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(共67张PPT)
第一章 动量与动量守恒定律
第6节 反冲
_____________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 1.认识生产生活中的反
冲现象，能够应用动量
守恒定律对反冲现象进
行解释.
2.通过查阅资料，了解
我国航天事业的发展和
成就，增强民族自信心
和自豪感.
情境导学
在农田、园林中常用到灌溉喷水器，它能够一边喷水一边旋转，你知道它是如
何工作的吗？这就是本节要学习的反冲现象，也是动量守恒定律的重要应用.
新知课丨必备知识解读
知识点1 反冲现象
1 概念
如果一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动时，
另一部分必然向相反的方向运动，这个现象叫作反冲.
情境助学
生活中的反冲现象
图1-6-1
1.将气球充气后松口释放，气球会沿与喷气方向相反的方向飞出，如图1-6-1甲
所示.
2.节日里，人们燃放“冲天炮”，火药燃烧后产生的气体向下冲，导致“冲天炮”蹿
上天空，如图乙所示.
3.乌贼头下有一个漏斗，肌肉收缩时把外套膜中的水从漏斗中向后喷出，从而
使自己向前游去,如图丙所示.
2 特点
反冲过程中相互作用力常为变力，且作用力大，一般都满足内力远大于外力
（类比碰撞、爆炸.），因此可用动量守恒定律来处理.
3 表达式
若原来系统是静止的，则发生反冲运动后，根据动量守恒定律有
.此式表明做反冲运动的两部分，它们的动量大小相等、方向相反，
而它们的速率与质量成反比.
. .
深度理解
对反冲速度的理解
矢量性 在不考虑其他外力时，原来静止的物体在内力的作用下分裂成两部分，
这两部分运动方向必然相反.在应用动量守恒定律列方程时,规定某一部分
的运动方向为正方向,则另一部分的速度应取负值.
相对性 系统中做反冲运动的两部分间发生相对运动,已知条件中有时告知的是某
一部分相对另一部分的速度,在应用动量守恒定律时,应将相对速度转换为
相对同一惯性参考系的速度（通常为对地速度）.
4 反冲的应用与防止
（1）应用：反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等.灌溉喷水器中水流的反冲作
用可以使喷水管旋转起来，实现多角度喷洒的目的；宇航员通过太空服背部的喷气
推进装置，可实现在太空中朝各个方向移动.
（2）防止：射击运动中子弹向前飞出，枪身会向后反冲，这种反冲会影响到射
击的准确性；高压水枪灭火时水高速喷出，高压水枪会向后反冲，需消防员抓牢水
枪以保持平衡.
学思用·典例详解
【做一做丨活动建议】
如图1-6-2所示，把弯管装在可旋转的盛水容器的下部.当水从弯管流出时，容器就旋
转起来.有条件的学生动手做一做，想一想容器旋转起来的原因是什么.
图1-6-2
图1-6-3
例1-1 ［人教版教材习题］一架喷气式飞机（图1-6-3）飞行的
速度是 ,如果它喷出的气体相对飞机的速度小于
,那么以地面为参考系，气体的速度方向实际上是与飞
机飞行的方向相同的.如果在这种情况下继续喷出气体，飞机的
速度还会增加吗 为什么
【答案】飞机的速度还会增加，原因见解析.
【解析】设飞机的质量为，喷出气体的质量为 ,以地面为参考系，选取飞机喷气
前速度的方向为正方向，喷出的气体的速度为,飞机喷气后的速度为， 的方
向与相同，但 ，由动量守恒定律有
解得
由于,,且，故有 ,因此飞机的速度还会增加.
【学会了吗丨变式题】
1.下列不属于反冲现象的是( )
C
A.发射炮弹后炮身后退
B.火箭向下高速喷射炽热气体时上升
C.人用桨向后划水，船向前运动
D.章鱼调整喷水方向可以向不同方向运动
【解析】反冲是指一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，且两部分向相反
的方向运动.据此可知，发射炮弹后炮身后退属于反冲现象；火箭向下高速喷射炽热
气体时上升属于反冲现象；人用桨向后划水，船受到水对其向前的力而往前运动，
不属于反冲现象；章鱼调整喷水方向可以向不同方向运动，属于反冲现象.
