2019-2020年高中物理 第16章 第5节 反冲运动 火箭同步练习 新人教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第16章 第5节 反冲运动 火箭同步练习 新人教版选修3-5一、选择题(单选题)1下列不属于反冲运动的是()A喷气式飞机的运动B直升机的运动C火箭的运动D反击式水轮机的运动答案：B解析：直升机运动是飞机螺旋桨与外部空气作用的结果，不属于反冲运动。2假定冰面是光滑的，某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，则可行的办法是()A步行B挥动双臂C在冰面上滚动D脱去外衣抛向岸的反方向答案：D解析：由于冰面光滑，无法行走或滚动，由动量守恒定律可知，只有抛出物体获得反冲速度才能到达岸边。3如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块的运动()A一定沿v0的方向飞去B一定沿v0的反方向飞去C可能做自由落体运动D以上说法都不对答案：C解析：根据动量守恒得v。mv可能大于、小于或等于Mv0，所以v可能小于、大于或等于零。4(河北邢台一中xxxx学年高二下学期检测)一质量为M的航天器，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出一定质量的气体，气体喷出时速度大小为v1，加速后航天器的速度大小v2，则喷出气体的质量m为()AmMBmMCmMDmM答案：C解析：规定航天器的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得：Mv0(Mm)v2mv1解得mM，故选C。5(潍坊市xxxx学年高二下学期三校联考)如图所示，质量为M的小船在静止水平面上以速度v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为()Av0vBv0vCv0(v0v)Dv0(v0v)答案：C解析：根据动量守恒定律，选向右方向为正方向，则有(Mm)v0Mvmv，解得vv0(v0v)，故选项C正确。二、非选择题6(青州一中xxxx学年高二下学期期末)如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1m/s。A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2m/s，求此时B的速度大小和方向。答案：0.02m/s远离空间站方向解析：根据动量守恒，(mAmB)v0mAvAmBvB，代入数 据可解得vB0.02m/s，方向为离开空间站方向。7课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动。假如喷出的水流流量保持为2104m3/s，喷出速度保持为对地10m/s。启动前火箭总质量为1.4kg，则启动2s末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是103kg/m3。答案：4m/s解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动，设火箭原来总质量为M，喷出水流的流量为Q，水的密度为，水流的喷出速度为v，火箭的反冲速度为v，由动量守恒定律得(MQt)vQtv火箭启动后2s末的速度为vm/s4m/s8.光滑水平面上放着一质量为M的槽，槽与水平面相切且光滑，如图所示，一质量为m的小球以速度v0向槽运动，若开始时槽固定不动，求小球上升的高度(槽足够高)。若槽不固定，则小球又上升多高？答案：解析：槽固定时，设球上升的高度为h1，由机械能守恒定律得mgh1mv，解得h1。槽不固定时，设球上升的最大高度为h2，此时两者速度为v，由动量守恒定律得mv0(mM)v。由机械能守恒定律得mv(mM)v2mgh2，解得槽不固定时小球上升的高度h2。能力提升一、选择题(13题为单选题，4题为多选题)1.质量为m、半径为R的小球，放在半径为2R、质量为2m的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上。当小球从如图所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离是()A.BC.D答案：B解析：由水平方向平均动量守恒有：mx小球2mx大球，又x小球x大球R，所以x大球R。2一航天探测器完成对月球的探测后，离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行，先加速运动后匀速运动。