模型33 爆炸、反沖及人船模型（原卷版）-2025版高考物理熱點模型精-品講義

模型33爆炸、反沖及人船模型01模型概述01模型概述1.爆炸1）爆炸問題的特點是物體間的相互作用突然發(fā)生，作用時間很短，作用力很大，且遠大于系統(tǒng)受的外力，故可用動量守恒定律來處理.2）在爆炸過程中，有其他形式的能轉化為動能，系統(tǒng)的動能爆炸后會增加，在碰撞過程中，系統(tǒng)的總動能不可能增加，一般有所減少而轉化為內能.3）由于爆炸問題作用時間很短，作用過程中物體的位移很小，一般可忽略不計，可以把作用過程作為一個理想化過程簡化處理.即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動量開始運動.2.反沖現象：1）反沖現象是指在系統(tǒng)內力作用下，系統(tǒng)內一部分物體向某方向發(fā)生動量變化時，系統(tǒng)內其余部分物體向相反的方向發(fā)生動量變化的現象.噴氣式飛機、火箭等都是利用反沖運動的實例.2）在反沖現象里，系統(tǒng)不受外力或內力遠大于外力，系統(tǒng)的動量是守恒的.3）反沖運動中，由于有其他形式的能轉化為機械能，所以系統(tǒng)的總機械能增加3.人船模型1）模型圖示2）模型特點①兩物體滿足動量守恒定律：②兩物體的位移大小滿足：，又得，③運動特點Ⅰ、人動則船動，人靜則船靜，人快船快，人慢船慢，人左船右；Ⅱ、人船位移比等于它們質量的反比；人船平均速度(瞬時速度)比等于它們質量的反比，即.02典題攻破02典題攻破1.爆炸【典型題1】（2024·青海海南·二模）斜向上發(fā)射的炮彈在最高點爆炸（爆炸時間極短）成質量均為m的兩塊碎片，其中一塊碎片沿原路返回。已知炮彈爆炸時距地面的高度為H，炮彈爆炸前的動能為E，重力加速度大小為g，不計空氣阻力和火藥的質量，則兩塊碎片落地點間的距離為（）A． B． C． D．2.反沖【典型題2】（2024·山東濰坊·模擬預測）如圖所示，返回艙接近地面時，相對地面豎直向下的速度為v，此時反推發(fā)動機點火，在極短時間內，豎直向下噴出相對地面速度為u、體積為V的氣體，輔助返回艙平穩(wěn)落地。已知噴出氣體的密度為，噴出氣體所受重力忽略不計，則噴氣過程返回艙受到的平均反沖力大小為（）A． B． C． D．3.人船模型【典型題3】（2024·山東·模擬預測）如圖，質量為的滑塊套在固定的水平桿上，一輕桿上端通過鉸鏈固定在上，下端與一質量為的小球相連。某時刻給小球一水平向左、大小為的初速度，經時間小球在水平方向上的位移為。規(guī)定水平向左為正方向，忽略一切摩擦，則滑塊在水平方向上的位移為（）A． B． C． D．03針對訓練03針對訓練1.如圖所示，氣球下面有一根長繩，一個質量為的人抓住氣球下方的長繩，氣球和長繩的總質量為，長繩的下端剛好和水平面接觸，當系統(tǒng)靜止時人離地面的高度為。如果這個人開始沿繩向下滑，當他滑到繩下端時，氣球上升的距離大約是（可以把人看作質點）（）A．B．C．D．2．如圖甲所示，光滑地面上有一質量為M的足夠長木板ab，一質量為m的人站在木板的b端，關于人由靜止開始至運動到木板的a端（M、N表示地面上原a、b對應的點），則如圖乙所示中正確的是（）A． B．C． D．3．（2024·安徽淮北·二模）如圖所示，北京時間2024年3月2日，神舟十七號航天員湯洪波、唐勝杰、江新林密切協(xié)同，在地面科研人員的配合支持下，進行了約8小時的出艙活動，完成既定任務。為了保證出艙宇航員的安全，通常會采用多重保障，其中之一就是出艙宇航員要背上可產生推力的便攜式設備，裝備中有一個能噴出氣體的高壓氣源。假設一個連同裝備共有的航天員，脫離空間站后，在離空間站的位置與空間站處于相對靜止的狀態(tài)。航天員為了返回空間站，先以相對空間站的速度向后噴出的氣體距離空間站時，再次以同樣速度噴出同等質量的氣體，則宇航員返回空間站的時間約為（）A．200s B．300s C．400s D．600s4．（2024·陜西商洛·模擬預測）“世界上第一個想利用火箭飛行的人”是明朝的士大夫萬戶，他把47個自制的火箭綁在椅子上，自己坐在椅子上，雙手舉著大風箏，設想利用火箭的推力，飛上天空，然后利用風箏平穩(wěn)著陸。假設萬戶及所攜設備[火箭（含燃料）、椅子、風箏等]總質量為M，點燃火箭后在極短的時間內，質量為m的熾熱燃氣相對地面以的速度豎直向下噴出。忽略此過程中空氣阻力的影響，重力加速度為g，下列說法中正確的是（）A．火箭的推力來自空氣對它的作用力B．在燃氣噴出后的瞬間，火箭的速度大小為C．噴出燃氣后萬戶及所攜設備能上升的最大高度為D．在燃氣噴出后上升過程中，萬戶及所攜設備動量守恒5．（2024·山東·二模）如圖所示，兩個小球A、B用長為L的輕質細繩連接，B球穿在光滑細桿上。初始時，細繩恰好伸直并處于水平狀態(tài)，兩球均可視為質點且mB＝2mA，重力加速度為g?，F將A、B由靜止釋放，不計空氣阻力，下列說法正確的是（

