16.5反冲运动--火箭

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一、反冲运动当物体在内力作用下分裂为两个部分时,一部分向某一方向运动而另一部分向相反方向的运动。1.定义:2、规律:由于:F内F外,所以:遵循动量守恒定律3.反冲运动的应用和防止(1)应用:灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用.1.灌溉喷水器:当水从弯管的喷嘴喷出时,弯管因反冲而旋转,可以自动地改变喷水的方向.2.反击式水轮机:当水从转轮的叶片流出时,转轴由于反冲而旋转,带动发电机发电.3.喷气式飞机:喷气式飞机是一种使用喷气发动机作为推进力来源的飞机。4.火箭用枪射击时,子弹向前飞去,枪身向后发生反冲,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)反冲运动的防止手枪、步枪、大炮止退犁枪械、火炮发射时会产生巨大的后坐力,影响连续发射的精确度,因此枪托在狙击步枪,履带、止退犁在自动火炮中得到了广泛应用。二、“人船”模型如图所示,长为L的船静止在平静的水面上,立于船头的人的质量为m,船的质量为M,不计水的阻力,人从船头走到船尾的过程中,问船对地面的位移为多大?例1:载人的气球原来静止在离地面高为h的空中,气球质量为M,质量为m的人要沿气球上的绳梯安全着地,如图所示,则绳梯长度至少为多长?解:以人和气球为系统,在人沿绳梯着地的过程中动量守恒,即:mhMs(s为气球上升位移)解得:mshM所以绳的总长为:M+mLh+s=hM变式:如图,B为光滑斜面,质量为M,倾角θ,斜面长为S,一个物体A,质量为m,由斜面顶端自由下滑,求当A物体滑到斜面底端时,斜面移动的距离x=。(设水平面光滑)解析:物体A和斜面B系统在水平方向动量守恒,则有:mscosxMx解得:msxcosM+mxscosθ-x如图所示,一排人站在沿x轴的水平轨道旁,原点O两侧人的序号都记为n(n=1,2,3…)每人只有一个沙袋,x>0一侧的每个沙袋的质量为m=14kg,x<0一侧的每个沙袋的质量m'=20kg,一质量为M=48kg的小车以某初速度从原点出发向正x方向滑行,不计轨道阻力,当车每经过一人身旁时,此人就把沙袋以水平速度v朝与车相反的方向沿车面扔到车上,u的大小等于扔此沙袋之前的瞬间车速大小的2n倍(n是此人的序号数)(1)空车出发后,车上堆积了几个沙袋时,车就反向滑行?(2)车上最终有大小沙袋共多少个?例2分析:本题未告知小车的初速,事实上车上的沙袋数与小车的初速无关,这是因为小车车速越快,扔沙袋的反向速度也越大。另外,本题若逐次运用动量守恒定律计算是非常麻烦的。抓住动量为一状态量的特点,即可巧解此题。解:(1)设空车出发后,车上堆积了n个沙袋反向,则第n个沙袋未扔前动量为:[M+(n-1)m]Vn其中Vn为车过第n个人身边时的车速,依题意有m2nVn>[M+(n-1)m]Vn解得n>34/14=2.4因为n为整数,故取n=3(2)同理有:[M+3m+(n'-1)m']Vn'=m′.2n′Vn′解得n'=8最后结果是车上有沙袋总数N=3+8=11个。

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