第四節(jié) 反沖運動
[學習目標] 1.了解反沖運動的概念及反沖運動的一些應用.2.知道反沖運動的原理.3.會應用動量守恒定律解決反沖運動問題.(重點、難點)4.了解火箭的工作原理及決定火箭最終速度大小的因素.
一、反沖運動
1.定義
根據(jù)動量守恒定律,如果一個靜止的物體在內力的作用下分裂為兩個部分,一部分向某個方向運動,另一部分必然向相反的方向運動,這個現(xiàn)象叫做反沖.
2.反沖原理
反沖運動的基本原理是動量守恒定律,如果系統(tǒng)的一部分獲得了某一方向的動量,系統(tǒng)的其他部分就會在這一方向的反方向上獲得同樣大小的動量.
3.公式
若系統(tǒng)的初始動量為零,則動量守恒定律的形式變?yōu)?i style="mso-bidi-font-style: normal">mv+(M-m)v′=0,此式表明,做反沖運動的兩部分的動量大小相等、方向相反,而它們的速率與質量成反比.
二、火箭
1.原理
火箭的飛行應用了反沖的原理,靠噴出氣流的反沖作用來獲得巨大速度.
2.影響火箭獲得速度大小的因素
一是噴氣速度,二是火箭噴出物質的質量與火箭本身質量之比.噴氣速度越大,質量比越大,火箭獲得的速度越大.
1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)做反沖運動的兩部分的動量一定大小相等,方向相反. (√)
(2)一切反沖現(xiàn)象都是有益的. (×)
(3)章魚、烏賊的運動利用了反沖的原理. (√)
(4)火箭點火后離開地面向上運動,是地面對火箭的反作用力作用的結果.
(×)
(5)在沒有空氣的宇宙空間,火箭仍可加速前行. (√)
2.一人靜止于光滑的水平冰面上,現(xiàn)欲向前運動,下列可行的方法是( )
A.向后踢腿
B.手臂向后甩
C.在冰面上滾動
D.向后水平拋出隨身物品
D [A、B兩項中人與外界無作用,顯然不行;對于C項,由于冰面光滑,也不行;對于D選項,人向后水平拋出隨身物品的過程中,得到隨身物品的反作用力,即利用了反沖運動的原理,從而能向前運動.]
3.靜止的實驗火箭,總質量為M,當它以對地速度v0噴出質量為Δm的高溫氣體后,火箭的速度為( )
A. B.-
C. D.-
B [以v0為正方向,由動量守恒定律得Δmv0+(M-Δm)v=0,得火箭的速度v=-,選項B正確.]