1.6反沖現(xiàn)象火箭0101學(xué)習(xí)目標(biāo)物理素養(yǎng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.物理觀念：通過(guò)實(shí)例了解反沖的概念及反沖運(yùn)動(dòng)的一些應(yīng)用。2.科學(xué)思維：知道火箭工作原理，能利用動(dòng)量守恒定律解釋反沖現(xiàn)象。3.科學(xué)探究：探究火箭的發(fā)射原理。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：了解我國(guó)航空、航天事業(yè)的成就，激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)主義熱情。1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)反沖運(yùn)動(dòng)，能舉出反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，知道火箭的發(fā)射是反沖現(xiàn)象。2.能結(jié)合動(dòng)量守恒定律對(duì)常見(jiàn)的反沖現(xiàn)象作出解釋。3.了解我國(guó)航天事業(yè)的巨大成就，增強(qiáng)對(duì)我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的自信。重點(diǎn)關(guān)注：①反沖②火箭的原理③動(dòng)量守恒定律002思維導(dǎo)圖003知識(shí)梳理（一）課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識(shí)一、反沖現(xiàn)象的理解與應(yīng)用1．定義：一個(gè)靜止的物體在________的作用下分裂為兩部分，一部分向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，另一部分必然向相反的方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。2．規(guī)律：反沖運(yùn)動(dòng)中，相互作用力一般較________，滿足________________。3．反沖現(xiàn)象的應(yīng)用及防止①)應(yīng)用：農(nóng)田、園林的噴灌裝置利用反沖使水從噴口噴出時(shí)，一邊噴水一邊________。②防止：用槍射擊時(shí)，由于槍身的________會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性，所以用步槍射擊時(shí)要把槍身抵在肩部，以減少反沖的影響。二、火箭的工作原理分析1．火箭的主要用途：火箭作為運(yùn)載工具，例如發(fā)射探測(cè)儀器、常規(guī)彈頭和核彈頭、人造衛(wèi)星和宇宙飛船。2．火箭的工作原理：火箭是利用燃?xì)飧咚賴姲l(fā)時(shí)的反沖運(yùn)動(dòng)，遵循動(dòng)量守恒定律。3．火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為M、燃料燃盡后火箭的質(zhì)量為m，火箭燃?xì)獾膰娚渌俣葹関1，燃料燃盡后火箭的飛行速度v為_(kāi)_______________4.根據(jù)上述分析，提高火箭飛行獲得的速度大小方法有①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。（二）辨析1.把一個(gè)氣球吹起來(lái)，用手握住氣球的通氣口，然后突然放開(kāi)，讓氣體噴出，觀察氣球的運(yùn)動(dòng)，氣球?yàn)槭裁磿?huì)沿氣嘴相反方向運(yùn)動(dòng)？2.假如在月球上建一飛機(jī)場(chǎng)，應(yīng)配置噴氣式飛機(jī)還是螺旋槳飛機(jī)？004題型精講【題型一】反沖現(xiàn)象的理解與應(yīng)用【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】1．反沖運(yùn)動(dòng)的三個(gè)特點(diǎn)①物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)。