第四節(jié) 反沖運動 人船模型

1、一、反沖運動一、反沖運動1 1反沖：當一個物體向某一方向射出反沖：當一個物體向某一方向射出( (或拋出或拋出) )它的一部分時，這個物體的剩余部分向它的一部分時，這個物體的剩余部分向_方向方向運動的現象運動的現象相反相反2 2原理：反沖運動的原理是原理：反沖運動的原理是_當系當系統(tǒng)所受的外力的矢量和為零或外力遠小于內力時，統(tǒng)所受的外力的矢量和為零或外力遠小于內力時，系統(tǒng)的總動量守恒這時，如果系統(tǒng)的一部分獲得系統(tǒng)的總動量守恒這時，如果系統(tǒng)的一部分獲得了某一方向的動量，系統(tǒng)的剩余部分就會在這一方了某一方向的動量，系統(tǒng)的剩余部分就會在這一方向的相反方向上獲得同樣大小的動量向的相反方向上獲得同樣大小的

2、動量表達公式：表達公式：_._.動量守恒定律動量守恒定律0m1v1m2v2二、火箭二、火箭1火箭是火箭是_最重要的應用之最重要的應用之一中國是火箭的故鄉(xiāng)一中國是火箭的故鄉(xiāng)2火箭的工作原理火箭的工作原理當火箭推進劑燃燒時，從尾部噴出的氣體具當火箭推進劑燃燒時，從尾部噴出的氣體具有很大的動量，根據動量守恒定律，火箭獲有很大的動量，根據動量守恒定律，火箭獲得大小相等、方向相反的動量，因而發(fā)生連得大小相等、方向相反的動量，因而發(fā)生連續(xù)的反沖現象續(xù)的反沖現象動量守恒定律動量守恒定律3火箭的最終速度火箭的最終速度火箭燃料燃盡時火箭獲得的火箭燃料燃盡時火箭獲得的_由噴由噴氣速度和火箭開始飛行時的質量與燃料燃

3、盡氣速度和火箭開始飛行時的質量與燃料燃盡時的質量時的質量_兩個因素決定兩個因素決定最終速度最終速度之比之比三、爆炸問題三、爆炸問題1 1物體發(fā)生爆炸時，物體間的相互作用突然發(fā)生，物體發(fā)生爆炸時，物體間的相互作用突然發(fā)生，相互作用力為變力，作用時間很短，作用力很大，且相互作用力為變力，作用時間很短，作用力很大，且遠大于系統(tǒng)受的外力，故可用動量守恒定律來處理遠大于系統(tǒng)受的外力，故可用動量守恒定律來處理2 2在爆炸過程中，因有其他形式的能轉化為動能，在爆炸過程中，因有其他形式的能轉化為動能，所以系統(tǒng)的動能會增加所以系統(tǒng)的動能會增加3 3由于爆炸類問題作用時間很短，作用過程中物體由于爆炸類問題作用時間

4、很短，作用過程中物體的位移很小，一般可忽略不計，可以把作用過程作為的位移很小，一般可忽略不計，可以把作用過程作為一個理想化的過程一個理想化的過程( (簡化簡化) )處理，即作用后還從作用前處理，即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動量開始運動瞬間的位置以新的動量開始運動特別提醒：特別提醒：對于爆炸類問題，由于相互作用對于爆炸類問題，由于相互作用力是變力，用牛頓運動定律求解非常復雜，力是變力，用牛頓運動定律求解非常復雜，甚至根本就無法求解，但用動量守恒定律求甚至根本就無法求解，但用動量守恒定律求解時，只需要考慮過程的始末狀態(tài)，而不需解時，只需要考慮過程的始末狀態(tài)，而不需要考慮過程的具體細節(jié)，這正是

5、用動量守恒要考慮過程的具體細節(jié)，這正是用動量守恒定律求解問題的優(yōu)點定律求解問題的優(yōu)點即時應用即時應用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2.(單選單選)設斜上拋物體在通過軌跡的最高位設斜上拋物體在通過軌跡的最高位置時，突然炸裂成質量不等的兩塊，已知其置時，突然炸裂成質量不等的兩塊，已知其中一塊沿原水平方向做平拋運動，則另一塊中一塊沿原水平方向做平拋運動，則另一塊的運動不可能是的運動不可能是()A反方向平拋運動反方向平拋運動B斜上拋運動斜上拋運動C自由落體運動自由落體運動 D原方向平拋運動原方向平拋運動B例例1：平板車停在水平光滑的軌道上，平板車上有一：平板車停在水平光滑的軌道上，平板車上有

6、一人從固定在車上的貨廂邊沿水平方向順著軌道方向人從固定在車上的貨廂邊沿水平方向順著軌道方向跳出，落在平板車地板上的跳出，落在平板車地板上的A點，距貨廂水平距離點，距貨廂水平距離為為l4 m，如圖所示人的質量為，如圖所示人的質量為m，車連同貨廂，車連同貨廂的質量為的質量為M4m，貨廂高度為，貨廂高度為h1.25 m，求：，求：圖圖141(1)車在人跳出后到落到地板期間的反沖速度？車在人跳出后到落到地板期間的反沖速度？(2)人落在平板車地板上并站定以后，車還運動嗎？人落在平板車地板上并站定以后，車還運動嗎？車在地面上移動的位移是多少？車在地面上移動的位移是多少？人落到車上人落到車上A點的過程，系統(tǒng)

