051动量守恒之爆炸与反冲（火箭）模型 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题
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2025-01-04
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051 动量守恒之爆炸与反冲(火箭)模型
一.必备知识精讲
1.反冲
（1）定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将获得一个反向冲量，
这种现象叫反冲运动．
（2）特点：系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力．实例：发射炮弹 、
发射火箭等．
(3)规律：遵从动量守恒定律．
作用原理 反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产生的效果
动量守恒
反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力，所以反冲运动遵循动量守
恒定律有三种情况：
① 动量守恒；②动量近似守恒；③某一方向上动量守恒。
机械能增加 反冲运动中，如果有其他形式的能转化为机械能，系统的总机械能增加
2．火箭
(1)火箭加速的原理
设火箭飞行时在极短的时间 Δ
t
内喷射燃气的质量是 Δ
m
，喷出的燃气相对喷气前火箭的
速度是
u
，喷出燃气后火箭的质量是
m
，火箭在这样一次喷气后增加的速度为 Δ
v
。
以喷气前的火箭为参考系。喷气前火箭的动量是 0，喷气后火箭的动量是
m
Δ
v
，燃气的
动量是 Δ
mu
。根据动量守恒定律，喷气后火箭和燃气的总动量仍然为 0，
所以
m
Δ
v
＋Δ
mu
＝0，
解出 Δ
v
＝－
u
。
上式表明，火箭喷出的燃气的速度
u
越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越
大，火箭获得的速度 Δ
v
越大。
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051 动量守恒之爆炸与反冲(火箭)模型
(2)现代火箭的发射原理
由于现代火箭喷气的速度在 2000～4000 m/s，近期内难以大幅度提高；火箭的质量比
(火箭起飞时的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)一般要小于 10，故为使火箭达到发射人
造地球卫星的 7.9 km/s 的速度，采用多级火箭，即把火箭一级一级地接在一起，第一级燃料
用完之后就把箭体抛弃，减轻负担，然后第二级开始工作，这样一级一级地连起来，不过实
际应用中一般不会超过四级。
（3）火箭获得的最终速度
设火箭发射前的总质量为
M
、燃料燃尽后的质量为
m
，以地面为参考系，火箭燃气的喷射
速度大小为
v
1，燃料燃尽后火箭的飞行速度大小为
v
，在火箭发射过程中，由于内力远大于
外力，所以动量守恒。
发射前的总动量为 0，发射后的总动量为(
M
－
m
)
v
1－
mv
(以火箭的速度方向为正方向)，则：
(
M
－
m
)
v
1－
mv
＝0，所以
v
＝
v
1，燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比决定。
3.爆炸问题
动量守恒 爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系
统的总动量守恒
动能增加 在爆炸过程中，有其他形式的能量(如化学能)转化为动能
位置不变 爆炸的时间极短，因而作用过程中物体产生的位移很小，可以认为爆炸
后各部分仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动
二.典型例题精讲：
题型一：爆炸类
例 1：(2018·全国卷Ⅰ)一质量为
m
的烟花弹获得动能
E
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
E
，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为
g
，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；
(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。
答案 (1) (2)
解析 (1)设烟花弹上升的初速度为
v
0，由题给条件有
E
＝
mv
①
设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为
t
，由运动学公式有
0－
v
0＝－
gt
②
联立①②式得
t
＝ ③
(2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为
h
1，由机械能守恒定律有
2 / 7
摘要：
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051动量守恒之爆炸与反冲(火箭)模型一.必备知识精讲1.反冲（1）定义：当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将获得一个反向冲量，这种现象叫反冲运动．（2）特点：系统内各物体间的相互作用的内力远大于系统受到的外力．实例：发射炮弹、发射火箭等．(3)规律：遵从动量守恒定律．作用原理反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产生的效果动量守恒反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力，所以反冲运动遵循动量守恒定律有三种情况：①动量守恒；②动量近似守恒；③某一方向上动量守恒。机械能增加反冲运动中，如果有其他形式的能转化为机械能，系统的总机械能增加2．火箭(1)火箭加速的原理设火箭飞行时在极短的...
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