②反沖運(yùn)動(dòng)中，系統(tǒng)不受外力或內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，遵循動(dòng)量守恒定律或在某一方向上動(dòng)量守恒。③反沖運(yùn)動(dòng)中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的機(jī)械能增加。2．討論反沖運(yùn)動(dòng)應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題①速度的方向性：對(duì)于原來(lái)靜止的整體，可任意規(guī)定某一部分的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍瑒t反方向運(yùn)動(dòng)的另一部分的速度就要取負(fù)值。②速度的相對(duì)性：反沖問(wèn)題中，若已知相互作用的兩物體的相對(duì)速度，將各速度轉(zhuǎn)換成相對(duì)同一參考系的速度，再列動(dòng)量守恒方程。【典型例題1】（23-24高二下·浙江麗水·階段練習(xí)）烏賊在水中運(yùn)動(dòng)方式是十分奇特的，它不用鰭也不用手足，而是靠自身的漏斗噴射海水推動(dòng)身體運(yùn)動(dòng)，在無(wú)脊椎動(dòng)物中游泳最快，速度可達(dá)15m/s。逃命時(shí)更可以達(dá)到40m/s，被稱為“水中火箭”。如圖所示，一只懸浮在水中的烏賊，當(dāng)外套膜吸滿水后，它的總質(zhì)量為4kg，遇到危險(xiǎn)時(shí)，通過(guò)短漏斗狀的體管在極短時(shí)間內(nèi)將水向后高速噴出，從而迅速逃竄，噴射出的水的質(zhì)量為0.8kg，則噴射出水的速度為（）A．210m/s B．160m/s C．75m/s D．60m/s【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】（23-24高二下·浙江杭州·期中）如圖所示，一架?chē)姎馐斤w機(jī)正相對(duì)地面以的速度飛行，若它噴出的氣體相對(duì)飛機(jī)的速度為，則下列說(shuō)法正確的是（）A．以地面為參考系，氣體的速度方向與飛機(jī)飛行方向相反B．以地面為參考系，氣體噴出時(shí)的速度為C．以這種速度繼續(xù)噴出氣體，飛機(jī)的速度會(huì)增加D．只有噴出的氣體相對(duì)飛機(jī)的速度大于，飛機(jī)速度才會(huì)增加【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】（23-24高三上·全國(guó)·開(kāi)學(xué)考試）下列四種運(yùn)動(dòng)模型滿足反沖現(xiàn)象原理的是（）A．蹦床運(yùn)動(dòng) B．賽車(chē)與賽道邊的防撞墻碰撞C．臺(tái)球的斜碰現(xiàn)象 D．火箭的垂直發(fā)射【題型二】火箭的工作原理分析【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】1．動(dòng)量的變化量是用末動(dòng)量減初動(dòng)量，即Δp＝p末－p初。2．動(dòng)量的變化量為矢量，要選定正方向，求Δp時(shí)也要說(shuō)明方向。【典型例題1】（23-24高二下·上海·期中）用火箭發(fā)射人造地球衛(wèi)星，以噴氣前的火箭為參考系，在極短時(shí)間內(nèi)噴出燃料氣體的質(zhì)量為m，噴出的氣體相對(duì)噴氣前火箭的速度為u，噴氣后火箭的質(zhì)量為M。下列關(guān)于火箭的描述正確的是（

）A．持續(xù)噴出氣體的過(guò)程中，火箭的加速度會(huì)減小B．噴氣后，火箭的速度變化量為C．噴氣后，火箭的速度大小一定為D．為了提高火箭的速度，可以研制新型燃料以增加氣體的噴射速度u【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】（2024·重慶·模擬預(yù)測(cè)）如題圖1所示，水火箭又稱氣壓式噴水火箭、水推進(jìn)火箭，由飲料瓶、硬紙片等環(huán)保廢舊材料制作而成。題圖2是水火箭的簡(jiǎn)易原理圖：用打氣筒向水火箭內(nèi)不斷打氣，當(dāng)內(nèi)部氣體壓強(qiáng)增大到一定程度時(shí)發(fā)射，發(fā)射時(shí)可近似認(rèn)為水從水火箭中向下以恒定速度在不到0.1s時(shí)間內(nèi)噴完，使水火箭升空。已知水和水火箭的質(zhì)量分別為，忽略空氣阻力，水剛好噴完時(shí)，水火箭的速度最接近（）A．