物理
高一物理动量问题总质量为M的火箭以速度V0飞行,质量为m的燃料相对于火箭以速度u向后喷出,则火箭的速度大小变为多少?答案给的是 V0+(mu)/M 列的动量守恒如下 MV0=(M-m)V'+m(V'-u) 1但我列的是 MV0=(M-m)V'+m(V0-u) 2请问大家到底是哪个对呀?可是为什么呀? 这个过程是先有气体喷出,后有火箭加速啊?

2019-06-24

高一物理动量问题
总质量为M的火箭以速度V0飞行,质量为m的燃料相对于火箭以速度u向后喷出,则火箭的速度大小变为多少?
答案给的是 V0+(mu)/M
列的动量守恒如下 MV0=(M-m)V'+m(V'-u) 1
但我列的是 MV0=(M-m)V'+m(V0-u) 2
请问大家到底是哪个对呀?
可是为什么呀? 这个过程是先有气体喷出,后有火箭加速啊?
优质解答
答案对,因为喷出燃料的瞬间火箭速度就已经不是V0了.
你产生这样的疑问,关键是没有理解好“相对于火箭以速度u”是什么意思,这里是指燃料喷出时火箭的速度状态,在这个时刻,火箭速度已经因为喷出燃料而改变了.
问题补充:可是为什么呀?这个过程是先有气体喷出,后有火箭加速啊?
回答:不是这样的.按照你的想法,我们不妨假设“喷出燃料”和“火箭加速”是两件事情,不是同时发生,比如你认为先喷出气体,然后火箭加速.那么请你仔细想想在喷出气体而火箭还没有加速的这个时刻,是怎样一种状态?火箭正在空中飞行,它不仅因为喷燃料减少了质量、受到燃料气体的助推作用,但它仍然维持原速飞行,那是不是有点奇怪呢?它为什么要停一停、等燃料喷完才加速呢?
或者你也可以想象一下一个类似的场景:你把一个充满气的气球捏在手里,因为有手捏住气球的口,所以它并不漏气;然后你突然松开手,此时气球是不是立刻就随着“体内”气体的放出而迅速飞开呢?这和火箭喷燃料而加速是一个道理,气球(火箭)不可能在放气之后、稍等片刻才开始加速飞走,而是与放气同时开始飞的.
现在你是不是想通了?
我想你是不是头脑里对火箭发射的过程有很深的印象,请注意,此时火箭在空中飞行,不是“坐”在地面上.你不妨想想火箭在空中飞行和从地面上起飞有什么区别,特别是为什么火箭起飞前,已经有气体喷出,但是火箭并没有马上飞起来?其实这是因为这时火箭没有足够的助推力来克服重力.
答案对,因为喷出燃料的瞬间火箭速度就已经不是V0了.
你产生这样的疑问,关键是没有理解好“相对于火箭以速度u”是什么意思,这里是指燃料喷出时火箭的速度状态,在这个时刻,火箭速度已经因为喷出燃料而改变了.
问题补充:可是为什么呀?这个过程是先有气体喷出,后有火箭加速啊?
回答:不是这样的.按照你的想法,我们不妨假设“喷出燃料”和“火箭加速”是两件事情,不是同时发生,比如你认为先喷出气体,然后火箭加速.那么请你仔细想想在喷出气体而火箭还没有加速的这个时刻,是怎样一种状态?火箭正在空中飞行,它不仅因为喷燃料减少了质量、受到燃料气体的助推作用,但它仍然维持原速飞行,那是不是有点奇怪呢?它为什么要停一停、等燃料喷完才加速呢?
或者你也可以想象一下一个类似的场景:你把一个充满气的气球捏在手里,因为有手捏住气球的口,所以它并不漏气;然后你突然松开手,此时气球是不是立刻就随着“体内”气体的放出而迅速飞开呢?这和火箭喷燃料而加速是一个道理,气球(火箭)不可能在放气之后、稍等片刻才开始加速飞走,而是与放气同时开始飞的.
现在你是不是想通了?
我想你是不是头脑里对火箭发射的过程有很深的印象,请注意,此时火箭在空中飞行,不是“坐”在地面上.你不妨想想火箭在空中飞行和从地面上起飞有什么区别,特别是为什么火箭起飞前,已经有气体喷出,但是火箭并没有马上飞起来?其实这是因为这时火箭没有足够的助推力来克服重力.
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