7、水平方向的動點的過程，系統(tǒng)水平方向的動量守恒量守恒(水平方向系統(tǒng)沒有受外力，而豎直水平方向系統(tǒng)沒有受外力，而豎直方向支持力大于重力，合力不為零方向支持力大于重力，合力不為零)，人落，人落到車上前的水平速度仍為到車上前的水平速度仍為v1，車的速度為，車的速度為v2，落到車上后設它們的共同速度為落到車上后設它們的共同速度為v，根據水，根據水平方向動量守恒得：平方向動量守恒得：mv1Mv2(Mm)v，可得可得v0.故人落到車上故人落到車上A點站定后車的速度為零點站定后車的速度為零【答案【答案】(1)1.6 m/s(2)不運動不運動0.8 m圖圖143例例2：如圖所示，長為：如圖所示，長為l、質量為、

8、質量為M的小船停的小船停在靜水中，一個質量為在靜水中，一個質量為m的人站立在船的人站立在船頭若不計水的阻力，在人從船頭走到船尾頭若不計水的阻力，在人從船頭走到船尾的過程中，船和人的對地位移各是多少？的過程中，船和人的對地位移各是多少？圖圖144人船模型人船模型圖圖145 鞏固鞏固11如圖所示：質量為如圖所示：質量為m m長為長為a a的汽車由靜止開始的汽車由靜止開始從質量為從質量為M M、長為、長為b b的平板車一端行至另一端時，汽的平板車一端行至另一端時，汽車和平板車的位移大小各為多少？（水平地面光滑）車和平板車的位移大小各為多少？（水平地面光滑）解得：解得：Sa=M(b-a)/M+m Sb

9、=m(b-a)/M+mmM 解析解析 取向右為正方向，對人和船組成的系統(tǒng)，取向右為正方向，對人和船組成的系統(tǒng)，依動量守恒可得：依動量守恒可得：m Sa - MSb = 0Sa +Sb= b - a 鞏固鞏固2 2 質量為質量為 M M的氣球上有一質量為的氣球上有一質量為 m m的的人，氣球和人靜止在離地高為人，氣球和人靜止在離地高為 h h的空中從的空中從氣球上放下一架不計質量的軟梯，為使人沿氣球上放下一架不計質量的軟梯，為使人沿軟梯安全滑至地面，則軟梯至少應為多長？軟梯安全滑至地面，則軟梯至少應為多長？0= M(L-h) - mh0= M(L-h) - mh解得：解得：L=(M+m)hL=(

10、M+m)h/M/M 點撥點撥 氣球和人原靜止于空中，合力為零，氣球和人原靜止于空中，合力為零，故系統(tǒng)動量守恒取豎直向上為正方向，對故系統(tǒng)動量守恒取豎直向上為正方向，對人和人和氣球氣球組成的系統(tǒng)，依動量守恒可得：組成的系統(tǒng)，依動量守恒可得： 鞏固鞏固3 在光滑的水平面上有一輛質量為在光滑的水平面上有一輛質量為M的小車，車的兩端各站著質量分別為的小車，車的兩端各站著質量分別為m1和和m2的人，三者原來皆靜止，當兩人相向的人，三者原來皆靜止，當兩人相向運動時，小車向哪個方向運動？運動時，小車向哪個方向運動？ 點撥點撥 考慮兩人和車組成的系統(tǒng)，合力為零，考慮兩人和車組成的系統(tǒng)，合力為零，故系統(tǒng)動量守恒

11、應用等效思維的方法，依動故系統(tǒng)動量守恒應用等效思維的方法，依動量守恒定律可分析得：量守恒定律可分析得：(1)(1)若若m m1 1 = = m m2 2 ，小車靜止不動，小車靜止不動 (2)(2)若若m m1 1m m2 2，小車與，小車與m m2 2的人運動方向相同的人運動方向相同(3)(3)若若m m1 1m m2 2，小車與，小車與m m1 1的人運動方向相同的人運動方向相同 鞏固鞏固44小車放在光滑的水平面上，將系繩子小車放在光滑的水平面上，將系繩子小球拉開到一定的角度，然后同時放開小球和小球拉開到一定的角度，然后同時放開小球和小車，在以后的過程中：小車，在以后的過程中： A.A.小球向左擺動時，小車也向左擺動，且小球向左擺動時，小車也向左擺動，且 系系統(tǒng)動量守恒統(tǒng)動量守恒B.B.小球向右擺動時，小車也向右擺動，且系統(tǒng)小球向右擺動時，小車也向右擺動，且系統(tǒng)動量守恒動量守恒C.C.小球向左擺動到最高點，小球的速度為零而小球向左擺動到最高點，小球的速度為零而小車的速度不為零小車的速度不為零D.D.在任意時刻，小球和小車在水平方向的動量在任意時刻，小球和小車在水平方向的動量一定大小相等、方向相反一定大小相等、方向相反D鞏固鞏固5質量為質量為m的小球從光滑的半徑為的小球從光滑的半徑為