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                高中物理〇網

                反沖運動

                王尚老師¤微信

                反沖運動

                在某些情況下,原來系統內物體具々有相同的速度,發生相互作用後各部分的末速度不再相同而分開。這類問題相互作用過程中系統的動能增大,有其它能向動能轉化。可以把這類問題統稱為反沖運動。

                反沖運動滿足動量守恒定律,也可以◥看作是完全非彈性碰撞的逆過程。

                人船模型中的反沖過程

                人船模型是一個典型的反沖過程。假設湖面是沒有摩擦力的,人在船上向左孳孳声走,船會相對湖面向右走。

                人船模型對反沖的●演示圖

                我們通過一個案例來說明。

                例:質量為m的人站在質量為M,長為L的靜止小船的∩右端,小船的左端靠在岸邊。當他向左走到船的左端時,船左端◢離岸多遠?

                應該註意到:此結論與人在船上行走的速度大小無關。不論是勻速行走還是變速行走,甚至往返行走,只要人最終ζ到達船的左端,那麽結論都是相同的。

                解析過程

                mv1-Mv2=0;

                兩邊同乘時間t,ml1-Ml2=0;

                而l1+l2=L,

                得:l2=mL/(m+M)

                做這類題目,首♂先要畫好示意圖,要特別註意兩個物體相對於地面的移動一个酒店方向和兩個物體位移大小之間的關系。

                以上所列舉的人、船模型的前提是系統初動量為零。如果發生相互作用前系統兄弟连碰了面就具有一』定的動量,那就不能再用m1v1=m2v2這種形式列方程,而要利用(m1+m2)v0= m1v1+ m2v2列式。

                思考題:總質量為M的火箭模型從飛機上釋放時的速度為v0,速度方向↙水平。火箭向後以相對於地面的速率u噴出質量為m的燃氣後,火箭本身的速度變為多大?

                火箭的反沖↓運動

                火箭發射及「燃氣的反沖運動

                它是一種反作用力式發動機。火箭發動機是以一條㊣ 著名的牛頓第三運動定律作為基本驅動原理的,該定律認為“每個作用力都有一個大小相等、方向相反的反作用●力”。火箭發動機向一個方向拋射物╲質,結果會獲得另一個方向的反作用力。

                開始時您可能很難理解“拋射物質,獲得反作用力”這個概念,因為這好像和真實情況不大∞一樣。火箭發動機似乎只會發出火焰和噪音,制造壓力,而與“拋射物質”沒什麽關系。我們來看☉幾個例子,以便更好地了解真實情況:

                如果您曾經使用過獵槍,特別是那種12鉛徑的大獵槍,那麽您※就知道它會產生巨大的“撞擊力”。也就是說,當您開槍時,獵槍會狠狠地向後“撞擊”您的肩膀。這種撞擊力就是反作用力。獵槍將31.1克的▓金屬以大約1120公裏/小時的速度沿某個方向發射出去,同時您卐的肩膀會受到反作用力的撞擊。如果您開槍時穿著輪滑鞋或站在滑雪板上,槍會起到類似於火箭發動機的①作用,反作用力會使您向相反的方※向滑動。

                如果您見過粗大的消防水管噴水的場景,可能會註意到消防員要花很大的力氣才能抓住它(有時您會看到有★兩名或三名消防員手持同一々根消防水管)。水管發生的情況與火箭發動機類似。水管向一個方向噴水,消防員們則運用自身的力量和重量來克服反〖作用力。如果他們放開水管,那麽水管會勁頭十足地四處亂撞。如果ζ 消防員全都站在滑雪板上,水管將推動他們以極快的速度向後移動。

                如果您吹】起一個氣球,然後放開它,那麽它會滿屋子亂飛,直到裏面的空氣漏光為止,這就是您制造的火箭發動機。在這種情況下,被拋射出去的是氣球中的空氣分子。與許多人的想【法不同,空氣分子其實是有質量的(請〗查看有關氦的頁面,以便更好地了解空氣質量的問題)。如果您讓空氣從氣球的噴口中噴出來,氣球的其余部分則會向相反的方向運動。

                動量守恒定律的一個推論

                動量問題是力學的①重要難點之一。動量守恒還有一個推論:一個質點系的內力不能改變質心的運動狀態。

                這個推論包■含如下的三層含義:

                (1)若一個質點系的質點原來是不動的,那麽在無外力作用的條件下,這個質心的位置不變。

                (2)若一個質點ㄨ系的質心原來是運動的,那麽在無外力作用的條件下,這個質點系的質心將以原來的速度做勻速直線運動№。

                (3)若一個質點在某一外力作用下做某種運動,那好剑麽內力不改變質心的這種運動♂,比如原某以物體做拋體運動時,突然炸成兩塊,那麽這兩塊物體的質心仍然繼◎續做原來的拋體運動。這種情況就是導彈在空中爆破的動力學分析問題了。

                王尚老師微信

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