高中物理人教版5第十六章動量守恒定律5反沖運動火箭

反沖運動火箭1．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AC2．關(guān)于反沖運動的說法中，正確的是()A．拋出物m1的質(zhì)量要小于剩下質(zhì)量m2才能獲得反沖B．若拋出質(zhì)量m1大于剩下的質(zhì)量m2，則m2的反沖力大于m1所受的力C．反沖運動中，牛頓第三定律適用，但牛頓第二定律不適用D．對拋出部分和剩余部分都適用于牛頓第二定律解反沖運動的定義為由于系統(tǒng)的一部分物體向某一方向運動，而使另一部分向相反方向運動，這種現(xiàn)象叫反沖運動．定義中并沒有確定兩部分物體之間的質(zhì)量關(guān)系，故選項A錯誤．在反沖運動中，兩部分之間的作用力是一對作用力與反作用力，由牛頓第三定律可知，它們大小相等，方向相反，故選項B錯誤．在反沖運動中一部分受到的另一部分的作用力產(chǎn)生了該部分的加速度，使該部分的速度逐漸增大，在此過程中對每一部分牛頓第二定律都成立，故選項C錯誤、選項D正確．3．一航天器完成對月球的探測任務(wù)后，在離開月球的過程中，由靜止開始沿著與月球表面成一傾角的直線飛行，先加速運動，再勻速運動，探測器通過噴氣而獲得推動力，以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是()A．探測器加速運動時，沿直線向后噴氣B．探測器加速運動時，豎直向下噴氣C．探測器勻速運動時，豎直向下噴氣D．探測器勻速運動時，不需要噴氣解析探測器加速運動時，通過噴氣獲得的推動力與月球?qū)μ綔y器的引力的合力沿加速方向，選項A、B錯誤；探測器勻速運動時，通過噴氣獲得的推動力與月球?qū)μ綔y器的引力的合力為零，根據(jù)反沖運動的特點可知選項C正確，選項D錯誤．4．假設(shè)一個人靜止于完全光滑的水平冰面上，現(xiàn)欲離開冰面，下列方法中可行的是()A．向后踢腿B．手臂向后甩C．在冰面上滾動D．脫下外衣水平拋出答案D5．一同學(xué)在地面上立定跳遠(yuǎn)的最好成績是x(m)，假設(shè)他站在車的A端，如圖所示，想要跳上距離為l(m)遠(yuǎn)的站臺上，不計車與地面的摩擦阻力，則()A．只要l<x，他一定能跳上站臺B．只要l<x，他有可能跳上站臺C．只要l＝x，他一定能跳上站臺D．只要l＝x，他有可能跳上站臺解析B人起跳的同時，小車要做反沖運動，所以人跳的距離小于x，故l<x時，才有可能跳上站臺．6．如所示，船靜止在平靜的水面上，船前艙有一抽水機，抽水機把前艙的水均勻的抽往后艙，不計水的阻力，下列說法中正確的是()A．若前后艙是分開的，則前艙將向后加速運動B．若前后艙是分開的，則前艙將向前加速運動C．若前后艙不分開，則船將向后加速運動D．若前后艙不分開，則船將向前加速運動答案B若前后艙分開時，前艙和抽出的水相互作用，靠反沖作用前艙向前加速運動，若前后艙不分開，前后艙和水是一個整體，則船不動．7．如圖所示，某小組在探究反沖運動時，將質(zhì)量為m1的一個小液化瓶固定在質(zhì)量為m2的小玩具船上，利用液化瓶向外噴射氣體作為船的動力．現(xiàn)在整個裝置靜止放在平靜的水面上，已知打開液化瓶后向外噴射氣體的對地速度為v1，如果在某段時間內(nèi)向后噴射的氣體的質(zhì)量為Δm，忽略水的阻力，求噴射出質(zhì)量為Δm的液體后小船的速度是多少？答案eq\f(Δmv1,m1＋m2－Δm)解析由動量守恒定律得：(m1＋m2－Δm)v船＝Δmv1解得：v船＝eq\f(Δmv1,m1＋m2－Δm)8．運送人造地球衛(wèi)星的火箭開始工作后，火箭做加速運動的原因是()A．燃料燃燒推動空氣，空氣反作用力推動火箭B．火箭發(fā)動機將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后噴出，氣體的反作用力推動火箭C．火箭吸入空氣，然后向后排出，空氣對火箭的反作用力推動火箭D．