探测器通过喷气而获得动力，以下关于喷气方向的说法正确的是()A探测器加速运动时，向后喷射B探测器加速运动时，竖直向下喷射C探测器匀速运动时，竖直向下喷射D探测器匀速运动时，不需要喷射答案：C解析：探测器加速运动时，重力与喷气获得的反作用力的合力应向前，所以A、B错，探测器匀速运动时，所受合力应为零，C对D错。3.(广东省实验中学xxxx学年高二下学期期中)如图，小车由光滑的弧形段AB和粗糙的水平段BC组成，静止在光滑水平面上，当小车固定时，从A点由静止滑下的物体到C点恰好停止。如果小车不固定，物体仍从A点由静止滑下，则()A仍滑到小车上的C点停住B滑到小车上的BC间某处停住C会冲出C点落到车外D小车向左运动，其位移与物体在水平方向的位移大小一定相等答案：A解析：小车固定时，根据能量守恒定律可知，小球下滑过程中重力势能转化为因摩擦力产生的内能。设小球离BC高度为h，BC部分长度为L，与BC摩擦力为f，此时有：Q1mghfL当小车不固定时，假设物块不会从车上滑下来，根据系统水平方向动量守恒可知最终小车和物块均静止，再根据能量守恒可知，物块的重力势能全部转化为因克服小车与木块之间的摩擦而产生的内能，此时有：Q2mghfL1由可知：Q1Q2，L1L，故两次产生热量一样，物块还是滑到C点停住，故A正确，B、C、D错误。4A、B两船的质量均为M，它们都静止在平静的湖面上，当A船上质量为的人以水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳回A船。设水对船的阻力不计，经多次跳跃后，人最终跳到B船上，则()AA、B两船的速度大小之比为32BA、B(包括人)动量大小之比为11CA、B(包括人)动量之和为零D因跳跃次数未知，故以上答案均无法确定答案：ABC解析：选A船、B船和人这三个物体为一系统，则它们的初始总动量为0。由动量守恒定律可知，系统以后的总动量将一直为0。选最终B船的运动方向为正方向，则由动量守恒定律可得：0(M)vBMvA解得：vBvA所以A、B两船的速度大小之比为32，选项A正确。A和B(包括人)的动量大小相等，方向相反，动量大小之比为11，选项B正确。由于系统的总动量始终守恒为零，故A、B(包括人)动量之和也始终为零，选项C正确。二、非选择题5.如图所示，质量为m的木块和质量为M的金属块用细绳系在一起，处于深水中静止，剪断细绳，木块上浮h时(还没有露出水面)，铁块下沉的深度为_。(水的阻力不计)答案：h解析：木块与金属块所构成的系统的重力与所受浮力平衡，合外力为零，故动量守恒。当剪断细绳时，个体的动量不守恒，但系统的动量守恒。对系统而言，剪断前动量为零，当剪断细绳后，金属块下降，动量方向向下，木块上升，动量方向向上，由于合动量为零，即向上的动量与向下的动量大小相等。设金属块下降的距离为x，则根据动量守恒定律有：Mxmh，解得xh。6以初速度v0与水平方向成60角斜向上抛出的手榴弹，到达最高点时炸成质量分别为m和2m的两块。其中质量大的一块沿着原来的方向以2v0 的速度飞行。求(1)质量较小的另一块弹片速度的大小和方向。(2)爆炸过程有多少化学能转化为弹片的动能？答案：(1)2.5v0，方向与爆炸前速度的方向相反(2)mv解析：手榴弹爆炸过程，爆炸力是内力，远大于重力，因此爆炸过程各弹片组成的系统动量守恒，因为爆炸过程火药的化学能转化为内能，进而有一部分转化为弹片的动能，所以此过程系统的机械能(动能)增加。(1)斜抛的手榴弹在水平方向上做匀速直线运动，在最高点处爆炸前的速度v1v0cos60v0。设v1的方向为正方向，如图所示，由动量守恒定律得：3mv12mv1mv2其中爆炸后大块弹片速度v12v0，解得v22.5v0，“”号表示v2的速度与爆炸前速度方向相反。(2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增量，Ek2mvmv(3m)vmv。7.平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货箱边缘沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A点，距货箱水平距离为l4m，如图所示。人的质量为m，车连同货箱的质量为M4m，货箱高度为h1.25m。求车在人跳出后到落到地板前的反冲速度为多大。答案：1.6m/s解析：人从货箱边跳离的过程，系统(人、车和货箱)水平方向动量守恒，设人的水平速度是v1，车的反冲速度是v2，取向右为正方向，则mv1Mv20，解得v2v1，人跳离货箱后做平抛运动，车以v2做匀速运动，运动时间为ts0.5s。在这段时间内人的水平位移s1和车的位移s2分别为s1v1t，s2v2t，由图可知，s1s2l即v1tv2tl，则v2m/s1.6m/s。