知识点2 火箭的发射
1 火箭发射的原理
火箭的发射利用了反冲.火箭燃料舱内的燃料燃烧产生的高温、高压燃气从火箭
尾部高速喷出，使火箭向前飞行.
2 影响火箭飞行最大速度的因素
（1）喷气速度：目前常用的液体燃料是液氢，用液氧作氧化剂，火箭的喷气速
度一般在之间.
（2）质量比（【说明】喷气速度越大，质量比越大，火箭获得的速度越大.）
（火箭开始飞行时的质量与燃料燃尽时的质量之比）质量比与火箭的结构和材料
有关，现代火箭能达到的质量比不超过10.
推理论证 设火箭飞行时在极短的时间内喷射气体的质量是,喷出的气体相对喷
气前火箭的速度是,喷出气体后火箭的质量是,火箭喷气后增加的速度为.
以喷气前的火箭为参考系，根据动量守恒定律有
，解得.
据此可知，火箭获得的速度与火箭的喷气速度和质量比有关.
. .
. .
3 多级火箭
（1）为了提高火箭的速度，需要应用多级火箭.多级火箭在发射过程中要将燃
料用完的箭体抛弃，这样可以减小火箭的质量，从而提高火箭的最终速度.火箭飞行
能达到的最大速度，一般来说就是燃料燃尽时火箭的速度.
（2）火箭的级数不是越多越好，因为级数太多，构造越复杂，工作的可靠性就
越差.目前的多级火箭一般为二级或三级.
4 分析火箭问题的基本思路
学思用·典例详解
例2-2 （2025·安徽蚌埠调研）某科研小组试验一款火箭，携带燃料后的总质量为 .
先将火箭以初速度从地面竖直向上弹出，上升到 高度时点燃燃料，假设质量为
的燃气在一瞬间全部竖直向下喷出，若燃气相对火箭喷射出的速率为 ，重力加速
度为 ，不计空气阻力.求：
（1）火箭到达 高度时的速度大小；
【答案】
【解析】由机械能守恒定律可得
解得火箭到达 高度时的速度大小为
.
（2）燃气全部喷出后火箭的速度大小；
【答案】
【解析】以火箭速度方向为正方向，燃气喷出瞬间，对火箭及喷出的燃气组成的系
统，由动量守恒定律可得
解得燃气全部喷出后火箭的速度大小为 .
（3）火箭上升的最大高度.
【答案】
【解析】设火箭上升的最大高度为 ，根据机械能守恒定律可得
解得 .
解题课丨关键能力构建
题型1 反冲运动问题分析
例3 新 生活实际章鱼是一种温带软体动物，生活在水中.一只悬浮在水中的章鱼，
当外套膜吸满水后，它的总质量为 ，突然发现后方有一只海鳗，章鱼迅速将体内
的水通过头下部的漏斗向后喷出，喷射的水力强劲，从而迅速向前逃窜.若喷射出的
水的质量为，喷射速度的大小为 ，则下列说法正确的是( )
C
A.章鱼喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒
B.章鱼喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统动量增加
C.章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为
D.章鱼喷水的过程中受到水的冲量大小为
思路点拨 本题的研究对象是章鱼和喷出的水，注意章鱼喷水时要消耗自身的能量，
同时还要注意速度的矢量性和相对性.
【解析】
选项 分析 正误
A 在章鱼喷水的过程中，章鱼的生物能转化为机械能，系统机械能增 加.
B 章鱼喷水过程所用的时间极短，内力远大于外力，章鱼和喷出的水 组成的系统动量守恒.
C √
选项 分析 正误
D
续表
分析反冲运动问题的注意点
1.反冲运动中系统的内力远大于外力，可以用动量守恒定律分析.
2.反冲过程中作用力和反作用力都做正功，两部分物体的机械能增加.
3.明确两部分物体初、末状态的速度是不是相对同一参考系而言的，如果不是，要
设法予以调整，一般情况下要转化成对地速度.
4.列方程时要注意初、末状态动量的方向.反冲物体速度的方向与原物体的速度方向
是相反的.
