反沖和火箭模型（原卷版）-2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)

動(dòng)量守恒的十種模型解讀和針對(duì)性訓(xùn)練

反沖和火箭模型

模型解讀

1.反沖運(yùn)動(dòng)

作用原理反沖運(yùn)動(dòng)是系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力和反作用力產(chǎn)生的效果

反沖運(yùn)動(dòng)中系統(tǒng)不受外力或內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以反沖運(yùn)動(dòng)遵循動(dòng)

動(dòng)量守恒

量守恒定律

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)的總機(jī)

機(jī)械能增加

械能增加

2.火箭

(1)火箭的原理

火箭的工作原理是反沖運(yùn)動(dòng),其反沖過(guò)程動(dòng)量守恒,它靠向后噴出的氣流的反沖作用而獲得同

前的速度。

(2)影響火箭獲得速度大小的因素

①噴氣速度：現(xiàn)代液體燃料火箭的噴氣速度約為2000?4000m/so

②火箭的質(zhì)量比：指火箭起飛時(shí)的質(zhì)指與火箭除燃料外的箭體質(zhì)量之比,決定于火箭的結(jié)構(gòu)和

材料?，F(xiàn)代火箭的質(zhì)量比一般小于也。

火箭獲得的最終速度

火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為/、燃料燃盡后的質(zhì)量為如火箭燃?xì)獾膰娚渌俣葹椤?，如圖所示，

在火箭發(fā)射過(guò)程中，由于內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以動(dòng)量守恒。

發(fā)射前的總動(dòng)量為0,設(shè)燃料燃盡后火箭的飛行速度為發(fā)射后的總動(dòng)量為

加0—(〃一根)力(以火箭的速度方向?yàn)檎较?

由動(dòng)量守恒定律，mv—(M—m)Vi=0

EgM

解得y=(—l>i

m

由此可知，燃料燃盡時(shí)火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質(zhì)量比一決定。

m

噴氣速度越大，質(zhì)量比越大,火箭獲得的速度越大。

（3）.多級(jí)火箭：能及時(shí)把空殼拋掉，使火箭的總質(zhì)量減少，因而能夠達(dá)到很高的速度，但火

箭的級(jí)數(shù)不是越多越好，級(jí)數(shù)越多，構(gòu)造越復(fù)雜，工作的可靠性越差，目前多級(jí)火箭一般都是

三級(jí)火箭。

【典例精析】

【典例】（2017?全國(guó)理綜I卷?14）將質(zhì)量為1.00kg的模型火箭點(diǎn)火升空，50g燃燒的燃?xì)庖源?/p>

小為600m/s的速度從火箭噴口在很短時(shí)間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動(dòng)量大小為

（噴出過(guò)程中重力和空氣阻力可忽略）

A.30kg-m/sB.5.7xl02kg-m/s

C.6.0xl02kg-m/sD.6.3xl02kg-m/s

【針對(duì)性訓(xùn)練】

1.（2024重慶模擬2）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v0=40m/s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mt=0.4kg、m2=0.3kg,忽略空氣阻力，水剛好噴完時(shí)，

水火箭的速度最接近（）

T

打

氣

筒

B.30m/sC.50m/sD.120m/s

2.（2024安徽安慶市二中第四次質(zhì)檢）噴氣式飛機(jī)和火箭的飛行應(yīng)用了反沖的原理，依靠噴出氣流的反沖

作用而產(chǎn)生較大推力。設(shè)火箭飛行時(shí)在極短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)噴射燃?xì)?，噴出的燃?xì)庀鄬?duì)于噴氣前火箭的速度

為力燃?xì)鈬娍诘臋M截面積為S,噴出燃?xì)獾拿芏葹橄?，在燃?xì)鈬娍诘臋M截面積不變的情況下，要使燃?xì)鈱?duì)

火箭產(chǎn)生的作用力變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，則燃?xì)鈬娍趪姎獾乃俣葀要變?yōu)樵瓉?lái)的（)

A.行倍B.2倍C.4倍D.8倍

5.（2023洛陽(yáng)名校聯(lián)考）將靜置在地面上、質(zhì)量為M（含燃料）的火箭模型點(diǎn)火升空，在極短時(shí)間內(nèi)以相對(duì)

地面的速度。。豎直向下噴出質(zhì)量為m的熾熱氣體。忽略噴氣過(guò)程重力和空氣阻力的影響，則噴氣結(jié)束時(shí)火

箭模型獲得的速度大小是（）

mM

B.-Vo

卜君。m

Mm

C.------vD.------Vo

M一m0M一m

6.（2023鄂東南省級(jí)示范性高中教育改革聯(lián)盟5月模擬）用火箭發(fā)射人造地球衛(wèi)星，假設(shè)最后一節(jié)火箭的燃料

用完后，火箭殼體和衛(wèi)星一起以7.0xl（）3m/s的速度繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知衛(wèi)星的質(zhì)量為500kg,最

后一節(jié)火箭殼體的質(zhì)量為100kg。某時(shí)刻火箭殼體與衛(wèi)星分離，分離時(shí)衛(wèi)星與火箭殼體沿軌道切線方向的相

對(duì)速度為1.8x103m/s。試求：（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（1）分離后衛(wèi)星的速度增加到多少？

