2024年高中物理新教材選擇性必修第一冊(cè) 第1章 反沖現(xiàn)象、火箭

6反沖現(xiàn)象火箭

［學(xué)習(xí)目標(biāo)］1.了解反沖現(xiàn)象及反沖現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用(難點(diǎn))。2.理解火箭的飛行原理，能

夠應(yīng)用動(dòng)量守恒定律分析火箭飛行的問(wèn)題(重點(diǎn))。3.掌握“人船”模型的特點(diǎn)，并能運(yùn)用動(dòng)量

守恒定律分析、解決相關(guān)問(wèn)題(重難點(diǎn))。4.能運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解決“爆炸問(wèn)題”。

一、反沖現(xiàn)象的理解與應(yīng)用

1.定義

一個(gè)靜止的物體在內(nèi)力的作用下分裂為兩部分,一部分向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，另一部分必然向相

反的方向運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。

2.規(guī)律：反沖運(yùn)動(dòng)中，相互作用力一般較大，滿足動(dòng)量守恒定律。

3.反沖現(xiàn)象的應(yīng)用及防止

(1)應(yīng)用：農(nóng)田、園林的噴灌裝置利用反沖使水從噴口噴出時(shí)，一邊噴水一邊旋轉(zhuǎn)。

(2)防止：用槍射擊時(shí)，由于槍身的反沖會(huì)影響射擊的準(zhǔn)確性,所以用步槍射擊時(shí)要把槍身抵

在肩部，以減少反沖的影響。

「思考與討論」

只有系統(tǒng)合外力為零時(shí)，反沖運(yùn)動(dòng)才能用動(dòng)量守恒定律來(lái)分析，這種說(shuō)法是否正確？

答案不正確。在反沖運(yùn)動(dòng)中，即使系統(tǒng)所受合外力不為零，因內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，外力可以

忽略，也可用動(dòng)量守恒定律來(lái)解釋。

「深化總結(jié)」

1.反沖運(yùn)動(dòng)的三個(gè)特點(diǎn)

(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運(yùn)動(dòng)。

(2)反沖運(yùn)動(dòng)中，系統(tǒng)不受外力或內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，遵循動(dòng)量守恒定律或在某一方向上動(dòng)量守

恒。

(3)反沖運(yùn)動(dòng)中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以系統(tǒng)的機(jī)械能增加。

2.討論反沖運(yùn)動(dòng)應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題

(1)速度的方向性：對(duì)于原來(lái)靜止的整體，可任意規(guī)定某一部分的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則反方

向運(yùn)動(dòng)的另一部分的速度就要取負(fù)值。

(2)速度的相對(duì)性：反沖問(wèn)題中，若已知相互作用的兩物體的相對(duì)速度，將各速度轉(zhuǎn)換成相對(duì)

同一參考系的速度，再列動(dòng)量守恒方程。

■辨析一

(1)反沖運(yùn)動(dòng)是相互作用的物體之間的作用力與反作用力產(chǎn)生的效果。(V)

(2)反沖運(yùn)動(dòng)的原理既適用于宏觀物體，也適用于微觀粒子。(V)

(3)一切反沖現(xiàn)象都是有益的。(X)

【例1］狙擊槍重M=8kg,射出的子彈質(zhì)量m為20g,若子彈射出槍口時(shí)的速度為%=1000m/s,

不計(jì)人對(duì)槍的作用力，則槍的后退速度M是多大？

答案2.5m/s

解析子彈和槍組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以子彈的速度方向?yàn)檎较颉?/p>

作用前：p=0

作用后：p'=miz-Ml/

由動(dòng)量守恒定律得：p=p'

即0=〃?/-Mv1

初衿“ms1000..”/

解傳/=一=(0.02X------)m/s=2.5m/s.

M8

針對(duì)訓(xùn)練如圖，反沖小車靜止放在水平光滑玻璃上，點(diǎn)燃酒精燈，水蒸氣將橡皮塞水平噴

出，小車沿相反方向運(yùn)動(dòng)。如果小車運(yùn)動(dòng)前的總質(zhì)量M=3kg,水平噴出的橡皮塞的質(zhì)量加

=0.1kgo(水蒸氣質(zhì)量忽略不計(jì))

(1)若橡皮塞噴出時(shí)獲得的水平速度12.9m/s,求小車的反沖速度；

(2)若橡皮塞噴出時(shí)速度大小不變，方向與水平方向成60。角，求小車的反沖速度。(小車一直

在水平方向運(yùn)動(dòng))

答案(1)0.1m/s,方向與橡皮塞水平運(yùn)動(dòng)方向相反

(2)0.05m/s,方向與橡皮塞水平分運(yùn)動(dòng)的方向相反

解析(1)小車和橡皮塞組成的系統(tǒng)所受外力之和為零，系統(tǒng)總動(dòng)量為零。以橡皮塞運(yùn)動(dòng)的方

向?yàn)檎较?/p>

根據(jù)動(dòng)量守恒定律，=0

解得M=-0.1m/s

負(fù)號(hào)表示小車運(yùn)動(dòng)方向與橡皮塞水平運(yùn)動(dòng)的方向相反，反沖速度大小是0.1m/So

(2)小車和橡皮塞組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒。以橡皮塞運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?

