v′=- v=-×2.9 m/s=-0.1 m/s
负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反,反冲速度大小是0.1 m/s.
(2)小车和橡皮塞组成的系统水平方向动量守恒.以橡皮塞运动的方向为正方向,有
mvcos 60°+(M-m)v″=0
v″=-=- m/s=-0.05 m/s
负号表示小车运动方向与橡皮塞运动的方向相反,反冲速度大小是0.05 m/s.
答案 (1)0.1 m/s,方向与橡皮塞运动的方向相反
(2)0.05 m/s,方向与橡皮塞运动的方向相反
1.反冲运动问题一般应用系统动量守恒定律列式计算.
列方程时要注意初、末状态动量的方向,反冲物体速度的方向与原物体的运动方向是相反的.
2.动量守恒表达式中的速度均为相对地面的速度.对"相对"速度,则要根据矢量关系转化为相对地面的速度.
二、火箭
1.工作原理
应用反冲运动,其反冲过程动量守恒.它靠向后喷出的气流的反冲作用而获得向前的速度.
2.影响火箭获得速度大小的因素
(1)喷气速度:
现代液体燃料火箭的喷气速度约为2_000~4_000 m/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质量之比.现代火箭的质量比一般小于10.
喷气速度越大,质量比越大,火箭获得的速度越大.
【例2】 一火箭喷气发动机每次喷出m=200 g的气体,气体离开发动机喷出时的速度v=1 000 m/s.设火箭质量M=300 kg,发动机每秒钟喷气20次.