16.5反冲运动---火箭

5反冲运动火箭记一记反冲运动火箭知识体系一个物理概念——反冲运动一种科学思维——动量守恒定律在人船模型中的应用一个实际应用——火箭辨一辨1.农田、园林的喷灌装置利用了反冲的原理．(√)2．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．(×)3．在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行．(√)4．火箭获得的速度仅与喷气的速度有关．(×)想一想1.假如在月球上建一飞机场，应配置喷气式飞机还是螺旋桨飞机呢？提示：应配置喷气式飞机．喷气式飞机利用反冲运动原理，可以在真空中飞行，而螺旋桨飞机是靠转动的螺旋桨与空气的相互作用力飞行的，不能在真空中飞行．2．“人船模型”问题为什么不能以“船”为参考系．提示：“人船模型”中的“船”一般先加速后减速，不是惯性参考系，而动量守恒定律中，各物体的动量必须是相对于同一惯性系．3．“人船模型”问题中“人”启动时和“人”停止时，“船”的受力情况如何？提示：人启动时，船受到人给它的与人运动方向相反的力，所以船向人的反方向运动，人停止时，船受到人给它的制动力，所以停止运动．思考感悟：练一练1.一航天探测器完成对月球的探测后，离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行，先加速运动后匀速运动．探测器通过喷气而获得动力，以下关于喷气方向的说法正确的是()A．探测器加速运动时，向后喷射B．探测器加速运动时，竖直向下喷射C．探测器匀速运动时，竖直向下喷射D．探测器匀速运动时，不需要喷射解析：航天探测器通过反冲运动获得动力，可以根据探测器的运动状态结合牛顿第二定律判断合力的情况，由喷气方向可以判断推动力的方向．航天探测器做加速直线运动时，合力应当与运动方向相同，喷气方向应当是向下偏后方向喷射；探测器做匀速直线运动时，合力为零，由于受到月球的万有引力的作用，探测器必然要朝竖直向下的方向喷射，来平衡万有引力，不可能不喷气．故只有选项C正确．答案：C2.如图所示，自行火炮连同炮弹的总质量为m0，当炮筒水平，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－v2)＋m v2m B.m0(v1－v2)mC.m(v1－v2)＋2m v2m D.m0(v1－v2)－m(v1－v2)m解析：自行火炮水平匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，系统动量守恒．设向右为正方向，发射前总动量为m0v1，发射后系统的动量之和为(m0－m)v2＋m(v0＋v2)，则由动量守恒定律可知m 0v 1＝(m 0－m )v 2＋m (v 0＋v 2)解得v 0＝m 0(v 1－v 2)m. 答案：B3．光滑水平面上停有一平板小车，质量为M ，小车上站有质量均为m 的两个人，由于两人朝同一水平方向跳离小车，从而使小车获得一定的速度，则下列说法正确的是( )A ．两人同时以2 m/s 的速度(相对地面)跳离车比先后以2 m/s 的速度(相对地面)跳离车使小车获得的速度要大些B ．上述A 项中，应该是两人一先一后跳离时，小车获得的速度大C ．上述A 项中的结论应该是两种跳离方式使小车获得的速度一样大D ．上述A 项中两种跳离方式使小车获得的速度不相等，但无法比较哪种跳法速度大解析：由于小车和两人所组成的系统动量守恒，两人无论是同时跳离小车或是不同时跳离小车，跳离后两人都有相同的动量，所以无论两个人如何跳离小车，小车最后的动量都一样，即两种跳法，使小车获得的动量相等，所以两种跳离方式使小车获得的速度相同，故正确选项为C.答案：C4.如图所示，质量为m 0的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为R 的半圆形光滑轨道，现将质量为m 的小球在轨道的边缘由静止释放，当小球滑至半圆轨道的最低位置时，小车移动的距离为多少？小球的速度大小为多少？解析：以车和小球组成的系统在水平方向总动量为零且守 恒．当小球滑至最低处时车和小球相对位移是R ，利用“人船模型”可得小车移动距离为m m 0＋mR .设此时小车速度大小为v 1，小球速度大小为v 2，由动量守恒有m 0v 1＝m v 2，由能量守恒有mgR＝12m 0v 21＋12m v 22，解得v 2＝2m 0gR m 0＋m. 答案：m m 0＋m R 2m 0gR m 0＋m要点一 对反冲运动的理解1.[2019·广东联考]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 0B.M m v 0C.M M －m v 0D.m M －mv 0 解析：火箭模型在极短时间点火，设火箭模型获得速度为v ，据动量守恒定律有0＝(M －m )v －m v 0，得v ＝m M －mv 0，故选D. 答案：D2．(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度( )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解析：设火箭的初动量为p ，原来的总质量为M ，喷出的气体质量为m ，速度大小是v ，剩余的质量(M －m )的速度大小是v ′，由动量守恒得出：p ＝(M －m )v ′－m v ，得：v ′＝p ＋m v M －m，由上式可知：m 越大，v 越大，v ′越大．答案：AC3．[2019·金华检测]“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹声响是辞旧迎新的标志，是喜庆心情的流露．