有

mpoos60°+(M=0

解得M'=-0.05m/s

負(fù)號(hào)表示小車運(yùn)動(dòng)方向與橡皮塞水平分運(yùn)動(dòng)方向相反，反沖速度大小是0.05m/So

二、火箭的工作原理分析

1.火箭的主要用途：火箭作為運(yùn)載工具，例如發(fā)射探測(cè)儀器、常規(guī)彈頭和核彈頭、人造衛(wèi)星

和宇宙飛船。

2.火箭的工作原理：火箭是利用燃?xì)飧咚賴姲l(fā)時(shí)的反沖運(yùn)動(dòng)，遵循動(dòng)量守恒定律。

「思考與討論」

I.火箭發(fā)射前的總質(zhì)量為“、燃料燃盡后火箭的質(zhì)量為相，火箭燃?xì)獾膰娚渌俣葹椋?求

燃料燃盡后火箭的飛行速度/為多大？

答案在火箭發(fā)射過(guò)程中，內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，所以動(dòng)量守恒。

以火箭的速度方向?yàn)檎较?，發(fā)射前的總動(dòng)量為0;

發(fā)射后的總動(dòng)量為：H

由動(dòng)量守恒定律得：0=—m)

zM~m,M1、

得S仁-----％=(---1)Ho

mm

2.根據(jù)上述分析，討論如何提高火箭飛行獲得的速度大小。

答案根據(jù)片(H—1)%,分析可知，若要提高火箭獲得的速度，應(yīng)

m

①提高火箭發(fā)射前的總質(zhì)量和燃料燃盡后火箭的質(zhì)量比；

②提高火箭噴出的燃?xì)獾乃俣取?/p>

[例2]2021年6月17日，搭載神舟十二號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十二運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)

星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，成功將神舟十二號(hào)載人飛船送入預(yù)定軌道。如果長(zhǎng)征二號(hào)F遙十二運(yùn)

載火箭(包括載人飛船、航天員和燃料)的總質(zhì)量為豎直向上由靜止開(kāi)始加速，每次向下

噴出質(zhì)量為m的燃?xì)?，燃?xì)獗粐姵鰰r(shí)相對(duì)地面的速度大小均為％則第5次噴出燃?xì)獾乃查g,

運(yùn)載火箭速度大小為(忽略重力的影響X)

5ml/(M—5m)1/

A.---------B.

M—5m5m

「M—m.r

C.D.(A，

M—mm

答案A

解析設(shè)第5次噴出燃?xì)獾乃查g運(yùn)載火箭的速度為H,此時(shí)運(yùn)載火箭的質(zhì)量為河-5加，忽略

重力影響，運(yùn)載火箭噴氣過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有(M-5Mz=5加/,解得％=------,故選A。

M-5m

三、“人船模型”問(wèn)題

一質(zhì)量為“的小船靜止在水面上，站在船尾的質(zhì)量為小的小孩，從靜止開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)。求

此過(guò)程中:

(1)船向哪運(yùn)動(dòng)？當(dāng)小孩速度為/時(shí)，船速多大;

(2)當(dāng)小孩向左移動(dòng)了x時(shí)，船的位移多大；

(3)小孩和船的位移大小與兩者質(zhì)量有什么關(guān)系；

(4)若小孩從船頭移動(dòng)到船尾，船長(zhǎng)為乙小孩的位移為多大。

答案(1)因?yàn)樾『⑴c小船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，當(dāng)小孩向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小船向右運(yùn)動(dòng)。設(shè)小孩

的速度，的方向?yàn)檎较颍?dāng)小孩速度為，時(shí)，mp—MU=0,解得“=一o

M

(2)由人船系統(tǒng)始終動(dòng)量守恒可知

m，一=0,故當(dāng)小孩的位移大小為x時(shí)，有

mx—Mx'=0,解得/=-o

M

(3)小孩與小船的位移大小與質(zhì)量成反比，即個(gè)=%

xm

(A)x+xr=L

解得

M+m

「模型構(gòu)建」

1.“人船模型”問(wèn)題

兩個(gè)原來(lái)靜止的物體發(fā)生相互作用時(shí)，若所受外力的矢量和為零，則動(dòng)量守恒。

2.人船模型的特點(diǎn)