【学会了吗丨变式题】
图1-6-4
2.（2025·江苏省海安高级中学月考）如图1-6-4所示，一
架质量为的喷气式飞机飞行的速率是 ，某时刻它向后
喷出的气体相对飞机的速度大小为 ，喷出气体的质量为
，以地面为参考系，下列说法正确的是( )
D
A.若 ，则喷出气体的速度方向与飞机飞行方向相同，
喷气后飞机速度不会增加
B.只有 ，喷气后飞机速度才会增加
C.喷气后飞机速度为
D.喷气后飞机增加的速度为
【解析】
题型2 变质量的反冲运动问题分析
例4 一火箭发动机的喷气发动机每次喷出 的气体,假设气体喷出时的对地速
度恒为,开始时火箭静止，火箭质量 ,发动机每秒喷气20次.
（1）第三次喷出气体后,火箭的速度为多大
（2）运动 后,火箭的速度为多大
思路点拨 火箭发动机喷气属于反冲现象,火箭和气体组成的系统动量守恒.运用动量
守恒定律求解时，注意系统内部质量变化关系.每喷出一次气体列一次方程，找出对
应规律分步求解.
【答案】（1）（2）
【解析】 （1）喷出气体的运动方向与火箭的运动方向相反,气体和火箭组成
的系统动量守恒.以火箭运动的方向为正方向.
设第一次喷出气体后火箭速度为 ，有
,所以
设第二次喷出气体后,火箭速度为 ,有
，所以
设第三次喷出气体后,火箭速度为 ,有
所以 .
（2）设第次喷出气体后,火箭速度为 ,由（1）中分析可知
所以
因为每秒喷气20次,所以 末火箭速度为
.
选取整体为研究对象,运用动量守恒定律求解.以火箭运动方向为正方向.
（1）设喷出三次气体后火箭的速度为 ,以火箭和三次喷出的气体为研究对象,根据
动量守恒定律,得
所以 .
（2）设运动后火箭的速度为 ,以火箭和20次喷出的气体为研究对象,根据动量守
恒定律,有
所以 .
分析变质量反冲运动问题的注意点
1.对系统内部质量变化且发生多次相互作用的反冲运动问题，要注意质量变化关系
和每次发生相互作用引起的动量变化的关系.
2.特别要注意题中速度是相对地面的还是相对作用对象的.
（1）上题中由于每次喷出气体的速度是相对地面且恒定的，因此，多次喷出气体与
一次喷出气体（其质量为多次的总和）是等效的，这样处理使解题的过程得到了简化.
（2）如果每次喷气速度是相对火箭的，注意将每次的相对速度转化为对同一参考系
的速度.如果明确了各速度的方向,则相对速度可确定为两种情况:当两者同向时,相对
速率为两者速率之差;两者反向时,相对速率为两者速率之和,这样可将矢量式转化为
标量式.
【学会了吗丨变式题】
3.［人教版教材习题］一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量是
.这个士兵用自动步枪在 内沿水平方向连续射出10发子弹，每发子弹的质量是
，子弹离开枪口时相对步枪的速度是 .射击前皮划艇是静止的，不考虑水
的阻力.
（1）每次射击后皮划艇的速度改变多少
【答案】
【解析】由题意知，士兵连同装备和皮划艇的总质量为 ,每发子弹的质量
为,连续射击时间,子弹离开枪口时相对步枪的速度为 .
射出第1发子弹的过程中，系统动量守恒，则有
得
射出第2颗子弹的过程中，系统动量守恒，则有
得
同理，第3发子弹射出后皮划艇的速度为
射出第 发子弹的过程中，皮划艇的速度改变量
考虑到，故 .
（2）连续射击后皮划艇的速度是多大
【答案】
【解析】第10发子弹射出后，皮划艇的速度大小为
.
（3）连续射击时枪所受到的平均反冲作用力是多大
【答案】
【解析】设全过程中枪所受到的平均反冲作用力为 ，则有
解得 .
考试课丨核心素养聚焦
考情揭秘 素养点击
基本考查点 反冲现象，火箭的原理. 1.能够利用动量守恒定律解释生
活和科技中的反冲现象.
