高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 5 反沖運(yùn)動(dòng)火箭課堂演練 新人教版選修35

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1、 5 反沖運(yùn)動(dòng)火箭 1．(多選)有關(guān)實(shí)際中的現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．火箭靠噴出氣流的反沖作用而獲得巨大速度 B．體操運(yùn)動(dòng)員在著地時(shí)屈腿是為了減小地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力 C．用槍射擊時(shí)要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響 D．為了減輕撞車時(shí)對(duì)司乘人員的傷害程度，發(fā)動(dòng)機(jī)艙越堅(jiān)固越好 解析：火箭靠噴出氣體，通過反沖獲得前進(jìn)的動(dòng)力，從而獲得巨大速度，A正確；體操運(yùn)動(dòng)員在著地時(shí)屈腿是為了延長作用時(shí)間來減小地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力，B正確；用槍射擊時(shí)要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響，C正確；為了減輕撞車時(shí)對(duì)司乘人員的傷害程度，需要兼顧延長作用時(shí)間，減小作用力，D錯(cuò)誤． 答案

2、：ABC 2．(多選)下列哪些措施有利于增加噴氣式飛機(jī)的飛行速度(　　) A．使噴出的氣體速度增大　B．使噴出的氣體溫度更高 C．使噴出的氣體質(zhì)量更大 D．使噴出的氣體密度更小 答案：AC 3．如圖所示是一種彈射裝置，彈丸質(zhì)量為m，底座質(zhì)量為3m，開始時(shí)均處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)彈簧釋放將彈丸以相對(duì)地面v的速度發(fā)射出去后，底座的反沖速度大小是(　　) A．3v/4　　 B．v/4 C．v/3 D．0 解析：在水平方向上，彈丸和底座組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)水平向右為正，由動(dòng)量守恒可得3mv′＋mv＝0，得v′＝－，負(fù)號(hào)表示速度方向水平向左，故C正確． 答案：C 4．一炮艇在湖

3、面上勻速行駛，突然從船頭和船尾同時(shí)向前和向后發(fā)射一發(fā)炮彈，設(shè)兩炮彈質(zhì)量相同，相對(duì)于地的速率相同，牽引力、阻力均不變，則船的動(dòng)量和速度的變化情況是(　　) A．動(dòng)量不變，速度增大 B．動(dòng)量變小，速度不變 C．動(dòng)量增大，速度增大 D．動(dòng)量增大，速度減小 解析：整個(gè)過程動(dòng)量守恒，由于兩發(fā)炮彈的總動(dòng)量為零，因而船的動(dòng)量不變．又因?yàn)榇l(fā)射炮彈后質(zhì)量減小，因此船的速度增大． 答案：A 5．“神舟六號(hào)”宇宙飛船是由火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴氣而加速的．假設(shè)火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出氣體質(zhì)量為m，噴出的氣體相對(duì)地面的速度為v，設(shè)“神舟”六號(hào)載人飛船及火箭的總質(zhì)量為M(m?M)，噴氣前飛船的速度為v0，火箭

4、發(fā)動(dòng)機(jī)每秒噴氣20次，在不考慮地球引力及空氣阻力的情況下，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后1 s末，飛船的速度是多大？ 解析：選火箭和1 s內(nèi)噴出的氣體為研究對(duì)象，設(shè)火箭1 s末的速度為v′，1 s內(nèi)共噴出質(zhì)量為20m的氣體，取火箭運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得 (M－20m)v′－20mv＝0 所以1 s末火箭的速度v′＝. 答案： A級(jí)　抓基礎(chǔ) 1．(多選)假設(shè)一小型火箭沿人造地球衛(wèi)星的軌道在高空中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．如果火箭向跟其速度相反的方向射出一個(gè)質(zhì)量不可忽略的物體A，則下列情況哪些是能夠成立的(　　) A．物體A可能豎直落下地球，火箭可能沿原軌道運(yùn)動(dòng) B．A跟火箭都不可能沿

