2.如图1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v0.不计炮车与地面的摩擦,则炮身向后反冲的速度大小为_____________.
图1
答案
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v0cosα,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有:mv0cosα-Mv=0,所以炮车向后反冲的速度大小为v=.
一、反冲运动的理解和应用
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,所以系统的动量守恒;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.
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情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力,所以两部分组成的系统动量守恒或在某一方向动量守恒.
(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.讨论反冲运动应注意的两个问题