2.具有学习物理的兴趣，能够将
所学知识应用于生活实际，有主
动进行科学普及的意识.
热点及难点 运用反冲分析与科学、技术、生 活等相关的问题. 题型及难度 以选择题为主，难度偏易. 高考中地位 动量守恒定律的典型应用，高考 中常有涉及. 考向 考查反冲现象
例5 （2024·江苏卷）嫦娥六号探测器于5月3日在中国文昌航天发射场发射升空并进
入地月转移轨道，探测器经过轨道修正、近月制动，顺利进入环月轨道飞行.此后探
测器经历着陆器和上升器组合体、轨道器和返回器组合体的分离.已知嫦娥六号探测
器在轨速度为，着陆器对应的组合体与轨道器对应的组合体分离时间为 ，分
离后的速度为，且与同向，、的质量分别为、 .求：
（1）分离后的速度 大小；
【答案】
【解析】组合体分离前后动量守恒，取 的方向为正方向，有
解得 .
（2）分离时对 的推力大小.
【答案】
【解析】以为研究对象，对 由动量定理有
解得分离时对的推力大小 .
本题以嫦娥六号中着陆器对应的组合体与轨道器对应的组合体 分离的过程为素材，
创设了研究反冲现象的问题情境，主要考查动量守恒定律、动量定理等知识，这类
试题经常与我国的航空、航天事业结合，体现我国的综合国力，增强民族自豪感和
社会责任感.
【类题链接丨变式题】
类题 （湖北高考题）抗日战争时期，我军缴获不少敌军武器武装自己，其中某轻机
枪子弹弹头质量约，出膛速度大小约 .某战士在使用该机枪连续射击1分钟
的过程中，机枪所受子弹的平均反冲力大小约 ，则机枪在这1分钟内射出子弹的
数量约为( )
C
A.40 B.80 C.120 D.160
【解析】对子弹，根据动量定理得，代入数据解得 ,故A、B、
D错误，C正确.
习题课丨学业质量测评
A 基础练丨知识测评
建议时间：20分钟
1.我国神话故事中哪吒脚踩风火轮在天空中来去自由，现在人类穿上涡喷飞翼飞行
器（简称飞行器）也能像哪吒一样，在高空中自由地完成上升、下降、悬停、平飞
和翻转等动作，如图.飞行器主要由微型喷气发动机和操纵系统组成，下列说法正确
的是( )
A
A.飞行器要加速上升，需向下喷射燃气
B.某段时间飞行器在空中悬停，重力的冲量为零
C.燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量相同
D.飞行器在下降过程，其动量一定越来越大
【解析】 .
选项 分析 正误
A 飞行器要加速上升，需向下喷射燃气，产生向上的推力. √
B
C 燃气对飞行器的冲量与飞行器对燃气的冲量方向不同.
D 飞行器在下降过程，速度可能减小，其动量不一定越来越大.
2.一同学在地面上立定跳远的最好成绩是，假设他站在车的 端，如图所示，想
要跳上距离为 远的站台上，不计一切阻力，则( )
B
A.时，他一定能跳上站台 B. 时，他有可能跳上站台
C.时，他一定能跳上站台 D. 时，他有可能跳上站台
【解析】当人往站台上跳的时候，人有一个向站台的速度，由于动量守恒，车子必
然有一个离开站台的速度.这样的话，人相对于地面的速度小于立定跳远时的初速度，
若或，人就一定跳不到站台上，只有 ，人才有可能跳上站台，选项
B正确.
3.如图所示，在光滑的水平面上有一静止的小车，甲、乙两人分别站在小车左、右
两端.当他俩同时相向而行时，发现小车向右运动.下列说法正确的是( )
D
A.乙的速度必定小于甲的速度
B.乙的速度必定大于甲的速度
C.乙的动量必定小于甲的动量
D.乙的动量必定大于甲的动量
【解析】甲、乙两人相向而行的过程中，甲、乙两人及小车组成的系统所受的合外
力为零，系统动量守恒，以向右为正方向，根据动量守恒定律得
，小车向右运动，小车的动量方向向右，说明甲与乙两
人的总动量向左，因乙向左运动，甲向右运动，则乙的动量必定大于甲的动量，但
是由于不知两人的质量关系，故无法确定两人的速度大小关系，选项A、B、C错误，
D正确.