5、原軌道運(yùn)動(dòng) C．A運(yùn)行軌道半徑將減小，火箭運(yùn)動(dòng)軌道半徑將增大 D．A可能沿地球半徑方向豎直下落，火箭運(yùn)行的軌道半徑增大 解析：火箭繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力剛好充當(dāng)向心力，在軌跡切線方向無外力作用，故火箭沿切線向后發(fā)射物體過程中，系統(tǒng)沿軌道切線方向動(dòng)量守恒，所以v′>v0.所以火箭要做離心運(yùn)動(dòng)，即火箭不可能在原軌道上運(yùn)行．至于被發(fā)射的物體A，由于發(fā)射時(shí)做功情況的不同，發(fā)射后的A，速度可沿原運(yùn)動(dòng)方向，但速度變小，要做向心運(yùn)動(dòng)，即軌道半徑變??；速度也可能剛好為零(對(duì)地)，以后則豎直下落；速度也可能大小剛好等于火箭原飛行速度，所以A也可能在原軌道上運(yùn)行，只是繞行方向與火箭繞行方向相反．綜

6、上討論可知，正確選項(xiàng)為C、D. 答案：CD 2．有一條捕魚小船?？吭诤叴a頭，小船又窄又長(估計(jì)一噸左右)．一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺粗略測定它的質(zhì)量．他進(jìn)行了如下操作：首先將船平行碼頭自由停泊，輕輕從船尾上船，走到船頭后停下來，而后輕輕下船，用卷尺測出船后退的距離為d，然后用卷尺測出船長L，已知他自身的質(zhì)量為m，則漁船的質(zhì)量M為(　　) A.　　　　　　　 B. C. D. 解析：據(jù)題意，人從船尾走到船頭過程中，動(dòng)量守恒，則有： Mv′＝mv，即M＝m，則船的質(zhì)量為： M＝，B正確；ACD錯(cuò)誤；故選B. 答案：B 3．一個(gè)靜止的質(zhì)量為M的原子核，放射出一個(gè)質(zhì)量為m的粒子，粒子離開

7、原子核時(shí)相對(duì)于核的速度為v0，原子核剩余部分的速率等于(　　) A．v0　　　　　　 B.v0 C.v0 D.v0 解析：取整個(gè)原子核為研究對(duì)象．由于放射過程極為短暫，放射過程中其他外力的沖量均可不計(jì)，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒．放射前的瞬間，系統(tǒng)的動(dòng)量p1＝0，放射出粒子的這一瞬間，設(shè)剩余部分對(duì)地的反沖速度為v′，并規(guī)定粒子運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，則粒子的對(duì)地速度v＝v0－v′，系統(tǒng)的動(dòng)量p2＝mv－(M－m)v′＝m(v0－v′)－(M－m)v′，由p1＝p2，即0＝m(v0－v′)－(M－m)v′＝mv0－Mv′得v′＝v0. 答案：C 4．(多選)一平板小車靜止在光滑的水平地面上，甲、乙

8、兩人分別站在車的左、右端，當(dāng)兩人同時(shí)相向而行時(shí)，發(fā)現(xiàn)小車向左移，則(　　) A．若兩人質(zhì)量相等，必有v甲>v乙 B．若兩人質(zhì)量相等，必有v甲m乙 D．若兩人速率相等，必有m甲m乙v乙，若m甲＝m乙，則v甲>v乙，A對(duì)，B錯(cuò)；若v甲＝v乙，則m甲>m乙，C對(duì)，D錯(cuò)． 答案：AC 5．裝有炮彈的大炮總質(zhì)量為M，炮彈的質(zhì)量為m，炮彈射出炮口時(shí)對(duì)地的速度為v0，若炮筒與水平地面的夾角為θ，則炮車后退的速度大小

9、為(　　) A.v0 B. C. D. 解析：發(fā)射炮彈時(shí)，炮車只可能沿水平地面向后退，水平方向所受的摩擦力遠(yuǎn)小于火藥爆炸時(shí)炮彈與炮車間的相互作用力，故系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，由mv0cos θ＝(M－m)v，得v＝. 答案：B [B級(jí)　提能力] 6．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m1＝50 kg的人抓在一只大氣球下方，氣球下面有一根長繩．氣球和長繩的總質(zhì)量為m2＝20 kg，長繩的下端剛好和水平面接觸．當(dāng)靜止時(shí)人離地面的高度為h＝5 m．如果這個(gè)人開始沿繩向下滑，當(dāng)他滑到繩下端時(shí)，他離地高度是(可以把人看作質(zhì)點(diǎn))(　　) A．5 m B．3.6 m C．2.6 m