12m/s B．30m/s C．50m/s D．120m/s【題型三】“人船模型”問(wèn)題【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】1．“人船模型”問(wèn)題兩個(gè)原來(lái)靜止的物體發(fā)生相互作用時(shí)，若所受外力的矢量和為零，則動(dòng)量守恒。2．人船模型的特點(diǎn)(1)兩物體滿足動(dòng)量守恒定律：m人v人－m船v船＝0，在相互作用的過(guò)程中，任一時(shí)刻兩物體的速度大小與質(zhì)量成反比。(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：人動(dòng)船動(dòng)，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右，人、船位移比等于它們質(zhì)量的反比，即eq\f(x人,x船)＝eq\f(m船,m人)。人和船的位移滿足|x人|＋|x船|＝L。“人船模型”是利用平均動(dòng)量守恒求解的一類(lèi)問(wèn)題，解決這類(lèi)問(wèn)題應(yīng)注意：(1)適用條件：①系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成且相互作用前靜止，系統(tǒng)總動(dòng)量為零；②在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中至少有一個(gè)方向的動(dòng)量守恒(如水平方向或豎直方向)。(2)畫(huà)草圖：解題時(shí)要畫(huà)出各物體的位移關(guān)系草圖，找出各長(zhǎng)度間的關(guān)系，注意兩物體的位移是相對(duì)同一參考系的位移。【典型例題1】（2022高三·全國(guó)·專題練習(xí)）有一條捕魚(yú)小船停靠在湖邊碼頭，小船又窄又長(zhǎng)，一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺粗略測(cè)定它的質(zhì)量，他進(jìn)行了如下操作：首先將船平行碼頭自由停泊，然后他輕輕從船尾上船，走到船頭后停下，而后輕輕下船，用卷尺測(cè)出船后退的距離d，然后用卷尺測(cè)出船長(zhǎng)L。如圖所示。已知他自身的質(zhì)量為m，則漁船的質(zhì)量為（??）A． B． C． D．【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】（23-24高二下·湖北·階段練習(xí)）2023年7月20日21時(shí)40分，神舟十六號(hào)航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮密切協(xié)同，進(jìn)行了八個(gè)小時(shí)的太空行走，圓滿完成出艙活動(dòng)全部既定任務(wù)。噴氣背包作為航天員艙外活動(dòng)的主要?jiǎng)恿ρb置，它能讓航天員保持較高的機(jī)動(dòng)性。如圖所示，一個(gè)連同裝備總質(zhì)量為的航天員，裝備內(nèi)有一個(gè)噴嘴可以使壓縮氣體以相對(duì)空間站的速度噴出。航天員在距離空間站處與空間站處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，航天員完成太空行走任務(wù)后，必須向著返回空間站方向的反方向釋放壓縮氣體，才能回到空間站，噴出的氣體總質(zhì)量為，返回時(shí)間約為（）A．100s B．200s C．300s D．400s【題型四】爆炸問(wèn)題【點(diǎn)撥】【點(diǎn)撥】由于爆炸時(shí)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，故爆炸時(shí)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，爆炸時(shí)通過(guò)內(nèi)力做功將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故爆炸時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能增加。【典型例題1】（23-24高二下·山西·階段練習(xí)）在某次演練中，一顆炮彈在斜向上飛行過(guò)程中爆炸，如圖所示。爆炸后，炮彈分成兩部分。若炮彈重力遠(yuǎn)小于爆炸內(nèi)力，則關(guān)于爆炸后兩部分的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能的是（）A． B．C． D．【典型例題1】（23-24高二上·江蘇鎮(zhèn)江·期中）有一個(gè)質(zhì)量為4m的爆竹斜向上拋出，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v0、方向水平向東，在最高點(diǎn)爆炸成質(zhì)量不等的兩塊，其中一塊質(zhì)量為3m，速度大小為v，方向水平向東，則另一塊的速度是（