4.（2025·山东日照期中）一名连同装备总质量为的航天员，在距离空间站 处与空
间站相对静止.装备中有一个高压气罐，能喷出气体从而使航天员相对于空间站运动.
某次航天员启动高压气罐，一次性向远离空间站的方向以速度 （以空间站为参考系）
喷出质量为的气体，使航天员在时间 内匀速返回空间站.下列说法正确的是
( )
A
A.若高压气罐喷出气体的速度变大但动量不变，则返回时间大于
B.若高压气罐喷出气体的质量不变但速度变大，则返回时间大于
C.喷出气体的质量
D.在喷气过程中，航天员、装备及气体所构成的系统机械能守恒
【解析】
5.如图所示，某小组在探究反冲运动时，将一个质量为 的小液
化瓶固定在质量为 的小玩具船上，利用液化瓶向外喷射气体作
（1）喷射出质量为 的气体后，小船的速度是多大？
【答案】
【解析】以小船运动的方向为正方向，在喷射质量为 的气体的过程中，由动量守
恒定律得
解得 .
为船的动力.现将整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化瓶后向外喷射的气
体的对地速度大小为，如果在的时间内液化瓶向外喷射的气体的质量为 ，忽
略水的阻力，则：
（2）在液化瓶喷射出质量为 的气体的过程中，小船所受气体的平均作用力的大
小是多少？
【答案】
【解析】设液化瓶对气体的平均作用力大小为 ，对喷射出的气体运用动量定理得
解得
由牛顿第三定律得，小船所受气体的平均作用力大小为
.
B 综合练丨选考通关
建议时间：25分钟
6.［链接教材第31页“发展空间”］（2025·重庆巴蜀中学月考）如图所示，某中学航
天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为 （含水）的自制“水火箭”释放升空，
在极短的时间内，质量为的水以相对地面大小为 的速度竖直向下喷出.已知重力
加速度为 ，空气阻力不计，下列说法正确的是( )
D
A.火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B.水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒
C.火箭获得的最大速度为
D.火箭上升的最大高度为
【解析】火箭的推力来源于向下喷出的水对火箭的反作用力，A错误；水喷出的过
程中，火箭内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，B错误；在喷水的极短时间内，
火箭和水的重力可忽略不计，火箭和水组成的系统在竖直方向动量守恒，在水喷出
后的瞬间，火箭获得的速度最大，设最大速度为 ，以竖直向上为正方向，根据动量
守恒定律有，解得 ，C错误；水喷出后，火箭做竖直上
抛运动，有，解得最大高度为 ，D正确.
7.假设一小型宇宙飞船沿轨道在高空做匀速圆周运动，运动周期为 ，如果飞船沿
与其速度相反的方向抛出一个物体，飞船和物体 以后的运动可能是( )
D
A.物体与飞船运动周期都等于
B.物体的运动周期等于，而飞船的运动周期小于
C.物体 竖直下落，而飞船在原轨道上运动
D.物体和飞船的运动周期都大于
【解析】飞船沿与其速度方向相反的方向抛出一个物体的过程，飞船与 组成的系
统在轨道切线方向上动量守恒，因为物体 是沿飞船速度方向的反方向抛出的，由动
量守恒定律可知，飞船的动量一定增大，速度增大，根据万有引力提供向心力的特
点知，飞船将做离心运动，上升到高轨道，飞船的轨道半径变大，由 可
知，飞船的周期 变大，选项A、B、C错误.故本题应选D.
【思维拓展】针对D选项，抛出后物体 的速度方向有以下几种可能：
①若抛出后物体相对地面的速度方向与飞船速度方向相同，则物体 的速度较小，
将做向心运动，由可知，的周期小于 .
②若抛出后物体相对地面的速度为零，则 会在万有引力的作用下竖直下落.
