《2025年非常学案高中物理选择性必修第一册人教版》

【思考讨论】点燃“窜天猴”的药捻，“窜天猴”向下喷出气体，同时“窜天猴”飞向高空。结合该实例。
问题 1 反冲运动的物体受力有什么特点？
物体的不同部分受相反的作用力，在内力作用下向相反方向运动。
问题 2 反冲运动过程中系统的动量、机械能有什么变化？
反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，所以系统的动量守恒；反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的机械能增加。
问题 3 礼花在空中爆炸后，为什么会散开形成美丽的对称图案？
在礼花爆炸的瞬间，整个系统的动量是守恒的。虽然每个颜料的速度和方向可能不同，但它们共同组成的系统的总动量保持不变。这种动量守恒的特性使得颜料颗粒在空中呈现出一种有序的分布状态，进而形成对称的图案。

答案： 问题1 提示：物体的不同部分受相反的作用力，在内力作用下向相反方向运动。
问题2 提示：反冲运动中，相互作用的内力一般情况下远大于外力，所以系统的动量守恒；反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的机械能增加。
问题3 提示：在礼花爆炸的瞬间，整个系统的动量是守恒的。虽然每个颜料的速度和方向可能不同，但它们共同组成的系统的总动量保持不变。这种动量守恒的特性使得颜料颗粒在空中呈现出一种有序的分布状态，进而形成对称的图案。

典例 1
(反冲运动问题分析)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 $ M $，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，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 $ m $，喷射速度的大小为 $ v_0 $，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 $ \frac{m}{M - m}v_0 $
D.章鱼喷水的过程中受到水的冲量大小为 $ \frac{Mmv_0}{M - m} $
 

答案： 典例1 C [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，选项A错误；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，选项B错误；取章鱼前进的方向为正方向，由动量守恒定律得$0=(M - m)v - mv_0$，可得章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为$v = \frac{m}{M - m}v_0$，选项C正确；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$mv_0$，选项D错误。]