法是(B )A．打开阀门S1 B．打开阀门S2C．打开阀门S3 D．打开阀门S4解析：据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为0，由0＝m水v水＋m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出．5．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(B)A．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭B．火箭发动机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，然后向后推出，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：火箭工作的原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得的反冲速度，故选项B对．能力提升6．质量为m的人，原来静止在乙船上，甲、乙两船质量均为M，开始时都静止，人先跳到甲船，立即再跳回乙船，这时两船速度大小之比为v甲∶v乙等于(C) A．1∶1 B．m∶MC．(m＋M)∶M D．m∶(M＋m)解析：对人及甲、乙两船，由动量守恒定律得：Mv甲－(M＋m)v乙＝0，即v甲∶v乙＝(m＋M)∶M.7．步枪的质量为4.1 kg，子弹的质量为9.6 g，子弹从枪口飞出时的速度为865 m/s，则步枪的反冲速度大小约为(A)A．2 m/s B．1 m/s C．3 m/s D．4 m/s解析：由动量守恒得：9．6×× 865－4.1v枪＝0，v枪＝2 m/s.8．质量m＝100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝40 kg、m乙＝60 kg 的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为(A)A．0.6 m/s，向左 B．3 m/s，向左C．0.6 m/s，向右 D．3 m/s，向右解析：甲、乙和船组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，开始时总动量为零，根据动量守恒定律有0＝－m 甲v 甲＋m 乙v 乙＋mv ，解得v ＝－（－m 甲v 甲＋m 乙v 乙）m，代入数据解得v ＝－0.6 m/s ，负号说明小船的速度方向向左，故选项A 正确．9．光滑水平面上一长L 、质量为M 的平板车一端站着一质量为m 的人，开始时，人、车均静止，当人从车一端走到另一端时，人、车的位移各是多大？解析：人、车系统动量守恒，在任一时刻动量之和为零，设人前进的方向为正方向，则有：mvm －MvM ＝0，①①式说明即使人不是匀速行走，任一时刻人、车速度大小比等于其质量的反比，故全过程人、车的平均速度也满足此关系，即：msm t －MsM t＝0，② 在人从车一端走到另一端的过程中，车向左退，如图所示，此过程中人的位移sm 与车的位移sM 之和为车长L ，即sM ＋sm ＝L ，③由②③解得人、车的位移sm ＝ML M ＋m ，sM ＝mL M ＋m . 答案：人、车的位移大小各是ML M ＋m 、mL M ＋m. 10．如图所示，小球A 系在细线的一端，线的另一端固定在O 点，O 点到水平面的距离为h .物块B 质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O 点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为h 16.小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g ，求物块B 刚被碰后瞬间速度的大小．解析：设小球的质量为m ，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v 1，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有mgh ＝，得v 1＝2gh .设碰后小球反弹的速度大小为v 1′，同理有：mg h 16＝，得v 1′ ＝gh 8.设碰后物块的速度大小为v 2，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有mv 1＝－mv 1′＋5mv 2，得v 2＝gh 8. 答案：gh82019-2020年高中物理 第1章 第4节 分子间的相互作用力学案 粤教版选修3-31．知道分子间同时存在着相互作用的引力和斥力．2．知道实际表现的分子力是斥力和引力的合力，记住分子力随分子间距离变化的规律．3．能用分子解释简单的现象．1．大量事实说明分子间存在相互吸引力和相互排斥力．研究表明，二者是同时存在、同时变化的，把两者相等的位置叫平衡位置．2．分子间的相互作用力图象如图所示，由图可知，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，当r＝r0时，F斥＝F引，F合＝0；当r＝r1时，F斥＞F引，分子力表现为斥力，当r＝r2时，F斥＜F引，分子力表现为引力．3．平衡位置的距离r0的大小与分子的大小相当，其数量级为10－10 m，当分子间距离的数量级大于10－9 m时，分子间的作用力近似为零，因此，分子力的作用距离很短．4．组成物质的分子是由原子组成的，原子内部有带正电的原子核和外部带负电的电子，这些带电粒子的相互作用引起了分子间的作用力，所以分子力在本质上是电磁力．1．下列现象能说明分子之间有相互作用力的是(A)A．一般固体难于拉伸，说明分子间有引力B．一般液体易于流动和变成小液滴，说明液体分子间有斥力C．用气筒给自行车车胎打气，越打越费力，说明压缩后的气体分子间有斥力D．高压密闭的钢筒中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力解析：固体难于拉伸，是分子间引力的表现，故A对；B中液体的流动性不能用引力、斥力来说明，它的原因是化学键的作用；自行车车胎内越打气，气体越多，气体的压强会越大，打气就越费力，这不是分子斥力的结果，况且分子斥力始终存在；在气体状态下，分子力表现为引力．