第06讲 反冲现象 火箭（原卷版）-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教2019选择性必修一）

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第06 讲 反冲现象 火箭
课程标准 课标解读
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分析反冲运动
问题．　
3．了解火箭的飞行原理及决定火箭最终
速度大小的因素．
1．理解反冲运动原理，会应用动量守恒定律解决有关
反冲运动的问题．
2．知道火箭的工作原理及其应用．
3．了解航天技术的发展和宇宙航行.
4．动量守恒定律在人船模型中的应用．
知识点 01 火箭与反冲
1、反冲
(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)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，所以用步枪射击时要把枪身抵在肩部，
以减少反冲的影响．
2、火箭
(1)工作原理：利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出，使火箭获得
巨大速度．
(2)影响火箭获得速度大小的两个因素
①喷气速度：现代火箭的喷气速度为 2 000～4 000 m/s.
②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．喷气速度越大，质量比越大，火箭获
得的速度越大．
【即学即练 1】下列运动不属于反冲运动的有（　　）
A．乒乓球碰到墙壁后弹回
B．发射炮弹后炮身后退
C．喷气式飞机喷气飞行
D．船员划桨使船前进
【即学即练 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( )
A．燃料推动空气，空气的反作用力推动火箭
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
知识点 02 反冲运动与动量守恒定律的理解
1．反冲与动量守恒
反冲运动的产生是系统内力作用的结果，两个相互作用的物体 A、B组成的系统，A对B的作用力使 B
获得某一方向的动量，B对A的反作用力使 A获得相反方向的动量，从而使 A沿着与 B运动方向的相反方
向运动．在以下三种情况中均可用动量守恒定律解决反冲运动问题：
(1)系统不受外力或所受外力之和为零，满足动量守恒的条件，可以用动量守恒定律解决反冲运动问题．
(2)系统虽然受到外力作用，但内力远远大于外力，外力可以忽略，也可以用动量守恒定律解决反冲运
动问题．
(3)系统虽然所受外力之和不为零，系统的动量并不守恒，但系统在某一方向上不受外力或外力在该方
向上的分力之和为零，则系统的动量在该方向上的分量保持不变，可以用该方向上动量守恒解决反冲运动
问题．
2．在讨论反冲运动时应注意以下几点
(1)速度的反向性：若系统原来静止，抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分而言的，
两者速度方向相反．可任意规定某一部分的运动方向为正方向，列出动量守恒方程．质量为 M的物体以对
地速度 v抛出一个质量为 m的物体，研究剩余部分(M－m)对地反冲速度时，设v的方向为正．
列出的方程式为 mv＋(M－m)v′＝0，得 v′＝－v.
由于 v′为待求速度，事先可不考虑其方向，由计算结果为负值，表示剩余部分的运动方向与抛出部分速
度方向相反．
由于我们已明确剩余部分与抛出部分反向，因此可直接列出两部分动量大小相等方程．即上例可列式
为mv＝(M－m)v′，v′＝ v
其中 v′为剩余部分的速率．
(2)速度的相对性
在反冲运动中，若已知条件是物体间的相对速度，利用动量守恒定律列方程时，应将相对速度转化为
绝对速度(一设为对地速度)．
【即学即练 3】如图所示，是一种弹射器，总质量为 M，其中弹丸的质量为 m，弹射器中的弹簧处于
压缩状态，系统静止在光滑水平面上．放开弹簧，弹丸以速度 v(相对地面)向左飞出，下列说法正确的是(
)
A．底座将以大小为 v的速度后退
B．底座将以大小为的速度后退
C．底座将以大小为的速度后退
D．底座将以大小为的速度后退
知识点 03 “人船模型”的处理方法
1．“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．处理“人船模型”问题的关键
(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的关系．
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＝ m 2v2
的形式(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．进而可得两物体的位移大小与各物体的质量成反比，即＝.
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