有一个质量为3m 的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v 0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m ，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是()A．3v0－v B．2v0－3vC．3v0－2v D．2v0＋v解析：在最高点水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，3m v0＝2m v＋m v′，可得另一块的速度为v′＝3v0－2v，故C正确．答案：C4.小车静置在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，人站在车的一端，靶固定在车的另一端，枪离靶的距离为d，如图所示．已知车、人、靶和枪的总质量为M(不包括子弹)，每发子弹质量为m，共n发，每发子弹击中靶后，就留在靶内，且待前一发击中靶后，再打下一发．打完n发后，小车移动的距离为多少？解析：由题意知系统动量守恒，前一发击中靶后，再打下一发，说明发射后一发子弹时，车已经停止运动．每发射一发子弹，车后退一段距离．每发射一发子弹时，子弹动量为m v，由动量守恒定律有：0＝m v－[M＋(n－1)m]Vm v＝[M＋(n－1)m]V设每发射一发子弹车后退x，则子弹相对于地面运动的距离是(d－x)，由动量守恒定律有：m(d－xt)＝[M＋(n－1)m]xt解得：x＝mdM＋nm，则打完n发后车共后退s＝nmdM＋nm.答案：nmd M＋nm要点二人船模型5.[2019·安徽期中]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()A.mh M ＋mB.Mh M ＋mC.(M ＋m )h mD.(M ＋m )h M 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为v 人，气球上升的平均速度为v 球，由动量守恒定律得：0＝M v 球－m v 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 ，解以上各式得：L ＝M ＋m M h .故D 正确．答案：D 6．[2019·广东期中]人的质量m ＝60 kg ，船的质量M ＝240 kg ，若船用缆绳固定，船离岸1.5 m 时，人可以跃上岸．若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(不计水的阻力，两次人消耗的能量相等)( )A ．1.5 mB ．1.2 mC ．1.34 mD ．1.1 m解析：船用缆绳固定时，设人起跳的速度为v 0，则x 0＝v 0t .撤去缆绳，由动量守恒0＝m v 1－M v 2，两次人消耗的能量相等，即动能不变，12m v 20＝12m v 21＋12M v 22，解得v 1＝M M ＋mv 0.故x 1＝v 1t ＝M M ＋mx 0≈1.34 m ，C 正确． 答案：C7．[山东高考题]如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度．(不计水的阻力)解析：要使两船不相撞，则甲船上的人接到货物后，甲船的速度应小于或等于乙船抛出货物后的速度．设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为v min，抛出货物后乙船的速度为v1，甲船上的人接到货物后甲船的速度为v2，由动量守恒定律得12m v0＝11m v1－m v min,10m×2v0－m v min＝11m v2为使两船恰不相撞应满足v1＝v2联立以上三式解得v min＝4v0.答案：4v08．如图所示，质量为m的玩具蛙蹲在质量为M的小车上的细杆顶端，小车与地面的接触光滑，车长为l，细杆高h，直立于小车的中点，求玩具蛙至少以多大的对地水平速度跳出才能落到地面上？解析：将玩具蛙和小车作为系统，玩具蛙在跳离车的过程中，系统水平方向的总动量守恒，玩具蛙离开杆后，做平抛运动，小车向后做匀速直线运动，在玩具蛙下降高度h的过程中，小车通过的距离与玩具蛙在水平方向通过的距离之和等于l2时，玩具蛙恰能落到地面上．玩具蛙跳离杆时：M v M＝m v m玩具蛙的运动时间为t，则：h＝12gt2根据题意：v m t＋v M t＝l 2解得：v m＝Ml2(M＋m)g2h.答案：Ml2(M＋m)g2h9．[宁夏高考题]两个质量分别为M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上．A和B的倾斜面都是光滑曲面、曲面下端与水平面相切，如图所示．一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上，距水平面的高度为h.物块从静止开始下滑，然后又滑上劈B.求物块在B上能够达到的最大高度．解析：设物块到达劈A的底端时，物块和A的速度大小分别为v和v A，由机械能守恒定律和动量守恒定律得mgh＝12m v 2＋12M1v2A①M1v A＝m v②设物块在劈B上达到的最大高度为h′，此时物块和B的共同速度大小为v′，物块和劈B在水平方向上动量守恒，由机械能守恒定律和动量守恒定律得mgh′＋12(M2＋m)v′2＝12m v2③m v＝(M2＋m)v′④联立①②③④式得h′＝M1M2h (M1＋m)(M2＋m)答案：M1M2h (M1＋m)(M2＋m)基础达标1.装有炮弹的大炮总质量为M，炮弹的质量为m，炮筒水平放置，炮弹水平射出时相对炮口的速度为v0，则炮车后退的速度大小为()A.mMv0 B.m v0M＋mC.m v0M－mD．v0解析：设炮车后退速度大小为v1，则炮弹对地的水平速度大小为(v0－v1)，根据动量守恒定律，0＝(M－m)v1－m(v0－v1)，所以v1＝mMv0.故正确答案为A.答案：A2．