【原】反冲现象

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一、反冲

1.定义：根据动量守恒定律，一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某一个方向运动，另一部分必向相反方向运动的现象．

你知道章鱼、乌贼怎样游泳吗？它们先把水吸入体腔，然后用力压水，通过身体前面的孔将水喷出，使身体很快地运动．章鱼能够调整自己的喷水口的方向，这样可以使得身体向任意方向前进．你认为章鱼游泳时应用了什么物理原理？ 章鱼、乌贼游泳时，将身体内部的一部分水高速喷出，从而使自身获得相反方向的速度．像这样，由于物体通过分离出部分物质，而使剩余的部分获得速度，这种现象称为反冲运动，其基本原理仍然是动量守恒定律．

2.特点：

     (1)反冲运动中，相互作用力大，时间短，通常可以用动量守恒定律处理．

     (2)反冲运动中，由于往往有其他形式的能转化为动能，所以系统总动能可以 增加

二.反冲运动现象的防止和应用

(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动．

(2)防止：不利的如大炮射击时炮身的反冲，射击时枪身的反冲．

(3)应用：反击式水轮机、喷气式飞机、火箭的发射等

 在讨论反冲运动问题时，应注意以下几点：

(1)速度的反向性问题：对于原来静止的整体，当被抛出部分具有速度时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然相反．在列动量守恒方程时，理论上可任意规定某一部分的运动方向为正方向，则反方向的另一部分的速度就要取负值．

(2)相对速度问题：反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作用的两物体的相对速度．但是动量守恒定律中要求速度是对同一参考系的速度(通常为对地的速度)．因此应先将相对速度转换成对地的速度，再列动量守恒定律方程．

(3)变质量问题：在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如在火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对象，取相互作用的这个过程为研究过程来进行研究．

反冲运动和碰撞、爆炸有类似之处，相互作用力常为变力且作用力很大，可以认为内力远大于外力，系统动量守恒或某个方向上动量守恒，因此可以用动量守恒定律处理反冲运动的问题．若系统初始动量为零，动量守恒定律为：

m1v1′＋m2v2′＝0

若系统初始动量不为零，设分离前系统总质量为M，分离质量为m，分离前系统速度为v1，m分离速度为v2′，剩余部分速度为v1′，根据动量守恒定律得：(M－m)v1′＋mv2′＝Mv1.

例1：机关枪重8kg，射出的子弹质量为20克，若子弹的出口速度是1000m/s，则机枪的后退速度是多少？

解析：设机关枪的后退速度为V，由动量守恒定律得

MV=mv1

得

练习：

1.一静止的质量为M的原子核，以相对地的速度v放射出一质量为m的粒子后，原子核剩余部分作反冲运动的速度大小为（     ）

2.

采取下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度（        ）

A. 使喷出的气体速度增大      

B. 使喷出的气体温度更高

C. 使喷出的气体质量更大     

D. 使喷出的气体密度更小

3.质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止．由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态。这个人手中拿着一个质量为Δm的小物体．现在他以相对于飞船为u的速度把小物体抛出，人的速度改变量是多少？

考答案：

1.B  解析：由动量守恒得（M-m）V余=mv可得。2.AC  

3.请思考这几个问题：

(1)小物体的动量改变量是多少？

(2)人的动量改变量是多少？

(3)人的速度改变量是多少？

(1)小物体的动量改变量是

Δp₁＝m·u

(2)人的动量改变量由动量守恒可知

Δp₂＝－Δp₁＝－Δm·u

(3)人的速度的改变量由

Δp₂＝－m·Δv

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