人教版物理选修35作业第16章 第5节反冲运动 火箭.docx
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人教版物理选修35作业第16章第5节反冲运动火箭
第5节 反冲运动 火箭
1．一个静止的物体在______的作用下分裂为两个部分，一部分向某一个方向运动，另一
部分必然向______的方向运动的现象称为反冲运动．
（1）物体的不同部分在____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______________来处理．
（3）反冲运动中，由于有__________能转变为______能，所以系统的总动能________．
（4）反冲现象的应用及防止
①应用：
农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出时，一边喷水一边______．
②防止：
用枪射击时，由于枪身的反冲会影响射击的________，所以用步枪射击时要把
枪身抵在__________，以减少反冲的影响．
2．利用______运动，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
获得巨大的______，这就是火箭的工作原理．
影响火箭获得速度大小的因素有：
（1）喷气速度：
现代液体燃料火箭的喷气速度约为2000m/s～4000m/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______之比．喷气速度
______，质量比______，火箭获得的速度越大．
3．下列属于反冲运动的是（ ）
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
4．假定冰面是光滑的，某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，则可行的办法是（ ）
A．步行B．挥动双臂
C．在冰面上滚动D．脱去外衣抛向岸的反方向
5．采取下列措施有利于增大喷气式飞机的飞行速度的是（ ）
A．使喷出的气体速度更大
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
6．一静止的质量为M的原子核，以相对于地的水平速度v放射出一质量为m的粒子后，
原子核剩余部分反冲运动的速度大小为（ ）
A.
B.
C.
vD.
v
图1
7．如图1所示为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3
的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y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v0向x轴
正方向平动，要使探测器改为向x轴正向偏y轴负向60°的方向以原来的速率v0平动，
则可（ ）
A．先开动P1适当时间，再开动P4
B．先开动P3适当时间，再开动P2
C．先开动P4适当时间，再开动P2
D．先开动P3适当时间，再开动P4
【概念规律练】
知识点一 反冲现象
1．一颗质量为0.02kg的子弹以2700m/s的速度从枪口射出，枪身的质量为7.5kg，若
枪是自由放置的，设子弹射出的方向为正方向，则枪的反冲速度是________m/s.
2．一门旧式大炮，炮身的质量M＝1000kg，水平发射一枚质量是2.5kg的炮弹．如果
炮弹从炮口飞出时的速度是600m/s，求炮身后退的速度大小．
知识点二 火箭的运动
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．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭
B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后迅速喷出，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
4．火箭发动机每次喷出m0＝200g的气体，喷出的气体相对于地面的速度为v＝1000
m/s，设火箭的初质量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，火箭在1s末的速度为多大？
【方法技巧练】
一、用“人船模型”分析实际问题
图2
5．如图2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，
若不计水的黏滞阻力，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？
6．质量为M的热气球吊筐中有一质量为m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，则软绳至少有多
长？
二、利用动量守恒、机械能守恒解决反冲运动问题的方法
图3
7．如图3所示，带有光滑的半径为R的1/4圆弧轨道的滑块静止在光滑水平面上，滑块
的质量为M.使一质量为m的小球由静止从A点沿圆弧轨道释放，当小球从B点水平飞
出时，滑块的速度为多大？
图4
1．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（ ）
A．打开阀门S1B．打开阀门S2
C．打开阀门S3D．打开阀门S4
2．静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后，
火箭的速度为（ ）
A.
B．－
C.
D．－
3．一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向释放出一物体
P，不计空气阻力，则（ ）
A．火箭一定离开原来轨道运动
B．物体P一定离开原来轨道运动
C．火箭运动半径一定增大
D．物体P运动半径一定减小
4．一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表
面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以
下关于喷气方向的描述中正确的是（ ）
A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气
B．探测器加速运动时，竖直向下喷气
C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气
D．探测器匀速运动时，不需要喷气
5．如图5所示，
图5
自行火炮（炮管水平）连同炮弹的总质量为M，在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶，
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.
B.
C.
D.
