高中物理 第十六章 動量守恒定律 5 反沖運動火箭課堂演練 新人教版選修35

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1、 5 反沖運動火箭 1．(多選)有關(guān)實際中的現(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．體操運動員在著地時屈腿是為了減小地面對運動員的作用力 C．用槍射擊時要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響 D．為了減輕撞車時對司乘人員的傷害程度，發(fā)動機艙越堅固越好 解析：火箭靠噴出氣體，通過反沖獲得前進的動力，從而獲得巨大速度，A正確；體操運動員在著地時屈腿是為了延長作用時間來減小地面對運動員的作用力，B正確；用槍射擊時要用肩部抵住槍身是為了減少反沖的影響，C正確；為了減輕撞車時對司乘人員的傷害程度，需要兼顧延長作用時間，減小作用力，D錯誤． 答案

2、：ABC 2．(多選)下列哪些措施有利于增加噴氣式飛機的飛行速度(　　) 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，開始時均處于靜止狀態(tài)，當彈簧釋放將彈丸以相對地面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)動量守恒，設(shè)水平向右為正，由動量守恒可得3mv′＋mv＝0，得v′＝－，負號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，相對于地的速率相同，牽引力、阻力均不變，則船的動量和速度的變化情況是(　　) A．動量不變，速度增大 B．動量變小，速度不變 C．動量增大，速度增大 D．動量增大，速度減小 解析：整個過程動量守恒，由于兩發(fā)炮彈的總動量為零，因而船的動量不變．又因為船發(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”宇宙飛船是由火箭噴氣發(fā)動機向后噴氣而加速的．假設(shè)火箭噴氣發(fā)動機每次噴出氣體質(zhì)量為m，噴出的氣體相對地面的速度為v，設(shè)“神舟”六號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)動機每秒噴氣20次，在不考慮地球引力及空氣阻力的情況下，火箭發(fā)動機點火后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，取火箭運動方向為正方向，由動量守恒定律得 (M－20m)v′－20mv＝0 所以1 s末火箭的速度v′＝. 答案： A級　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動．如果火箭向跟其速度相反的方向射出一個質(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動 B．A跟火箭都不可能沿

5、原軌道運動 C．A運行軌道半徑將減小，火箭運動軌道半徑將增大 D．A可能沿地球半徑方向豎直下落，火箭運行的軌道半徑增大 解析：火箭繞地球做勻速圓周運動時，萬有引力剛好充當向心力，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)沿軌道切線方向動量守恒，所以v′>v0.所以火箭要做離心運動，即火箭不可能在原軌道上運行．至于被發(fā)射的物體A，由于發(fā)射時做功情況的不同，發(fā)射后的A，速度可沿原運動方向，但速度變小，要做向心運動，即軌道半徑變??；速度也可能剛好為零(對地)，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(估計一噸左右)．一位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量．他進行了如下操作：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，動量守恒，則有： Mv′＝mv，即M＝m，則船的質(zhì)量為： M＝，B正確；ACD錯誤；故選B. 答案：B 3．一個靜止的質(zhì)量為M的原子核，放射出一個質(zhì)量為m的粒子，粒子離開

7、原子核時相對于核的速度為v0，原子核剩余部分的速率等于(　　) A．v0　　　　　　 B.v0 C.v0 D.v0 解析：取整個原子核為研究對象．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，系統(tǒng)的動量守恒．放射前的瞬間，系統(tǒng)的動量p1＝0，放射出粒子的這一瞬間，設(shè)剩余部分對地的反沖速度為v′，并規(guī)定粒子運動的方向為正方向，則粒子的對地速度v＝v0－v′，系統(tǒng)的動量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，當兩人同時相向而行時，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，B錯；若v甲＝v乙，則m甲>m乙，C對，D錯． 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，炮彈射出炮口時對地的速度為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，炮車只可能沿水平地面向后退，水平方向所受的摩擦力遠小于火藥爆炸時炮彈與炮車間的相互作用力，故系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，由mv0cos θ＝(M－m)v，得v＝. 答案：B [B級　提能力] 6．如圖所示，一個質(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．當靜止時人離地面的高度為h＝5 m．如果這個人開始沿繩向下滑，當他滑到繩下端時，他離地高度是(可以把人看作質(zhì)點)(　　) A．5 m B．3.6 m C．2.6 m

10、D．8 m 解析：當人滑到繩下端時，由平均動量守恒，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B正確． 答案：B 7．質(zhì)量為m的炮彈沿水平方向飛行，其動能為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，動能為，另一塊向前飛去，則向前的這塊的動能為(　　) A.　　　　B.　　　　C. 　　D.Ek 解析：由于爆炸產(chǎn)生的作用力遠大于重力，在爆炸的瞬間水平方向上動量守恒，根據(jù)動量守恒求出另一塊炸彈的速度，從而求出動能的大?。? 炸彈開始動能Ek＝mv2，解得v＝.其中一塊動能為＝v，解得v1＝，根據(jù)動量守恒定律

11、得mv＝－v1＋v2，解得v2＝3，則動能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．現(xiàn)用手將小球拉至水平，此時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：當小球向下擺動的過程中，小球與小車組成的系統(tǒng)，水平方向動量守恒，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．當他向左走到船的左端時，船左端離岸多遠？(忽略水的阻力) 解析：在人從船頭走到船尾的過程中，任設(shè)某一時刻船和人的速度大小分別為v1和v2，則由于船和人的總動量守恒，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)歷的時間t后，船和人相對于岸的位移同樣有： 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，此過程損失的機械能； (2)彈簧被壓縮到最短時彈簧的彈性勢能． 解析：(1)對子彈和木塊在打擊的過程中滿足動量守恒，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)當子彈、木塊速度相同時，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