资源简介

(共51张PPT)
第一章 动量守恒定律
第6节 反冲现象 火箭
学思用·典例详解
例1-1 (2026·江苏苏州调研)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1-6-2。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
图1-6-2
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 某段时间飞行器在空中悬停，重力的冲量 ，不为零。
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。
例1-2 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，水对桨有向前的力，该力可使船往
前运动，该现象不属于反冲现象；章鱼调整喷水方向可以向不同方向运动，属于反
冲现象。
学思用·典例详解
例2-3 新 古代发明（多选）明朝士大夫万户是“世界上第一个想利用火箭飞行的人”。
如图1-6-3，他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，
设想利用火箭的推力飞上天空。假设万户及所携设备总质量为 ，点燃火箭后在极
短的时间内，质量为的炽热燃气相对地面以 的速度竖直向下喷出,不计空气阻力。
下列说法正确的是( )
AB
图1-6-3
A.火箭的推力就是燃气对火箭的反作用力
B.在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C.喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D.在燃气喷出后的上升过程中，万户及所携设备动量守恒
【解析】火箭的推力是燃料燃烧时产生的向下喷出的高温高压气体对火箭的反作用
力，A正确；在燃气喷出后的瞬间，万户及所携设备组成的系统动量守恒，设火箭
的速度大小为，规定火箭运动方向为正方向，则有 ，解得火
箭的速度大小为 ，B正确；喷出燃气后，万户及所携设备做竖直上抛运动，
则其上升的最大高度为 ，C错误；在燃气喷出后的上升过程中，万
户及所携设备所受合外力不为零，所以万户及所携设备动量不守恒，故D错误。
图1-6-4
例4 [教材第15页“例题2”改编]如图1-6-4所示，设质量为
的炮弹运动到空中最高点时速度为 ，此时突然炸成
两块，质量为的弹头以速度沿 的方向
飞去，另一块弹片以大小为的速度沿 的反方向飞
去。求：
（1） 的大小；
【答案】
【解析】规定 的方向为正方向，爆炸瞬间，弹头和另一块弹片组成的系统动量守
恒,有
代入数据解得 。
（2）爆炸过程中炮弹增加的动能。
【答案】
【解析】爆炸前炮弹的动能为
爆炸后系统的动能
故爆炸过程中炮弹增加的动能为 。
名师点评 物体炸裂时一般不会正好分成两块，也不会正好沿水平方向飞行，这里对
问题进行了简化处理。解题时涉及的速度，都是相对于地面的速度。
例5 (全国卷Ⅰ高考题)一质量为的烟花弹获得动能 后，从地面竖直升空。当烟花弹
上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的
动能之和也为,且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短,重力加速度大小为 ，不计空
气阻力和火药的质量。求:
（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;
【答案】
【解析】设烟花弹上升的初速度为 ，由题给条件有
①
设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为，由运动学公式有 ②
联立①②式得 。
（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。
【答案】
【解析】设爆炸时烟花弹距地面的高度为，由机械能守恒定律有 ③
火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设爆炸后瞬间其速度分别为
和 。由题给条件和动量守恒定律有
④
⑤
由⑤式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动的部分做竖直上抛运动。设爆
炸后烟花弹向上运动的部分继续上升的高度为 ，由机械能守恒定律有
⑥
烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度为 ⑦
联立③④⑤⑥⑦式得 。
思路点拨 本题通过烟花弹的爆炸建构物理模型，考查考生应用动量守恒定律和能
量守恒定律解题的能力。爆炸过程中系统的内力远大于外力，系统遵守动量守恒定
律。爆炸后烟花弹仅在重力作用下运动，遵守机械能守恒定律。解题时要注意选择
正方向，分析清楚烟花弹的运动过程。
【学会了吗丨变式题】
1.(2026·广东梅州调研)“爆竹声中一岁除”，爆竹送来浓浓的年味。一质量为
的爆竹以一定的速度竖直向上运动，当运动到最高点时爆炸成质量之比为1 的两部
分，爆炸后瞬间质量较小的部分速度大小为 ，不计空气阻力及爆炸过程中的
质量损失，取重力加速度大小 ，以下说法正确的是( )
B
A.爆炸后瞬间质量较大的部分速度大小为
B.爆炸后瞬间质量较大的部分速度大小为
C.爆竹爆炸过程中机械能守恒
D.爆竹爆炸过程释放的化学能为
