2018-2019学年高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 第四节 反冲运动分层训练 粤教版选修3-5.doc

第四节 反冲运动A级抓基础1(多选)在以下叙述的现象中利用了反冲现象的有()A火箭喷气升空B氢气球上升C章鱼喷水快速退游 D潜水艇排水浮出解析：火箭喷气升空通过喷气的方式改变速度，从而改变轨道，运用了反冲运动的原理；氢气球上升是利用浮力大于重力的原理制成的，不属于反冲运动；章鱼通过喷水快速退游也是利用了反冲原理；潜水艇排水浮出是利用浮力的改变，也不属于反冲运动，故AC正确，BD错误答案：AC2一人静止于光滑的水平冰面上，现欲向前运动，下列哪种方法是可行的()A向后踢腿 B手臂向后甩C在冰面上滚动 D向后水平抛出随身物品解析：以人为整体作为研究对象，向后踢腿或手臂向后甩，人整体的总动量为0，不会运动起来，故AB错误；因为是完全光滑的水平冰面，没有摩擦力，人是滚不了的，C错误；把人和随身物品视为一整体，这个整体动量为0，人给随身物品一个速度，动量总量不变，这样人可以获得一个反向的速度，可以向前运动，D正确答案：D3质量m100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲40 kg、m乙60 kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为()A0.6 m/s，向左 B3 m/s，向左C0.6 m/s，向右 D3 m/s，向右解析：甲、乙和船组成的系统动量守恒，以水平向右为正方向，开始时总动量为零，根据动量守恒定律有：0m甲v甲m乙v乙mv，解得：v，代入数据解得v0.6 m/s，负号说明小船的速度方向向左，故选项A正确答案：A4一辆平板车停止在光滑水平面上，车上一人(原来也静止)用大锤敲打车的左端，如图所示，在锤的连续敲打下，这辆平板车将()A左右来回运动 B向左运动C向右运动 D静止不动解析：系统水平方向总动量为零，车左右运动方向与锤头左右运动方向相反，锤头运动，车就运动，锤头不动，车就停下答案：A5小车静止在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶(人相对于小车静止不动)，靶装在车上的另一端，如图所示，已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹)，子弹的质量为m，若子弹离开枪口的水平速度大小为v0(空气阻力不计)，子弹打入靶中且留在靶里，则子弹射入靶后，小车获得的速度大小为()A0 B.C. D.解析：车、人、枪、子弹组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，射击前系统动量为零，由动量守恒定律可知，子弹射入靶中后系统动量也为零，车的速度为零答案：A6装有炮弹的大炮总质量为M，炮弹的质量为m，炮弹射出炮口时对地的速度为v0，若炮筒与水平地面的夹角为，则炮车后退的速度大小为()A.v0 B.C. D.解析：炮弹离开炮口时，炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可忽略不计，则系统在水平方向动量守恒取炮车后退的方向为正，对炮弹和炮车组成系统为研究，根据水平方向动量守恒有：(Mm)vmv0cos 0，解得炮车后退的速度大小v.答案：BB级提能力7一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是()A探测器加速运动时，沿直线向后喷气B探测器加速运动时，竖直向下喷气C探测器匀速运动时，竖直向下喷气D探测器匀速运动时，不需要喷气解析：航天器靠反冲获得推力，由探测器的运动状态判断合力情况由喷气方向判断推动力方向航天探测器受到与喷气方向相反的推动力和重力作用航天探测器做加速直线运动时，合力与运动方向相同，喷气方向应斜向下；做匀速直线运动时，合力为零，故选项C对答案：C8(多选)一气球由地面匀速上升，当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时，下列说法正确的是()A气球可能匀速上升B气球可能相对地面静止C气球可能下降D气球运动速度不发生变化解析：设气球质量为M，人的质量为m，由于气球匀速上升，系统所受的外力之和为零，当人沿吊梯向上爬时，动量守恒，则(Mm)v0mv1Mv2，在人向上爬的过程中，气球的速度为v2.