[2019·辽宁检测]质量为m的人站在质量为M、长为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边(忽略水的阻力如图所示)．当他向左走到船的左端时，船左端离岸的距离是()A．L B.L M＋mC.MLM＋mD.mLM＋m解析：人和船组成的系统动量守恒，运动时间相同，m v1＝M v2，所以m v1t＝M v2t，即mx1＝Mx2，且有x1＋x2＝L，解得x2＝mLM＋m，选项D正确．答案：D3．一辆小车置于光滑水平桌面上，车左端固定一水平弹簧枪，右端安一网兜．若从弹簧枪中发射一粒弹丸，恰好落在网兜内，结果小车将(空气阻力不计)()A．向左移动一段距离停下B．在原位置不动C．向右移动一段距离停下D．一直向左移动解析：小车静止置于光滑水平面上，初动量为零，且所受合外力为零，系统的动量守恒，所以系统的总动量一直为零．弹丸向右运动时，小车向左运动，弹丸落网停止后，小车也停止运动，选项A正确．答案：A4．[2019·江苏期中]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()解析：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．答案：D5.如图所示，具有一定质量的小球A固定在轻杆一端，杆的另一端挂在小车支架的O点，用手将小球拉起使轻杆呈水平状态，在小车处于静止的情况下放手使小球摆下，在B处与固定在车上的油泥撞击后粘在一起，则此后小车的运动状态是(车位于光滑路面上)()A．向右运动B．向左运动C．静止不动D．无法判断解析：小车与小球构成的系统水平方向上总动量守恒，刚释放A球时，系统动量为零，当二者粘在一起时，其共同速度也必为零，故只有选项C正确．答案：C6.如图所示，表示质量为m0的密闭汽缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板P，隔板右边是真空，隔板左边是质量为m的高压气体，若将隔板突然抽去，则汽缸的运动情况是()A．保持静止不动B．向左移动一定距离后恢复静止C．最终向左做匀速直线运动D．先向左移动，后向右移动回到原来位置解析：突然撤去隔板，气体向右运动，汽缸做反冲运动，当气体充满整个汽缸时，它们之间的作用结束，依动量守恒定律可知，开始时系统的总动量为零，结束时总动量必为零，气体和汽缸都将停止运动，故选项B正确．答案：B7.(多选)如图所示，小车AB放在光滑水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，AB总质量为m0，质量为m的木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，开始时小车AB和木块C都静止，当突然烧断细绳时，C被释放，使C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥粘在一起，忽略一切摩擦，以下说法正确的是()A．弹簧伸长过程中C向右运动，同时AB也向右运动B．C与B碰前，C与AB的速率之比为m0mC．C与油泥粘在一起后，AB立即停止运动D．C与油泥粘在一起后，AB继续向右运动解析：弹簧向右推C，C向右运动，同时弹簧向左推A端，小车向左运动，选项A错误；因小车与木块组成的系统动量守恒，C与B碰前，有m v C＝m0v AB，得v C v AB＝m0m，选项B正确；C与B碰撞过程动量守恒，有m v C－m0v AB＝(m0＋m)v，知v＝0，故选项C正确，选项D错误．答案：BC8.(多选)在水面上停着质量为m0的小船的船头和船尾分别站着质量为m1的甲和质量为m2的乙，如图所示，当甲、乙交换位置后，若船长为L，不计水的阻力，下列说法正确的是()A．若m1>m2，船的位移大小为m1－m2m0＋m1＋m2L，向左B．若m1>m2，船的位移大小为m1－m2m0＋m1＋m2L，向右C．若m1＝m2，船的位移为零D．若m2>m1，船的位移大小为m2－m1m0＋m1＋m2L，向右解析：以人船模型分析，先让甲到乙的位置船向左位移大小x1＝m1m0＋m1＋m2L，乙到甲的位置船再向右位移大小x2＝m2m0＋m1＋m2L；若m1>m2，则x1>x2，船向左位移大小为Δx＝x1－x2＝m1－m2m0＋m1＋m2L，选项A正确，选项B错误；若m1<m2，则x1<x2，船向右位移大小为Δx＝x2－x1＝m2－m1m0＋m1＋m2L，选项D正确；若m1＝m2，则Δx＝0，选项C正确．答案：ACD9．[2019·湖北黄冈高三调研]“世界航天第一人”是明朝的万户，如图所示，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆，假设万户及其所携设备(火箭、椅子、风筝等)的总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出，忽略空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为m v0M－m C．喷出燃气后，万户及其所携设备能上升的最大高度为m2v20g(M－m)2D．在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能守恒解析：火箭的推力来源于燃气对它的反作用力，选项A错误；以竖直向下为正方向，根据动量守恒定律有0＝m v0－(M－m)v，解得在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为v＝m v0M－m，选项B正确；喷出燃气后，万户及其所携设备做竖直上抛运动，动能转化为重力势能，有12(M－m)v2＝(M－m)gh，解得万户及其所携设备能上升的最大高度为h＝m2v202g(M－m)2，选项C错误；在火箭喷气过程中，万户及其所携设备的机械能增加，燃料燃烧，将一部分化学能转化为万户及其所携设备的机械能，选项D错误．答案：B能力达标10.