）A．A球在豎直平面內做變速圓周運動 B．B球運動的最大速度大小為C．A球速度最大時，水平位移大小為 D．B向右運動的最大位移大小為6．（2024·海南·模擬預測）小明制作了一個火箭模型，火箭模型質量為（含燃料），開始火箭模型靜置在地面上，點火后在極短時間內以相對地面的速度豎直向下噴出質量為的燃氣，噴氣過程中忽略重力和空氣阻力的影響，下列說法正確的是（

）A．火箭噴氣過程機械能守恒B．火箭的推力來源于空氣對它的反作用力C．噴氣結束時火箭模型的動量大小為D．噴氣結束時火箭模型的速度大小為7．（2024·四川成都·一模）如圖，ABC靜置于水平面上，BC之間放有少量炸藥，極短時間內爆炸產生的能量中有轉化為BC兩物體的動能。已知，，；與地面之間的動摩擦因數，與之間的動摩擦因數，與之間的動摩擦因數。板足夠長，重力加速度取。求：（1）爆炸后瞬間A、B、C的加速度大??；（2）爆炸后瞬間B、C的速度大??；（3）爆炸后到A板向右運動到最遠的過程中，A與地面之間因為摩擦而產生的熱量；8．（2024·北京順義·一模）一枚在空中水平飛行的玩具火箭質量為m，在某時刻距離地面的高度為h，速度為v。此時，火箭突然炸裂成A、B兩部分，其中質量為的B部分速度恰好為0。忽略空氣阻力的影響，重力加速度為g。求：（1）炸裂后瞬間A部分的速度大小v1；（2）炸裂后B部分在空中下落的時間t；（3）在爆炸過程中增加的機械能。

9．（2024·黑龍江大慶·三模）中國最新的SH—16型輪式炮車，應用了大量現代自動化科技，如火控系統(tǒng)接收打擊目標、立即調炮、引信裝訂、彈丸裝填、發(fā)射藥裝填等自動射擊動作?，F一炮車以速度勻速行駛，炮筒保持水平狀態(tài)。炮車質量為M，攜帶一枚質量為m的炮彈，用于發(fā)射炮彈的炸藥在極短時間內爆炸，將炮彈沿行進方向水平發(fā)射出去，由于反沖力作用炮彈飛離炮口時炮車停止運動。炸藥質量可忽略不計，求：（1）炮彈飛離炮口時的速度v；（2）炸藥爆炸釋放的能量Q；（3）設炮彈在炮筒中所受的作用力恒定，已知炮筒長為d，求從發(fā)射炮彈到炮彈飛離炮口時，炮車前進的距離。

10．（2024·四川成都·模擬預測）兩響爆竹，即二踢腳，是一種傳統(tǒng)民俗用品，兩響爆竹的紙筒內分兩層安放火藥，下層火藥的作用是將爆竹送上天空，上層火藥在升空10~20米后，凌空爆響。質量為200g的兩響爆竹在0.01s時間內下層火藥爆炸，向下噴出少量高壓氣體（此