当v20时，气球可匀速上升；当v20时气球静止；当v20时气球下降，所以，选项A、B、C均正确要使气球运动速度不变，则人的速度仍为v0，即人不上爬，显然不对，D选项错答案：ABC9质量均为M的两小车A和B，停在光滑的水平地面上，一质量为m的人从A车以水平速度v跳上B车，以v的方向为正方向，则跳后A，B两车的速度分别为()A， B.， C.， D，解析：人从A车跳出过程，人和A车组成的系统动量守恒，则得：0mvMvA，解得人跳出后A车的速度为：vA人跳上B车的过程，人和B车组成的系统动量守恒，则得：mv(Mm)vB，解得B车的速度为： vB，故选A.答案：A10一个士兵，坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量共120 kg，这个士兵用自动枪在2 s时间内沿水平方向射出10发子弹，每颗子弹质量为10 g，子弹离开枪口时相对地面的速度都是800 m/s，射击前皮划艇是静止的(1)射击后皮划艇的速度是多大？(2)射击时枪所受到的平均反冲作用力有多大？解析：(1)以系统为研究对象，以子弹的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：10mv子弹(M10m)v艇0解得：v艇0.67 m/s，负号表示皮划艇的速度方向与子弹的速度方向相反；(2)对士兵、皮划艇(包括枪与剩余子弹)，由动量定理得：Ft(M10m)v艇0，得F40.2 N，方向与子弹速度方向相反. 答案：(1)0.67 m/s(2)40.2 N11一质量为6103 kg的火箭从地面竖直向上发射，若火箭喷射燃料气体的速率(相对于火箭)为103 m/s，求：(1)每秒钟喷出多少气体才能有克服火箭重力所需的推力？(2)每秒钟喷出多少气体才能使火箭在开始时有20 m/s2的加速度？(g取10 m/s2)解析：这是一个反冲运动的问题，火箭升空是喷出的气体对火箭反作用力的结果，可以根据动量定理先求出火箭对气体的作用力(1)以喷出的气体质量为研究对象，设每秒喷出的质量为m，火箭对这部分气体的作用力为F，由动量定理有Ftmv0.火箭刚要升空时对地速度为零，此时气体相对火箭的速度也就是气体对地的速度，气体对火箭的反作用力FF.对火箭(因忽略气体的重力)FMg，由两式解得 kg/s60 kg/s.即要获得克服火箭重力的推力，每秒要喷出60 kg的气体(2)同第(1)问，以喷出的气体m为对象：Ftmv0，而对火箭FMgMa，解得 kg/s180 kg/s.答案：(1)60 kg/s(2)180 kg/s12如图所示，粗糙水平轨道AB与光滑竖直半圆弧轨道BCD在B点平滑连接，两滑块P、Q(均可视为质点)中间夹有小块炸药(质量大小均不计)，静止放置在B点现引爆炸药，滑块P、Q在极短时间内左右分开，分别沿水平和竖直轨道运动最终Q恰好能到达圆弧轨道最高点D点已知滑块P质量为2m，滑块Q质量为m，滑块P与水平轨道间的动摩擦因数，圆弧轨道半径R，重力加速度g，求：(1)爆炸后瞬间滑块Q对圆轨道最低点的压力；(2)爆炸后滑块P在水平地面运动的时间解析：(1)Q恰好能到达圆弧轨道最高点D点，在D点重力提供向心力，由牛顿第二定律，得mgm.从B到D过程Q的机械能守恒，由机械能守恒定律，得mvmvmg2R.在最低点B，由牛顿第二定律，得Fmgm，解得F6mg.由牛顿第三定律可知，Q对轨道的压力FF6mg.(2)爆炸过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律，得mvB2mv0；对P，由动量定理，得2mgt2mv，解得t.答案：(1)6mg，方向竖直向下(2)