某学习小组在探究反冲运动时，将质量为m1的一个小液化气瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在Δt的时间内向后喷射的气体的质量为Δm，忽略水的阻力，则喷射出质量为Δm的气体后，小船的速度是多少？解析：由动量守恒定律得：(m1＋m2－Δm)v船－Δm v1＝0得：v船＝Δm v1m1＋m2－Δm答案：Δm v1m1＋m2－Δm11．课外科技小组制作一只“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2×10－4 m3/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1.0×103 kg/m3.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，水流的喷出速度为v，火箭的反冲速度为v ′，由动量守恒定律得0＝(M －ρQt )v ′＝ρQt v代入数据解得火箭启动后2 s 末的速度为v ′＝ρQt v M －ρQt ＝103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2m/s ＝4 m/s. 答案：4 m/s12．[2019·河南郑州二模]如图甲所示，半径为R ＝0.8 m 的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，A 为轨道最高点，和圆心等高；B 为轨道最低点．在光滑水平地面上紧挨B 点有一静止的平板车，其质量M ＝3 kg ，车足够长，车的上表面与B 点等高，平板车上表面涂有一种特殊材料，物块在上面滑动时，动摩擦因数随物块相对小车左端位移的变化图象如图乙所示．物块(可视为质点)从圆弧轨道最高点A 由静止释放，其质量m ＝1 kg ，g 取10 m/s 2.(1)求物块滑到B 点时对轨道压力的大小；(2)物块相对小车静止时距小车左端多远？解析：(1)物块从A 点滑到B 点的过程中，由机械能守恒定律有mgR ＝12m v 2B代入数据解得v B ＝4 m/s在B 点，由牛顿第二定律得F N －mg ＝m v 2B R ，解得轨道对物块的支持力大小F N ＝30 N由牛顿第三定律可知，物块滑到B 点时对轨道的压力大小F ′N ＝F N ＝30 N.(2)物块滑上小车后，由于水平地面光滑，物块与小车组成的系统所受合外力为零，二者相对静止时，由动量守恒定律得m v B ＝(m ＋M )v 代入数据解得v ＝1 m/s由物块和小车组成的系统能量守恒得，系统产生的热量Q ＝12m v 2B －12(m ＋M )v 2 解得Q ＝6 J由功能关系知Q ＝12μ1mgx 1＋μ1mg (x －x 1)将μ1＝0.4，x 1＝0.5 m 代入可解得x ＝1.75 m.答案：(1)30 N (2)1.75 m13．[2019·湖南长沙期中]如图所示，三个质量均为m 的滑块A 、B 、C ，间隔相等地静置于同一水平直轨道上．现给滑块A 向右的初速度v 0，一段时间后A 与B 发生碰撞，碰撞后A 、B 分别以18v 0、34v 0的速度向右运动，B 再与C 发生碰撞，碰撞后B 、C 粘在一起向右运动．滑块A 、B 与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值．两次碰撞时间均极短．求B 、C 碰撞后瞬间共同速度的大小．解析：设A 与B 碰撞前A 的速度为v A ，由动量守恒定律得m v A ＝m ·18v 0＋m ·34v 0解得v A ＝78v 0设碰撞前A 克服轨道阻力所做的功为W A ，由动能定理得W A ＝12m v 20－12m v 2A ＝15128m v 20设B 与C 碰撞前B 的速度为v B ，B 克服轨道阻力所做的功为W B ，由动能定理得W B ＝12m (34v 0)2－12m v 2B根据题意可知W A ＝W B解得v B ＝218v 0设B 、C 碰撞后瞬间共同速度的大小为v ，由动量守恒定律得m v B ＝2m v可得v ＝v B 2＝2116v 0答案：2116v 014．[2018·全国卷Ⅰ]一质量为m 的烟花弹获得动能E 后，从地面竖直升空．当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E ，且均沿竖直方向运动．爆炸时间极短，重力加速度大小为g ，不计空气阻力和火药的质量．求：(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度． 解析：(1)设烟花弹上升的初速度为v 0，由题给条件有E ＝12m v 20①设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t ，由运动学公式有0－v 0＝－gt ②联立①②式得t ＝1g 2E m ③(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为h 1，由机械能守恒定律有 E ＝mgh 1④火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设爆炸后瞬间其速度分别为v 1和v 2.由题给条件和动量守恒定律有14m v 21＋14m v 22＝E ⑤12m v 1＋12m v 2＝0⑥由⑥式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动的部分做竖直上抛运动．设爆炸后烟花弹向上运动的部分继续上升的高度为h 2，由机械能守恒定律有14m v 21＝12mgh 2⑦联立④⑤⑥⑦式得，烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度为h ＝h 1＋h 2＝2E mg .答案：(1)1g 2E m (2)2E mg。