6．一个质量为M的平板车静止在光滑的水平面上，在平板车的车头与车尾站着甲、乙
两人，质量分别为m1和m2，当两人相向而行时（ ）
A．当m1>m2时，车子与甲运动方向一致
B．当v1>v2时，车子与甲运动方向一致
C．当m1v1＝m2v2时，车子静止不动
D．当m1v1>m2v2时，车子运动方向与乙运动方向一致
题 号
1
2
3
4
5
6
答 案
7.质量为M的玩具汽车拉着质量为m的小拖车，在水平地面上以速度v匀速前进，某一
时刻拉拖车的线突然断了，而小汽车的牵引力不变，汽车和拖车与地面间的动摩擦因数
相同，一切阻力也不变．则在拖车停止运动时，汽车的速度大小为________．
图6
8．一旧式高射炮的炮筒与水平面的夹角为α＝60°，当它以v0＝100m/s的速度发射出炮
弹时，炮车反冲后退，已知炮弹的质量为m＝10kg，炮车的质量M＝200kg，炮车与地
面间的动摩擦因数μ＝0.2，如图6所示．则炮车后退多远停下来？
（取g＝10m/s2）
图7
9．如图7所示，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
滑的水平桌面上，若车长为L，细杆高为h且位于小车的中点，试求：
当玩具蛙至少以
多大的水平速度v跳出，才能落到桌面上．
10.在沙堆上有一木块，质量m1＝5kg，木块上放一爆竹，质量m2＝0.1kg.点燃爆竹后，
木块陷入沙中深度为d＝5cm，若沙对木块的平均阻力为58N，不计爆竹中火药的质量
和空气阻力，求爆竹上升的最大高度．
11．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2×10－4m3/s，喷出速度保持为对地10m/s.启动前火箭总质量为1.4
kg，则启动2s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1×103kg/m3.
第5节 反冲运动 火箭
课前预习练
1．内力 相反
（1）内
（2）动量守恒定律 （3）其他形式 动 增加 （4）①旋转 ②准确性 肩部
2．反冲 速度
（2）质量 越大 越大
3．ACD [反冲现象是一个物体分裂成两部分，两部分朝相反的方向运动，故直升飞机不是反冲现象．]
4．D [因为冰面光滑，无法行走和滚动，由动量守恒定律知，只有抛出物体获得反冲速度才能到达岸边．]
5．AC [由动量守恒得mv＝（M－m）v′，v′＝
.]
6．B
7．A [探测器原来沿着x轴正方向以速率v0飞行，具有的动量为mv0，方向沿x轴正方向．如要通过操作P1、P2、P3、P4四个喷气发动机，利用反冲使得探测器仍以速率v0沿着x轴正向偏y轴负向60°的方向，即探测器动量的x分量由mv0变为mv0cos60°＝
mv0，而y分量由0变为－mv0sin60°＝－
mv0，根据反冲规律及动量定理可判定，为了使探测器运动转向，必须要开动x轴正方向喷气的发动机P1一段时间，以使探测器动量的x分量由mv0变为
mv0，再开动向y轴正方向喷气的P4一段时间，以使探测器动量的y分量由0变为－
mv0.]
课堂探究练
1．－7.2
解析 把子弹和枪看成一个系统，动量守恒，设枪和子弹的质量分别为M和m，速度分别为v1，v2，则由动量守恒定律得Mv1＋mv2＝0，得v1＝－
＝－7.2m/s.
2．见解析
解析 把炮弹和炮身看成一个系统，在发射炮弹时，炸药爆炸产生的推力远大于炮身所受到的地面的摩擦力，因此系统水平方向动量守恒．设炮身和炮弹的质量分别为M和m，炮弹飞出时的速度为v，此时炮身的速度为u，则在水平方向上根据动量守恒定律有mv＋Mu＝0，得u＝－
＝－
m/s＝－1.5m/s，负号表示炮身的速度方向与炮弹射出的方向相反．
方法总结
（1）反冲运动初状态系统的总动量一般为零．
（2）列标量方程m1v1＝m2v2或矢量方程m1v1＋m2v2＝0求解．
3．B [火箭的工作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，使火箭获得反冲速度，故正确答案为B.]
点评 本题考查了火箭的工作原理，要注意与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃气，不是外界的空气．而与带螺旋桨的直升机发生相互作用的才是空气，应注意两者的区别．
4．13.5m/s
解析 设火箭1s末的速度为v1，由于忽略了万有引力和阻力，所以动量守恒，以火箭飞行的方向为正方向，0＝（M－20m0）v1－20m0v，v1＝
＝
m/s≈13.5m/s
5．见解析
解析 设某一时刻人对地的速度为v2，船对地的速度为v1，选人前进的方向为正方向，根据动量守恒定律有：
mv2－Mv1＝0，即
＝
.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，所以每一时刻人的速度与船的速度之比，都与它们的质量成反比，从而可以得出判断：
在人从船头走到船尾的过程中，人的位移x2与船的位移x1之比，也等于它们的质量的反比，即
＝
.此式是人船模型的位移与质量的关系式，此式的适用条件是：
一个原来静止的系统，在系统内发生相对运动的过程中，有一个方向的动量守恒（如水平方向或竖直方向）．使用这一关系式时应注意：
x1和x2是相对同一参考系的位移．由图可以看出：
x1＋x2＝l，
＝
，所以x1＝
l，x2＝
l.
6．见解析
解析
设绳梯长为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
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