10、D．8 m 解析：當(dāng)人滑到繩下端時(shí)，由平均動(dòng)量守恒，得：m1＝m2，且h1＋h2＝h. 解得h1＝1.4 m. 所以他離地高度H＝h－h(huán)1＝3.6 m，故選項(xiàng)B正確． 答案：B 7．質(zhì)量為m的炮彈沿水平方向飛行，其動(dòng)能為Ek，突然在空中爆炸成質(zhì)量相同的兩塊，其中一塊向后飛去，動(dòng)能為，另一塊向前飛去，則向前的這塊的動(dòng)能為(　　) A.　　　　B.　　　　C. 　　D.Ek 解析：由于爆炸產(chǎn)生的作用力遠(yuǎn)大于重力，在爆炸的瞬間水平方向上動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒求出另一塊炸彈的速度，從而求出動(dòng)能的大小． 炸彈開始動(dòng)能Ek＝mv2，解得v＝.其中一塊動(dòng)能為＝v，解得v1＝，根據(jù)動(dòng)量守恒定律

11、得mv＝－v1＋v2，解得v2＝3，則動(dòng)能Ek′＝v＝Ek，B正確． 答案：B 8.如圖所示，質(zhì)量為m的小球A系在長為l的輕繩一端，另一端系在質(zhì)量為M的小車支架的O點(diǎn)．現(xiàn)用手將小球拉至水平，此時(shí)小車靜止于光滑水平面上，放手讓小球擺下與B處固定的橡皮泥碰擊后粘在一起，則在此過程中小車的位移是(　　) A．向右，大小為 B．向左，大小為 C．向右，大小為 D．向左，大小為 解析：當(dāng)小球向下擺動(dòng)的過程中，小球與小車組成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒，即0＝mv－MV，變形得：mv＝MV，兩邊同乘以t，可得： mvt＝MVt，設(shè)小車的位移大小為x，則小球相對(duì)于地的位移大小為l－x，可得

12、： m(l－x)＝Mx，解得： x＝，方向向左，故D正確，ABC錯(cuò)誤． 答案：D 9．質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為M，長為L的靜止小船的右端，小船的左端靠在岸邊．當(dāng)他向左走到船的左端時(shí)，船左端離岸多遠(yuǎn)？(忽略水的阻力) 解析：在人從船頭走到船尾的過程中，任設(shè)某一時(shí)刻船和人的速度大小分別為v1和v2，則由于船和人的總動(dòng)量守恒，于是mv1－Mv2＝0.而這過程中船與人的平均速度1和2也應(yīng)滿足類似的關(guān)系：m1－M2＝0. 上式同乘過程所經(jīng)歷的時(shí)間t后，船和人相對(duì)于岸的位移同樣有： mL1－ML2＝0. 從圖中可以看出，人、船的位移L1和L2大小之和等于L. L1＋L2＝L.

13、由以上各式解得：L1＝L；L2＝L. 答案：L 10．一質(zhì)量為m＝0.5 kg的子彈以初速度v0＝8 m/s水平射入置于光滑水平面上的木塊A并留在其中，A與木塊B用一根彈性良好的輕質(zhì)彈簧連在一起，開始彈簧處于原長，如圖所示，木塊A、B的質(zhì)量分別為MA＝1.5 kg.MB＝2.0 kg求： (1)子彈射入木塊A后的速度，此過程損失的機(jī)械能； (2)彈簧被壓縮到最短時(shí)彈簧的彈性勢能． 解析：(1)對(duì)子彈和木塊在打擊的過程中滿足動(dòng)量守恒，有： mv0＝(MA＋m)v，解得： v＝2 m/s， ΔE＝mv－(MA＋m)v2＝0.582 J－(0.5＋1.5)22 J＝12 J. (

14、2)當(dāng)子彈、木塊速度相同時(shí)，彈簧最短，彈性勢能最大 (MA＋m)v＝(MA＋MB＋m)v′，解得： v′＝1 m/s， 根據(jù)能量守恒得到： Ep＝(MA＋m)v2－(MA＋MB＋m)v′2， 解得： Ep＝2 J. 答案：(1)2 m/s　12 J　(2)2 J 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375