（2）分離過(guò)程中衛(wèi)星對(duì)火箭殼體所做的功是多少？

7.（2023廣州二模）如圖。玩具“火箭”由上下A、B兩部分和一個(gè)勁度系數(shù)較大的輕彈簧構(gòu)成，A的質(zhì)量

為0.2kg,B的質(zhì)量為0.4kg,彈簧夾在中間，與兩者不固連。開(kāi)始時(shí)讓A、B壓緊彈簧并鎖定為一個(gè)整體,

為使A上升得更高，讓“火箭”在距地面0.8m高處自由釋放，“火箭”著地瞬間以原速率反彈，同時(shí)解除鎖定,

當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，B恰好停在地面上，不計(jì)空氣阻力和“火箭”的體積以及彈簧解鎖恢復(fù)原長(zhǎng)的時(shí)間，重

力加速度取10m/s2。求

（1）“火箭”著地時(shí)的速度大小;

（2）A上升的最大高度;

（3）彈簧被鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能。

A

B

8在空間技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，噴氣背包曾經(jīng)作為宇航員艙外活動(dòng)的主要?jiǎng)恿ρb置，它能讓宇航

員保持較高的機(jī)動(dòng)性。如圖8所示，宇航員在距離空間站艙門為d的位置與空間站保持相對(duì)靜

止，啟動(dòng)噴氣背包，壓縮氣體通過(guò)橫截面積為S的噴口以速度s持續(xù)噴出，宇航員到達(dá)艙門

時(shí)的速度為牡。若宇航員連同整套艙外太空服的質(zhì)量為河，不計(jì)噴出氣體后宇航員和裝備質(zhì)

量的變化，忽略宇航員的速度對(duì)噴氣速度的影響以及噴氣過(guò)程中壓縮氣體密度的變化，則噴出

壓縮氣體的密度為（）

■宇航員

d

'空——間站-----

圖8

2M田MVT:2MviMvi

A.---B.----C.---D.----

SdviISdviSdvl2sd濟(jì)

9.2022年11月12H,天舟五號(hào)與空間站天和核心艙成功對(duì)接，在對(duì)接的最后階段，天舟

五號(hào)與空間站處于同一軌道上同向運(yùn)動(dòng)，兩者的運(yùn)行軌道均視為圓周。要使天舟五號(hào)在同一軌

道上追上空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，天舟五號(hào)噴射燃?xì)獾姆较蚩赡苷_的是（）

天舟

噴氣噴氣

運(yùn)行五年運(yùn)行五W方向

方向

方向方向歹口

，二‘空間站、、、

空間站

AB

天舟天舟

一五號(hào)

運(yùn)行五k運(yùn)行\(zhòng)

方向方向，二^口,一、、、、

空間站噴氣方向'、/'生間站噴氣方向、、

CD

10.（2024重慶模擬2）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為=40m/s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mi=0.4kg,TH2=0.3kg,忽略空氣阻力，水剛好噴完時(shí)，

水火箭的速度最接近（）

A.12m/sB.30m/sC.50m/sD.120m/s

11.（2024安徽安慶市二中第四次質(zhì)檢）噴氣式飛機(jī)和火箭的飛行應(yīng)用了反沖的原理，依靠噴出氣流的反

沖作用而產(chǎn)生較大推力。設(shè)火箭飛行時(shí)在極短的時(shí)間內(nèi)連續(xù)噴射燃?xì)?，噴出的燃?xì)庀鄬?duì)于噴氣前火箭的速

度為%燃?xì)鈬娍诘臋M截面積為S,噴出燃?xì)獾拿芏葹橄Γ谌細(xì)鈬娍诘臋M截面積不變的情況下，要使燃?xì)?/p>

對(duì)火箭產(chǎn)生的作用力變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，則燃?xì)鈬娍趪姎獾乃俣葀要變?yōu)樵瓉?lái)的（）

A.倍B.2倍C.4倍D.8倍

12.（2020山東檢測(cè)）如圖所示，某中學(xué)航天興趣小組的同學(xué)將靜置在地面上的質(zhì)量為M（含水）的自制"水火

箭"釋放升空,在極短的時(shí)間內(nèi),質(zhì)量為m的水以相對(duì)地面為vo的速度豎直向下噴出。已知重力加速度為g,空

氣阻力不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是

A.火箭的推力來(lái)源于火箭外的空氣對(duì)它的反作用力

B.水噴出的過(guò)程中,火箭和水機(jī)械能守恒

c.火箭獲得的最大速度為也」

M-m

D.火箭上升的最大高度為一絲*J

2g（M-加y

13.（2020全國(guó)I卷模擬8）一機(jī)槍架在湖中小船上，船正以1m/s的速度前進(jìn)，小船及機(jī)槍總質(zhì)量

200kg,每顆子彈質(zhì)量為加=20g,在水平方向機(jī)槍以v=600m/s的對(duì)地速度射出子彈，打出5顆子彈后船

的速度可能為（）

A.1.4m/sB.1m/s

C.0.8m/sD.0.5m/s

14.為完成某種空間探測(cè)任務(wù)，需要在太空站上發(fā)射空間探測(cè)器，探測(cè)器通過(guò)向后噴氣而獲得反沖力

使其加速。己知探測(cè)器的質(zhì)量為每秒鐘噴出的氣體質(zhì)量為如噴射氣體的功率恒為尸，不計(jì)噴氣后探測(cè)

器的質(zhì)量變化。貝1()

A.噴出氣體的速度為

B.噴出氣體的速度為

C.噴氣Nt秒后探測(cè)器獲得的動(dòng)能為匚二

M

D.噴氣加秒后探測(cè)器獲得的動(dòng)能為-----

2M

15.(10分)某小組在探究反沖運(yùn)動(dòng)時(shí)，將質(zhì)量為四的一個(gè)小液化瓶固定在質(zhì)量為加2的小船上，利用

液化瓶向外噴射氣體做為船的動(dòng)力.現(xiàn)把整個(gè)裝置靜止放在平靜的水面上，已知打開(kāi)液化瓶后向外噴射