）A．3v0-v B．4v0-3v C．3v0-2v D．3v0-4v005強(qiáng)化訓(xùn)練【基礎(chǔ)強(qiáng)化】1．（23-24高二上·黑龍江牡丹江·期末）下列各圖中，不屬于反沖現(xiàn)象的是（）A． B．C． D．2．（23-24高二上·重慶黔江·階段練習(xí)）如圖所示，裝有炮彈的火炮總質(zhì)量為，炮彈的質(zhì)量為，炮彈射出炮口時(shí)對(duì)地速率為，若炮管與水平地面的夾角為，水平面光滑，忽略火藥燃燒損耗的質(zhì)量，則火炮后退的速度大小為（

）A． B． C． D．3．（23-24高三上·陜西西安·階段練習(xí)）一艘小船靜止在平靜的湖面上，船艙有一抽水機(jī)，抽水機(jī)把艙內(nèi)的水向后抽出，如圖所示。不計(jì)水的阻力，抽水過(guò)程中，船的運(yùn)動(dòng)情況為（

）A．向前加速運(yùn)動(dòng) B．向前勻速運(yùn)動(dòng) C．向后加速運(yùn)動(dòng) D．向右勻速運(yùn)動(dòng)4．（23-24高二上·貴州六盤(pán)水·期中）水火箭制作原理如圖甲所示，發(fā)射時(shí)在水火箭內(nèi)高壓空氣壓力作用下，水從水火箭尾部噴嘴向下高速噴出，外殼受到反沖作用而快速上升（如圖乙）。某次發(fā)射過(guò)程水火箭將殼內(nèi)質(zhì)量為2.5kg的水相對(duì)地面以6m/s的速度在極短時(shí)間內(nèi)噴出，已知水火箭外殼質(zhì)量為0.5kg。空氣阻力忽略不計(jì)，重力加速度g取.則下列說(shuō)法正確的是（）A．水火箭噴水過(guò)程機(jī)械能守恒B．水火箭噴水結(jié)束時(shí)速度約為5m/sC．水火箭上升的最大高度約為30mD．水火箭上升的最大高度約為45m5．（23-24高二上·湖北·期中）如圖所示，大氣球質(zhì)量為，載有質(zhì)量為的人，靜止在空氣中距地面高的地方，氣球下方懸一根質(zhì)量可忽略不計(jì)的繩子，此人想從氣球上沿繩慢慢下滑至地面，為了安全到達(dá)地面，則繩長(zhǎng)至少為（不計(jì)人的身高，可以把人看作質(zhì)點(diǎn)）（）A． B． C． D．6．（23-24高二上·廣東深圳·期末）生命在于運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)無(wú)限精彩。如圖所示，質(zhì)量為450kg的小船靜止在水面上，質(zhì)量為50kg的人在小船甲板上立定跳遠(yuǎn)的成績(jī)?yōu)?m，不計(jì)空氣和水的阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A．人起跳后在空中時(shí)，船在勻速運(yùn)動(dòng)B．人起跳后在空中時(shí)，船仍保持靜止C．人相對(duì)地面的跳遠(yuǎn)成績(jī)?yōu)?.2mD．人在立定跳遠(yuǎn)過(guò)程中，船后退了0.4m7．（23-24高三下·江蘇南通·開(kāi)學(xué)考試）煙花爆竹為我們的節(jié)日氛圍增添色彩。燃放煙花時(shí)，煙花彈經(jīng)歷“升空”和“炸開(kāi)”兩個(gè)過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．“升空“中速度一定在增加B．“升空“中加速度可能為零C．“炸開(kāi)“后各部分總動(dòng)量守恒D．“炸開(kāi)“后各部分會(huì)同時(shí)落地8．（23-24高二上·陜西榆林·階段練習(xí)）沖天炮（如圖）飛上天后會(huì)在天空中爆炸。當(dāng)沖天炮從水平地面斜飛向天空后且恰好沿水平方向運(yùn)動(dòng)的瞬間，突然炸裂成一大一小P、Q兩塊，且質(zhì)量較大的P仍沿原來(lái)方向飛出去，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（）A．