16.5 反冲运动火箭学习目标1. 经历实验探究，认识生活中的反冲运动。

2. 用动量守恒定律解释反冲运动，进一步提高运用动量守恒定律分析、解决实际问题的能力。

3. 知道火箭的工作原理和主要用途，了解我国航天、导弹事业的发展。

自主预习1.反冲（1）根据动量守恒定律知，如果一个静止的物体在_________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_________的方向运动，这种现象叫作反冲。

（2）举出几个生活中反冲现象的例子：_________、____________、“冲天炮”、喷气式飞机等。

（3）反冲运动的应用及防止应用：农田、园林的喷灌装置是利用反冲使水从喷口喷出的，一边喷水，一边_________.防止：用步枪射击时，由于枪身向后发生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_________，以减小反冲运动的影响。

2. 火箭（1）火箭和喷气式飞机的飞行应用了_________原理，它们都是靠向后喷出高速气流的_________作用而获得巨大的速度的。

（2）火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出的物质的质量与火箭本身的质量之比越大，火箭获得的速度_________。

为了能使火箭达到发射卫星所需要的速度，苏联科学家奥尔科夫斯基提出了_________的概念。

（3）我国自行研制的火箭于1964年首次升空; 我国于1970 年成功发射第一颗人造卫星。

重难点探究主题1：反冲情景：如图所示，用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装有从火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。

问题：为什么燃气和细管的运动方向会相反?主题2：火箭情景：“长征五号”是中国研制的新一代无毒、无污染、高性能、低成本和大推力的重型运载火箭系列，在“长征五号”大型运载火箭和海南文昌航天发射基地问世后，中国航天将具备将1. 2吨至25吨的有效载荷送入近地轨道，1. 8吨至14吨的有效载荷送入地球同步转移轨道的能力，推动中国空间应用产业、载入航天技术和天文科学的发展，也必将大大提高中国在国际航天发射市场上的竞争能力。

