2017-2018学年物理人教版选修3-5教学案:第十六章 第5节 反冲运动 火箭
2017-2018学年物理人教版选修3-5教学案:第十六章 第5节    反冲运动  火箭第3页

  (1)速度的方向性:对于原来静止的整体,当被抛出部分具有速度时,剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的,两者运动方向必然相反。在列动量守恒方程时,可任意规定某一部分的运动方向为正方向,则反方向的这一部分的速度就要取负值。

  (2)速度的相对性:反冲运动的问题中,有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度。但是动量守恒定律中要求速度是对同一惯性参考系的速度(通常为对地的速度)。因此应先将相对速度转换成对地的速度,再列动量守恒定律方程。

  (3)变质量问题:在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动,如在火箭的运动过程中,随着燃料的消耗,火箭本身的质量不断减小,此时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对象,取相互作用的这个过程为研究过程来进行研究。

  

  [典例] 一个质量为m的物体从高处自由下落,当物体下落h距离时突然炸裂成两块,其中质量为m1的一块恰好能沿竖直方向回到开始下落的位置,求刚炸裂时另一块的速度v2。

  [思路点拨] 

  (1)物体炸裂瞬间内力远大于外力,竖直方向上动量近似守恒。

  (2)质量为m1的一块恰好能沿竖直方向回到开始下落的位置,则其炸后的速度方向竖直向上,大小与物体炸裂前瞬间速度大小相等。

  [解析] 取竖直向下的方向为正方向,炸裂前的两部分是一个整体,物体的动量为p=mv=m

  刚炸裂时向上运动并返回到开始下落位置的一块质量为m1,其速度大小与炸裂前相同,动量方向与规定的正方向相反。

  p1=m1v1=-m1

  由动量守恒定律有

  mv=m1v1+(m-m1)v2

  联立解得:v2=

  由于v2>0,说明炸裂后另一块的运动方向竖直向下。

[答案] ,方向竖直向下