③若抛出后物体 相对地面的速度方向与飞船速度方向相反，其大小可能等于飞船原
来的速度，此时仍将在原轨道运行，由可知，的周期等于 ；也可能
大于飞船原来的速度，此时也将上升到高轨道运动，由可知， 的周期
大于；还可能小于飞船原来的速度，此时将做向心运动，由可知，
的周期小于 .
综上分析选项D正确.
8.穿着溜冰鞋的人,站在光滑的冰面上,沿水平方向举枪射击.设第一次射出子弹后,人
后退的速度为 ,且每次射出的子弹对地速度均相同,则( )
C
A.无论射出多少颗子弹,人后退的速度都为
B.射出颗子弹后,人后退的速度为
C.射出颗子弹后,人后退的速度大于
D.射出颗子弹后,人后退的速度小于
【解析】设人、枪（包括子弹）的总质量为,每颗子弹质量为 ,子弹射出时的对地
速度为 .第一次射出子弹时，以人后退的方向为正方向，由动量守恒定律有
.设射出颗子弹后,人后退速度为 ，则有
.由以上分析有,.因 ,所以
有 ,选项C正确.
9.用火箭发射人造地球卫星,假设最后一节火箭的燃料用完后,火箭壳体和卫星一起以
的速度绕地球做匀速圆周运动.已知卫星的质量为 ,最后一节火箭
壳体的质量为 .某时刻火箭壳体与卫星分离,分离时卫星与火箭壳体的速度沿轨
道切线方向，相对速度为 （卫星加速）.试分析:分离后卫星的速度增加
到多大 火箭壳体的速度是多大 分离后它们将如何运动
【答案】 分离后的运动情况见解析
【解析】分离前卫星与火箭壳体的速度 ,设分离后卫星与火箭壳体
的速度分别为和 ,分离时系统在轨道切线方向上动量守恒,有
卫星与火箭壳体相对速度
解得, .
分离后,卫星速度,卫星将做离心运动;火箭壳体分离后的速度 ,因此做向
心运动.
10.如图所示，一质量为的小车静止在水平面上，其上表面为半径为 的四分之一
圆弧轨道，轨道最右端处切线水平且在地面上的投影点为， .地面上有
两个标记点、，、、三点共线且、.现将一质量为 的小球
从圆弧轨道顶端点正上方某高度处由静止释放，一段时间后小球从 点无碰撞地滑
上小车并从点滑出，不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为 .
（1）求小球在小车上运动过程中，小车位移的大小；
【答案】
【解析】设小球滑到小车最底端时，小车和小球的对地位移大小分别为、 ，规
定向右为正方向，根据水平方向动量守恒有
由几何关系得
联立解得 .
（2）若小球释放位置与点的距离为，欲使小球可以落在标记点、之间，求
的取值范围.
【答案】
【解析】设小球滑到小车最底端时，车和小球的速度大小分别为、 ，由系统机
械能守恒得
根据水平方向动量守恒有
小球离开小车最右端后做平抛运动，且其落在标记点、之间，设水平位移为 ,下
落时间为
水平方向上有
竖直方向上有
依题意有
联立解得 .
C 培优练丨能力提升
建议时间:8分钟
11.静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子形成向外发射的
高速粒子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度.已知飞行器质量为 ，发
射的是2价氧离子.发射离子的功率恒为，加速的电压为，每个氧离子的质量为 .
已知元电荷为 .离子速度远大于飞行器的速度，不计发射氧离子后飞行器质量的变
化，那么：
（1）射出的氧离子速度多大？
【答案】
【解析】以氧离子为研究对象，发射氧离子的过程中，根据动能定理，有
所以，氧离子速度大小为 .
（2）每秒钟射出的氧离子数多大；
【答案】
【解析】设每秒钟射出的氧离子数为，则发射功率可表示为
所以，每秒射出的氧离子数为 .
（3）飞行器的加速度多大？
【答案】
【解析】以氧离子和飞行器组成的系统为研究对象，设飞行器的反冲速度大小为 ，
取飞行器的速度方向为正方向，飞行器最初静止，根据动量守恒定律知，时间 内有
飞行器的加速度大小为
可得 .

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