(1)兩物體滿足動(dòng)量守恒定律：加人，人一沉船/冊(cè)=0,在相互作用的過(guò)程中，任一時(shí)刻兩物體的

速度大小與質(zhì)量成反比。

(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：人動(dòng)船動(dòng)，人停船停，人快船快，人慢船慢，人左船右，人、船位移比等于它

們質(zhì)量的反比，即口=牡地。人和船的位移滿足|x人|+|x船|=L

X船m人

【例3】如圖所示，物體A和B質(zhì)量分別為〃”和機(jī)2,圖示直角邊長(zhǎng)分別為。和6。設(shè)B與水

平地面無(wú)摩擦，當(dāng)A由頂端。從靜止開(kāi)始滑到B的底端時(shí)，B的水平位移是()

A畋L

A.--------------b

加1+加2冽1+加2

刃/人、

C.""(b—a)Dn.2(b—a)

冽1+加2冽1+冽2

答案C

解析A、B組成的系統(tǒng)在相互作用過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒，兩物體位移關(guān)系如圖所示,

則

mix-mi(b-a-x)=0,

解得％=也會(huì)——,故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。

mi+m2

■總結(jié)提升一

“人船模型”是利用平均動(dòng)量守恒求解的一類問(wèn)題，解決這類問(wèn)題應(yīng)注意:

(1)適用條件：

①系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成且相互作用前靜止，系統(tǒng)總動(dòng)量為零；

②在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中至少有一個(gè)方向的動(dòng)量守恒（如水平方向或豎直方向）。

（2）畫(huà)草圖：解題時(shí)要畫(huà)出各物體的位移關(guān)系草圖，找出各長(zhǎng)度間的關(guān)系，注意兩物體的位移

是相對(duì)同一參考系的位移。

四、爆炸問(wèn)題

有一炸彈突然爆炸分成了兩塊，在爆炸前后，系統(tǒng)的動(dòng)量和機(jī)械能怎樣變化，為什么？

答案由于爆炸時(shí)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，故爆炸時(shí)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，爆炸時(shí)通過(guò)內(nèi)力做功將化學(xué)能

轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故爆炸時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能增加。

【例4】（2022?鹽城市高二期末）如圖所示，光滑水平面上甲、乙兩球間粘少許炸藥，一起以

0.5m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知甲、乙兩球質(zhì)量分別為0.1kg和0.2kg。某時(shí)刻炸

藥突然爆炸，分開(kāi)后兩球仍沿原直線運(yùn)動(dòng)，從爆炸開(kāi)始計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)3.0s,兩球之間的距離為x

=2.7m,則下列說(shuō)法正確的是（）

甲H乙

A.剛分離時(shí),甲、乙兩球的速度方向相同

B.剛分離時(shí)，甲球的速度大小為0.6m/s

C.剛分離時(shí)，乙球的速度大小為0.3m/s

D.爆炸過(guò)程中甲、乙兩球增加的總機(jī)械能為0.027J

答案D

解析設(shè)甲、乙兩球的質(zhì)量分別為恒、m2,剛分離時(shí)兩球速度分別為乙、/，以向右為正方

向，則由動(dòng)量守恒定律得（如+，?。?=+加2%,根據(jù)題意有n-%=彳，代入數(shù)據(jù)解■得H

=0.8m/s,n=-0.1m/s,說(shuō)明剛分離時(shí)兩球速度方向相反，故A、B、C錯(cuò)誤；爆炸過(guò)程中

兩球增加的總機(jī)械能AE=+1機(jī)2H2+mi）K）2,代入數(shù)據(jù)，

222

解得A￡=0.027J,故D正確。

【例5】一個(gè)質(zhì)量為小的物體從高處自由下落，當(dāng)物體下落人距離時(shí)突然炸裂成兩塊，其中質(zhì)

量為如的一塊恰好能沿豎直方向回到開(kāi)始下落的位置，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）剛炸裂時(shí)另一塊的速度區(qū)。

（2）爆炸中兩物體增加的總機(jī)械能。

答案（1）""麗，方向豎直向下

m—m\

解析（1）由自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，炸裂前物體的速度/=/疏，取豎直向下為正方向，炸

裂前物體的動(dòng)量為？=〃?/=機(jī)也疏，炸裂后質(zhì)量為mi的一塊恰好能向上運(yùn)動(dòng)到開(kāi)始下落的位

置，則剛炸裂時(shí)其速度大小與炸裂前相同，即％=-也gA,方向與規(guī)定的正方向相反。由動(dòng)