【解析】爆炸发生在最高点，此时爆竹速度为零，总动量为零。爆炸后两部分质量
比，总质量为，故， 。爆炸前后动量
守恒，根据动量守恒定律有，已知 ，解得
，即质量较大的部分速度大小为 ，方向与质量较小的那部分相反，
故A错误，B正确；爆炸过程中，化学能转化为动能，机械能增加，因此机械能不守
恒，故C错误；爆炸释放的化学能等于爆炸后两部分的动能之和，则
，故D错误。
关键能力构建
题型1 反冲运动问题分析
例6 新 生活实际 [链接教材第25页“问题”]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 。某时刻它突然发现
后方有一只海鳗，章鱼迅速将体内的水通过短漏斗状的体管在极短时间内向后喷出，
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它喷出的水，注意章鱼喷水时要消耗自身的能
量，系统机械能不守恒。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 取章鱼前进的方向为正方向，由动量守恒定律得 ，可 得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等于喷出的水的动量大小，即为 。
【学会了吗丨变式题】
图1-6-5
2.如图1-6-5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7 一火箭的喷气发动机每次能喷出 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
【答案】
【解析】 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 。
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。
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）运动 后,火箭的速度为多大
【答案】
【解析】 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。
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 。
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。可每喷出一次气体列一次方程，
找出对应规律分步求解；由于喷气过程的重复性，也可将整体过程作为研究对象列
一次方程。
【学会了吗丨变式题】
3.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,冰面足够大，忽略一切阻力，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。
图1-6-7
例8 [教材第30页“复习与提高”B组第5题改编]如图1-6-7所示，质量
的木船长,质量 的人站立在船头,人和船静
止在平静的水面上。不计水的阻力,现在人要走到船尾取一样东西,则人
从船头走到船尾过程中,船相对静水移动的距离为多大
巧画图像破疑难
【答案】
【解析】设船移动距离为,则人移动距离为 ,以船行方向为正方向,整个过程的时
间为，则船对地的平均速度为,人对地的平均速度为 ,如图1-6-8所示。
由动量守恒定律有
即
解得船移动的距离为 。
图1-6-8
图1-6-10
例9 (2026·江苏宿迁期中)如图1-6-10所示，光滑水平
面上放有一光滑斜面体，斜面体的质量为 、倾角为
、斜面长为。将一质量为 的小滑块从斜面的顶
端由静止释放。已知，重力加速度为 ，下列
说法正确的是( )
C
A.滑块下滑过程中斜面体向左运动的位移为
B.滑块滑到斜面底端时速度大小为
C.滑块下滑过程中斜面体对滑块的支持力对其做负功
D.滑块下滑过程中滑块和斜面体组成的系统机械能和动量均守恒
【解析】滑块下滑过程中，对滑块和斜面体组成的系统，只有滑块的重力做功，机
械能守恒，而系统受到的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故D错误；系统在
水平方向上所受合力为零，故系统在水平方向上动量守恒，且系统初动量为零，设
滑块滑到斜面底端的过程中水平方向的平均速度大小为 ，斜面体的平均速度大小
为，取向右为正方向，则有，又， ，联立可得
，根据几何关系有，联立解得 ，故A
错误；假设滑块下滑时斜面体不动，根据动能定理有 ，解得
，而实际上滑块下滑过程中，斜面体向左运动，斜面体对滑块的支持
力与滑块的位移夹角大于 ，故支持力对滑块做负功，则滑块滑到斜面底端时速
度小于 ，故B错误，C正确。
例10 如图1-6-12所示，一个质量为的半圆槽形物体 放在光滑水平面上，半圆槽半
径为，一小球（可视为质点）质量为 ,从半圆槽的最左端与圆心等高的位置无
初速度释放，然后滑上半圆槽右端，接触面均光滑，重力加速度为 ,不计空气阻
力， 从释放到滑至半圆槽右端最高点的过程中，下列说法正确的是( )
D
图1-6-12
A.、组成的系统动量守恒 B.的位移大小为
C.滑动到最低点时的速度大小为 D.的位移大小为
【解析】
例11 （多选）如图1-6-14所示，一质量为 的小车静止在光滑水平面上，车上固定
一个竖直支架，轻绳一端固定在支架上，另一端固定一质量为的小球，轻绳长为 ，
将小球向右拉至轻绳水平后，从静止释放小球，不计空气阻力，则在接下来的运动