炸裂前后瞬間，總動(dòng)量不守恒B．P、Q同時(shí)落回地面C．炸裂后，P飛行的水平距離較大D．炸裂時(shí)，P、Q兩塊受到的內(nèi)力的沖量相同9．（22-23高二下·陜西西安·期中）如圖所示，一枚質(zhì)量為m的火箭在空中飛行燃料即將耗盡，此時(shí)火箭的速度水平向右、大小為，若該瞬間火箭突然炸裂成兩塊，其中質(zhì)量為的后部箭體以速率水平向左飛行。若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則炸裂瞬間前部箭體的速度大小為（）A． B． C． D．10．（2024·北京順義·一模）一枚在空中水平飛行的玩具火箭質(zhì)量為m，在某時(shí)刻距離地面的高度為h，速度為v。此時(shí)，火箭突然炸裂成A、B兩部分，其中質(zhì)量為的B部分速度恰好為0。忽略空氣阻力的影響，重力加速度為g。求：（1）炸裂后瞬間A部分的速度大小v1；（2）炸裂后B部分在空中下落的時(shí)間t；（3）在爆炸過(guò)程中增加的機(jī)械能。【素養(yǎng)提升】11．（23-24高二上·山東棗莊·期末）“獨(dú)竹漂”是一項(xiàng)獨(dú)特的黔北民間絕技。如圖甲所示，在平靜的湖面上，一位女子腳踩竹竿抵達(dá)岸邊，此時(shí)女子靜立于竹竿A點(diǎn)，一位攝影愛(ài)好者使用連拍模式拍下了該女子在竹竿上行走過(guò)程的系列照片，并從中選取了兩張進(jìn)行對(duì)比，其簡(jiǎn)化圖如下。經(jīng)過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，甲、乙兩張照片中A、B兩點(diǎn)的水平間距約為，乙圖中竹竿右端距離河岸約為。已知竹竿的質(zhì)量約為，若不計(jì)水的阻力，則該女子的質(zhì)量約為（）A． B． C． D．12．（23-24高三上·江蘇淮安·階段練習(xí)）如圖所示，把彎管裝在可旋轉(zhuǎn)的盛水容器的下部，當(dāng)水從彎管流出時(shí)，容器就旋轉(zhuǎn)起來(lái)，a、b為附著在容器外表面的兩個(gè)水滴，當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)時(shí)（）

A．水滴a、b的線速度大小相等B．水滴a所需的向心力比b大C．水流速度越大，容器受到的反沖力越大D．容器內(nèi)的水和容器整體的重心一直下降13．（23-24高三下·內(nèi)蒙古包頭·階段練習(xí)）如圖所示，繩長(zhǎng)為l，小球質(zhì)量為m，小車(chē)質(zhì)量為M，將小球向右拉至水平后放手，則（水平面光滑）（）A．系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒B．水平方向任意時(shí)刻小球與小車(chē)的動(dòng)量等大同向或都為零C．小球不能向左擺到原高度D．小車(chē)向右移動(dòng)的最大距離14．（23-24高二下·山西長(zhǎng)治·期中）雙響爆竹，其一響之后，騰空再發(fā)一響，因此得名二踢腳。如圖所示，質(zhì)量為0.1kg的二踢腳豎立在地面上被點(diǎn)燃后發(fā)出一響，向下噴出少量高壓氣體（此過(guò)程位移可忽略）后獲得20m/s的速度豎直升起，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)恰好發(fā)生第二響，立即被炸成的A、B兩塊，其中質(zhì)量的A部分以的速度向南水平飛出。已知第二響釋放的能量有30%轉(zhuǎn)化為A、B的機(jī)械能，不計(jì)二踢腳內(nèi)火藥的質(zhì)量和所受的空氣阻力，取，求：（1）A、B兩部分落地時(shí)的距離L；（2）第二響釋放的能量。【能力培優(yōu)】15．（23-24高二上·湖北恩施·期末）如圖，邊長(zhǎng)均為a的立方體木塊和空心鐵塊，用長(zhǎng)度也為a的細(xì)繩連接，懸浮在平靜的池中，木塊上表面和水面的距離為h。當(dāng)細(xì)繩斷裂后，木塊與鐵塊分別豎直向上、向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊上表面剛浮出水面時(shí)，鐵塊恰好到達(dá)池底。已知木塊的質(zhì)量為m，鐵塊的質(zhì)量為M，不計(jì)水的阻力，則池深為（

）A． B． C． D．16．（23-24