16.5 反冲运动、火箭新提升·课时作业基础达标1．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【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，故正确答案为选项B.【答案】 B2．一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【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．【答案】 A3．小车上装有一桶水，静止在水平地面上，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S2C．打开阀门S3D．打开阀门S4【解析】根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，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，选项B正确．【答案】 B．一装有柴油的船静止于水平面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示．不计水的阻力，船的运动情况是( )虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程．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与飞船都不可能沿原轨道运动运动的轨道半径可能减小，而飞船的运动轨道半径一定增大可能沿地球方向竖直下落，而飞船运动的轨道半径将增大炮管水平)连同炮弹的总质量为的炮弹后，自行火炮的速度变为M v1－v2＋mvM v1－v2mM v1－v2＋2mM v1－v2－m v1－v2m－M －m v 2m －M v 1－v 2m.的小船静止在平静水面上，船两端载着泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s放在质量为m A 的斜面体，斜面体B 的上边长度为的底端时，A 移动的距离．a－b.3能力提升某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，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．绕地球在圆形轨道上匀速率运动的末级火箭和卫星，由于火箭燃料已经烧完，用于连接火箭和卫星的爆炸螺栓炸开，将卫星和末级火箭分开，火箭外壳被抛弃，此后两部分的运到甲船，立即再跳回乙船，这时两船速度大小之比为v甲：v乙等于( ) A．：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.故C正确．【答案】 C4．质量为m的人站在质量为2m的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比．当车速为v0时，人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下．跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则能正确表示车运动的v－t图象为( )【解析】人和车以共同的速度在水平地面上沿直线前行，做匀减速直线运动，当车速为v0时，人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下，跳离前后系统动量守恒，规定车的速度方向为正方向，则有(m＋2m)v0＝2mv＋(－mv0)，得v＝2v0，人跳车后做匀减速直线运动，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比，所以人跳车前后车的加速度不变，所以能正确表示车运动的v－t图象是B.故选B.【答案】 B5．如图所示，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，则玩具蛙至少以多大的水平速度v0跳出时，才能落到桌面上？【解析】设蛙水平跳出速度为v0，小车后退速度为v1，则在蛙与车作用过程中，系统水平方向动量守恒，则0＝mv0－m′v1(以v0方向为正)．在蛙未落至桌面前，小车以v1做匀速运动，设t内走了x，则x＝v1·t(x为对地位移)．＝m′＋m·m′l m′＋m ·g2h．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/s，喷出速度保持为对地。

摘要本节课主要介绍了动量守恒定律在生产、生活和科学技术中的应用，使学生了解什么是反冲运动，反冲运动在科学技术中有哪些应用，怎样应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭等有关反冲运动的问题。

引言演示：拿一个气球，给它充足气，然后松手，观察现象。

描述现象：释放气球后，气球内的气体向后喷出，气球向相反的方向飞出。

教师：在日常生活中，类似于气球这样的运动很多，本节课我们就来研究这种运动——反冲运动、火箭和爆炸现象。

新课教学：一、反冲运动分析气球所做的运动：给气球内吹足气，捏紧出气孔，此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。

松开出气孔时，气球中的气体向后喷出，气体具有能量，此时气体和气球之间产生相互作用，气球就向前冲出。

学生举例：你能举出哪些物体的运动类似于气球所做的运动？学生：节日中燃放的礼花、喷气式飞机、反击式水轮机、火箭等所做的运动。

请同学们概括一下上述运动的特点，教师结合学生的叙述总结得到：1．概念：某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体、气体或弹射出一个小物体，从而使物体本身获得一反向速度的现象，叫反冲运动。

分析气球、火箭等所做的反冲运动，得到：2．特点：（1）在反冲现象中，系统所受的合外力一般不为0；（2）反冲运动中如果属于内力远远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒。

例题1：平静的水面上有一载人的小船，船和人的总质量为M，站立在船上的人手中拿一质量为m的物体，起初人相对船静止，船、人、物以共同速度v0前进，当人相对于船以速度u向相反方向将物体抛出后，船和人的速度为多大？（水的阻力不计）解析：学生讨论本题中选什么作为研究对象，并判断动量是否守恒。

学生：①选取人、船、物体组成的系统为研究对象。

②系统受到重力和浮力作用（由于水的阻力不计），所以符合动量守恒的条件。

教师出示几个解题过程，学生讨论分析是否正确。

解法一：对系统列方程的得：(m+M)v0=Mv分析得到：这种解法是错误的，错误在于列方程时没有注意到研究对象的系统性，在相互作用结束后，丢掉了抛出的物体的动量。