中( )
CD
图1-6-14
A.小球和小车组成的系统满足动量守恒
B.小球每次运动到最低点时，小车速度都水平向右
C.小球能向左摆到原高度
D.小车向右移动的最大距离为
【解析】根据题意可知，系统在水平方向所受合力为零，在竖直方向所受合力不为
零，故系统在水平方向动量守恒，而系统总动量不守恒，故A错误；根据系统水平
方向动量守恒及系统机械能守恒可知，小球摆到左侧最高点时系统的速度为零，则
小球仍能向左摆到原高度，故C正确；小球向左摆到原高度后，速度为零，然后向右
摆动，向右摆到最低点时，根据水平方向动量守恒知，此时小车速度方向向左，故B
错误；分析可知，当小球向左摆到最大高度时小车向右的位移最大，此时小球相对
于小车的位移最大，大小为 ，系统水平方向动量守恒，设小球在水平方向上的平
均速度大小为，小车在水平方向上的平均速度大小为 ，由动量守恒定律有
，再结合运动学公式有，又有 ，联立解得
小车向右移动的最大距离为 ，故D正确。
例12 如图1-6-16所示，质量分别为和的、 两个可视为质点的小球用长为
的刚性轻杆连接，竖直静止地立于光滑的水平地面上，由于微小扰动，轻
杆开始自由倒下。已知整个过程中球不离开地面，重力加速度 ，不计
空气阻力。在球 落地过程中，求：
图1-6-16
（1）球落地时速度大小 （可保留根号）；
【答案】
【解析】落地时，、在水平方向共速，设水平速度大小为 ，落地过程系统水平
方向动量守恒，则有
可得
落地过程中，由机械能守恒定律有
解得 。
（2）球的位移大小 ；
【答案】
【解析】、 组成的系统在水平方向动量守恒，结合运动学知识，有
解得 。
（3）当轻杆与水平地面夹角为 时，球的速度大小 。
【答案】
图1-6-17
【解析】如图1-6-17所示，当轻杆与地面成 角时，设
的水平速度为，竖直速度为，因、 组成的系统在水平
方向动量守恒，则
、沿杆方向速度相等，则
系统机械能守恒，则
联立各式解得 。
例13 一气球质量为,载有质量为 的人，静止在空中距地面
的地方,气球下悬一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑,直
至安全到达地面,则绳长至少为( )
C
A. B. C. D.
【解析】以人和气球组成的系统为研究对象，因为开始时人和气球静止在空中，所
以系统所受合外力为零，系统动量守恒,设人在沿绳缓慢下滑过程中的平均速度大小
为,气球的平均速度大小为,经过时间 人安全到达地面,人运动的位移大小为
,设气球上升的位移大小为 ，规定竖直向下为正方向,根据动量守恒定律
有,则,解得 ,所以绳长至少为
,故选C。
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 既有选择题，也有计算题，难度 中等。 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1 考查反冲现象
例14 (2024·江苏卷)嫦娥六号探测器于2024年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 的大小；
【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 (全国卷Ⅰ高考题)将质量为1.的模型火箭点火升空， 燃烧的燃气以大小
为 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量
大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）( )
A
A. B.
C. D.
【解析】燃气从火箭喷口喷出的过程中，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气
喷出后的瞬间，火箭的动量大小为 ，以火箭运动方向为正方向，根据动量守恒定律，
可得，其中为燃气质量， 为燃气喷出的速度，解得
，选项A正确。
分析火箭类问题时的三点注意
（1）火箭在运动过程中，随着燃料的燃烧，火箭本身的质量不断减小，故在应用动
量守恒定律时，必须取在同一相互作用时间内的火箭和喷出的气体为研究对象，注
意反冲前、后火箭质量的变化。
（2）明确两部分物体初、末状态的速度的参考系是不是同一参考系，如果不是同一
参考系要设法予以调整，一般情况下要转化成对地速度。
（3）列方程时要注意初、末状态速度的方向。反冲物体速度的方向与原物体的速度
方向是相反的。
考向2 考查爆炸类问题
例15 (2025·北京卷)某物体以一定初速度从地面竖直向上抛出，经过时间 到达最高
点。在最高点该物体炸裂成、两部分，质量分别为和，其中以速度 沿水
平方向飞出。重力加速度为 ，不计空气阻力。求：
（1）该物体抛出时的初速度大小 ；
【答案】
【解析】物体竖直上抛至最高点时速度为0，由运动学公式有
可得 。
（2）炸裂后瞬间的速度大小 ；
【答案】
【解析】物体爆炸前后动量守恒，爆炸前总动量为0，可知爆炸后、 速度方向相反，
取的方向为正方向。爆炸后瞬间的速度为，的速度为 ，由动量守恒定律得
解得 。
（3）、落地点之间的距离 。
【答案】
【解析】炸裂后、 均在竖直方向做自由落体运动，下落时间与炸裂前物体的上升
时间相等，为，则的水平位移大小
B的水平位移大小
所以、落地点之间的距离 。
本题结合竖直上抛运动和平抛运动考查爆炸问题，考查了动量守恒定律的应用、抛
体运动的性质等，要求考生运用守恒的观点和运动与相互作用的观点分析问题。

展开更多......

收起↑