钢分子间有空隙，油从筒中溢出，是外力作用的结果，而不是钢分子对油分子的斥力，故只有A正确．2．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠，这一物理过程中，水分子间的(D)A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大解析：水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离变小，引力、斥力都随分子间的距离的减小而增大．3．下列现象不能说明分子间存在引力的是(B)A．打湿了的两张纸很难分开B．磁铁吸引附近的小铁钉C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开D．用电焊把两块铁焊在一起解析：只有分子间的距离小到一定程度时，才发生分子引力的作用，纸被打湿后，水分子填充了两纸间的凹凸部分，使水分子与两张纸的分子接近到引力作用范围而发生作用，故A正确；磁铁对小铁钉的吸引力在较大的距离内也可发生，不是分子引力，B错误；斧子劈柴，克服的是分子引力，C正确；电焊的原理是两块铁熔化后使铁分子达到引力作用范围而发生作用，D正确，故符合题意的为B选项．4．分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则(A)A．F引和F斥是同时存在的B．F引总是大于F斥，其合力总表现为引力C．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大D．分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小解析：分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力随分子间距离的变化而变化得更快一些．当r<r0时，合力表现为斥力，随分子间距离的增大而减小．当r>r0时，合力表现为引力，合力的大小随分子间距离的增大表现为先增大后减小．故正确选项是A.5．“破镜难圆”的原因是(D)A．玻璃分子间的斥力比引力大B．玻璃分子间不存在分子力的作用C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零D．两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子引力为零解析：破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到分子间有作用力的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起．6．关于分子间作用力，下面说法中正确的是(其中r0为分子间平衡位置之间的距离)(D) A．两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力B．两个分子间距离大于r0时，分子间只有引力C．压缩物体时，分子间斥力增大，引力减小D．拉伸物体时，分子斥力和引力都减小解析：分子间的引力和斥力是同时存在的，当r>r0时，它们的合力表现为引力；当r<r0时，它们的合力表现为斥力，故A、B选项均错；当物质分子间距变化时，分子的引力和斥力同时增大或减小，故C错、D对．7．下列现象可以说明分子间有引力的是(A)A．用粉笔写字在黑板上留下字迹B．两个带异种电荷的小球相互吸引C．用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小的纸屑D．磁体吸引附近的小铁钉解析：毛皮摩擦的橡胶棒能吸引轻小的纸屑及两带电小球相吸都是静电力的作用，磁铁吸引小铁钉的力是磁场力，二者跟分子力是不同性质的力，故B、C、D错，粉笔字留在黑板上是由于粉笔的分子与黑板的分子存在引力的结果，故A正确．8．两个分子从远处(r>10－9 m)以相等的初速度v相向运动，在靠近到距离最小的过程中，其动能的变化情况为(D)A．一直增加 B．一直减小C．先减小后增加 D．先增加后减小解析：从r>10－9 m到r0时，分子间作用力表现为引力，随距离的减小，分子力做正功，分子动能增加；当分子间距离由r0减小时，分子间作用力表现为斥力，随距离减小，分子间作用力做负功，分子动能减小，D正确，A、B、C错误．9．如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处静止释放，在分子力的作用下靠近甲，图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子速度最大处是(C)A．a点 B．b点C．c点 D．d点解析：a点和c点处分子间的作用力为零，乙分子的加速度为零，从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子力做正功，乙分子速度增加，从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功，故乙分子由a点到d点先加速再减速，所以在c点速度最大，故C正确．10．分子甲和分子乙距离较远，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再近的这一过程中(D)A．分子力总是对乙分子做正功B．乙分子总是克服分子力做功C．先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功D．先是分子力对乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功解析：由于分子间距大于r0时，分子力表现为引力，因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中分子力做正功，如下图所示；由于分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，因此分子乙从距分子甲r0处继续移近甲时要克服分子力做功．。