火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱周圍空氣，空氣膨脹推動火箭解析火箭的工作原理是利用反沖運動，火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)鈴奈膊繃姽苎杆賴姵鰰r，使火箭獲得反沖速度，故正確選項為B.9．豎直發(fā)射的火箭質(zhì)量為6×103kg.已知每秒鐘噴出氣體的質(zhì)量為200kg.若要使火箭獲得m/s2的向上加速度，則噴出氣體的速度大小應(yīng)為()A．700m/sB．800m/sC．900m/sD．1000m/s答案C解析火箭和噴出的氣體動量守恒，即每秒噴出氣體的動量等于火箭每秒增加的動量，即m氣v氣＝m箭v箭，由動量定理得火箭獲得的動力F＝eq\f(m箭v箭,t)＝eq\f(m氣v氣,t)＝200v氣，又F—m箭g＝m箭a，得v氣≈900m/s.10．靜止的實驗火箭，總質(zhì)量為M，當(dāng)它以對地速度v0噴出質(zhì)量為Δm的高溫氣體后，火箭的速度為()\f(Δm,M－Δm)v0B．－eq\f(Δm,M－Δm)v0\f(Δm,M)v0D．－eq\f(Δm,M)v0解析答案B火箭整體動量守恒，則有(M－Δm)v＋Δmv0＝0，解得：v＝－eq\f(Δm,M－Δm)v0，負(fù)號表示火箭的運動方向與v0相反．11．豎直發(fā)射的火箭質(zhì)量為6×103kg.已知每秒鐘噴出氣體的質(zhì)量為200kg.若要使火箭獲得m/s2的向上加速度，則噴出氣體的速度大小應(yīng)為()A．700m/sB．800m/sC．900m/sD．1000m/s答案C解析火箭和噴出的氣體動量守恒，即每秒噴出氣體的動量等于火箭每秒增加的動量，即m氣v氣＝m箭v箭，由動量定理得火箭獲得的動力F＝eq\f(m箭v箭,t)＝eq\f(m氣v氣,t)＝200v氣，又F－m箭g＝m箭a，得v氣≈900m/s.12．如所示，在沙堆表面放置一長方形木塊A，其上再放一質(zhì)量為kg的爆竹B，木塊A的質(zhì)量為mA＝kg.當(dāng)爆竹爆炸時，木塊因反沖作用陷入沙堆中．從爆竹爆炸到木塊停止下陷歷時s，已知木塊在沙堆中受到的平均阻力為90N.求爆竹能上升的最大高度．爆竹中火藥的質(zhì)量及空氣阻力忽略不計，取g＝10m/s2.答案45m在爆炸的瞬間，爆竹獲得向上的速度v1，木塊獲得向下的速度v2，A、B系統(tǒng)在豎直方向可以看做動量守恒．而木塊在其重力及沙子的阻力作用下以初速度v2下陷一段距離，由牛頓第二定律可求出v2.對木塊A，以向下為正方向，有a＝eq\f(mAg－f,mA)＝eq\f(0－v2,Δt)，解得v2＝m/s，即在爆炸的瞬間木塊A獲得向下的速度為v2＝m/s以A、B為研究對象，爆炸過程中系統(tǒng)的動量守恒，以豎直向下為正方向，有mBv1＋mAv2＝0，解得v1＝－eq\f(mAv2,mB)＝－30m/s，負(fù)號表示方向向上．爆炸后爆竹以速度v1做豎直上拋運動，上升的最大高度為H＝eq\f(v\o\al(2,1),2g)＝45m.13．某人站在靜止于水面的船上，從某時刻開始，人從船頭走向船尾，水的阻力不計，則()A．人勻速運動，船則勻速后退，兩者的速度大小與它們的質(zhì)量成反比B．人走到船尾不再走動，船也停止不動C．不管人如何走動，人在行走的任意時刻人和船的速度方向總是相反，大小與它們的質(zhì)量成反比D．船的運動情況與人行走的情況無關(guān)答案ABC由動量守恒定律可知，A、B、C正確．14．一只約為180kg的小船漂浮在靜水中，當(dāng)人從船尾走向船頭時，小船也發(fā)生了移動，忽略水的阻力，以下是某同學(xué)利用有關(guān)物理知識分析人與船相互作用過程時所畫出的草圖(如圖所示)，圖中虛線部分為人走到船頭時的情景，(已知人的質(zhì)量小于小船的質(zhì)量)請用有關(guān)物理知識判斷下列圖中所描述物理情景正確的是()解析B人和船組成的系統(tǒng)動量守恒，總動量為零，人向前走時，船將向后退．又因為人的質(zhì)量小于船的質(zhì)量，即人前進(jìn)的距離大于船后退的距離，B正確．15．人和氣球離地高為h，恰好懸浮在空中，氣球質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m.人要從氣球下拴著的軟繩上安全到達(dá)地面，軟繩的長度至少為()\f(Mh,m＋M)\f(mh,m＋M)\f(m＋Mh,m)\f(m＋Mh,M)答案D開始時，人和氣球在空中靜止，說明合力等于零．在人沿軟繩下滑的過程中，兩者所受外力不變，即合力仍等于零．以人和氣球為系統(tǒng)，動量守恒而且符合“人船模型”(如右圖所示)，根據(jù)動量守恒定律有mh＝MH，解得H＝eq\f(mh,M).所以軟繩至少為L＝H＋h＝eq\f(m＋Mh,M)，選項D正確．16．一個人在地面上立定跳遠(yuǎn)的最好成績是x，假設(shè)他站在船頭要跳上距離在L遠(yuǎn)處的平臺上，水對船的阻力不計，如圖所示．則()A．只要L＜x，他一定能跳上平臺B．只要L＜x，他有可能跳上平臺C．只要L＝x，他一定能跳上平臺D．只要L＝x，他有可能跳上平臺解析答案B若立定跳遠(yuǎn)時，人離地時速度為v，如題圖從船上起跳時，人離船時速度為v′.船的速度為v船，由能量守恒E＝eq\f(1,2)mv2，E＝eq\f(1,2)mv′2＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,船)，所以v′＜v，人跳出的距離變小，所以B正確．17.如圖5所示，一個傾角為α的直角斜面體靜置于光滑水平面上，斜面體質(zhì)量為M，頂端高度為h，今有一質(zhì)量為m的小物體，沿光滑斜面下滑，當(dāng)小物體從斜面頂端自由下滑到底端時，斜面體在水平面上移動的距離是()圖5\f(mh,M＋m) \f(Mh,M＋m)\f(mhcotα,M＋m) \f(Mhcotα,M＋m)答案C解析此題屬“人船模型”問題，m與M組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，設(shè)m在水平方向上對地位移為x1，M在水平方向?qū)Φ匚灰茷閤2，因此0＝mx1－Mx2.①且x1＋x2＝hcotα.②由①②可得x2＝eq\f(mhcotα,M＋m)，故選C.18．平板車停在水平光滑的軌道上，平板車上有一人從固定在車上的貨箱邊沿水平方向順著軌道方向跳出，落在平板車地板上的A點，距貨箱水平距離為l＝4m，如圖所示．人的質(zhì)量為m，車連同貨箱的質(zhì)量為M＝4m，貨箱高度為h＝m．求車在人跳出后到落到地板前的反沖速度為多大(g取10m/s2)．答案m/s解析人從貨箱邊跳離的過程，系統(tǒng)(人、車和貨箱)水平方向動量守恒，設(shè)人的水平速度是v1，車的反沖速度是v2，取向右為正方向，則mv1－Mv2＝0，解得v2＝eq\f(1,4)v1人跳離貨箱后做平拋運動，車以v2做勻速運動，運動時間為t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×,10))s＝s．由圖可知，在這段時間內(nèi)人的水平位移x1和車的位移x2分別為x1＝v1t，x2＝v2t，x1＋x2＝l即v1t＋v2t＝l，則v2＝eq\f(l,5t)＝eq\f(4,5×m/s＝m/s19．如圖所示，物體A和B質(zhì)量分別為m2和m1，其水平直角邊長分別為a和b.設(shè)A、B之間以及B與水平地面之間均無摩擦，當(dāng)A由B頂端從靜止開始滑到B的底端時，B的水平位移是多少？答案eq\f(m2b－a,m1＋m2)解析設(shè)下滑過程中A相對于B的水平平均速率為eq\x\to(v)，B對地的平均速率為eq\x\to(v)′，對A和B組成的系統(tǒng)，水平方向動量守恒，則0＝m1eq\x\to(v)′＋m2(eq\x\to(v)′－eq\x\to(