量守恒定律有冽/=%％+（冽-mi）n

解得/=追土也啦勵(lì)，由于加>如，則/>0,說(shuō)明炸裂后另一塊的運(yùn)動(dòng)方向豎直向下。

m-m1

（2）E總=3切］/2+；（冽-mi）n*2

NE=E是-E初,

貝”\E=-（m-mi）n2--（m-mi）隆=4mmTg'。

22m-mi

課時(shí)對(duì)點(diǎn)練

基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練

考點(diǎn)一反沖現(xiàn)象的理解和應(yīng)用

1.（多選X2022?陜西富平市期末）下列情境屬于反沖現(xiàn)象的有（）

A.乒乓球碰到墻壁后彈回

B.發(fā)射炮彈后炮身后退

C.噴氣式飛機(jī)噴氣飛行

D.火箭升空

答案BCD

解析乒乓球碰到墻壁后彈回是因?yàn)槭艿搅藟Ρ诘淖饔昧?，不是反沖現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；系統(tǒng)在

內(nèi)力作用下，當(dāng)一部分向某一方向的動(dòng)量發(fā)生變化時(shí)，剩余部分沿相反方向的動(dòng)量發(fā)生同樣

大小變化的現(xiàn)象就是反沖現(xiàn)象，所以發(fā)射炮彈后炮身后退，是反沖現(xiàn)象；噴氣式飛機(jī)是利用

飛機(jī)與氣體間的相互作用促進(jìn)飛機(jī)前進(jìn)，是反沖現(xiàn)象；同理火箭升空是反沖現(xiàn)象，B、C、D

正確。

2.（2023?田家炳中學(xué)月考）一人靜止于光滑的水平冰面上，現(xiàn)欲離開(kāi)冰面，下列說(shuō)法中可行的

是（）

A.向后踢腿

B.向后甩手

C.脫下衣服或鞋子水平拋出

D.脫下衣服或鞋子豎直向上拋出

答案c

解析以人作為整體為研究對(duì)象，向后踢腿或手臂向后甩，人整體的總動(dòng)量為0,不會(huì)運(yùn)動(dòng)

起來(lái)，故A、B錯(cuò)誤；把人和外衣、鞋子視為一個(gè)整體，這個(gè)整體動(dòng)量為0,人給外衣或鞋

子一個(gè)水平速度，總動(dòng)量不變，所以人有一個(gè)反向的速度，可以離開(kāi)冰面，故C正確；把人

和外衣、鞋子視為一整體，這個(gè)整體動(dòng)量為0,人給外衣或鞋子一個(gè)豎直方向的速度，水平

方向的總動(dòng)量仍然等于0,所以人仍然靜止，不能離開(kāi)冰面，故D錯(cuò)誤。

3.（2022?荷澤市高二期末）烏賊游動(dòng)時(shí)，先把水吸入體腔，然后收縮身體，通過(guò)身體上的小孔

向外噴水，使身體向相反方向快速移動(dòng)。某次靜止的烏賊在瞬間噴出的水的質(zhì)量占噴水前自

身總質(zhì)量的］,噴水后烏賊獲得的速度為8m/s,則噴出的水的速度大小為（）

A.72m/sB.80m/sC.88m/sD.60m/s

答案A

解析設(shè)烏賊瞬間噴出的水的質(zhì)量為小，則噴水前烏賊質(zhì)量為10加，噴水后質(zhì)量為9m,設(shè)噴

出的水的速度為％,噴水后烏賊獲得的速度為％,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有0=%%+9加%，將

14=8m/s代入可得％=-72m/s,負(fù)號(hào)表示噴水方向與烏賊身體運(yùn)動(dòng)方向相反，故B、C、D

錯(cuò)誤，A正確。

考點(diǎn)二火箭工作原理和爆炸問(wèn)題

4.（多選）（2023?益陽(yáng)市月考）采取下列哪些措施有利于增加火箭的飛行速度（）

A.使噴出的氣體速度更大

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

解析設(shè)火箭原來(lái)的總質(zhì)量為噴出的氣體質(zhì)量為小，速度是剩余的質(zhì)量為M-加，

速度是/,由動(dòng)量守恒定律得（Af-7”）＞=ms,得/=-----=力，故/越大、/越

M-m必-i

m

大，越大，故A、C正確。

5.（2022?肇慶市期末）如圖是神舟十二號(hào)載人飛船發(fā)射瞬間的畫(huà)面，在火箭點(diǎn)火發(fā)射瞬間，質(zhì)

量為小的燃?xì)庖源笮?的速度在很短時(shí)間內(nèi)從火箭噴口噴出。已知發(fā)射前火箭的質(zhì)量為

則在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的速度大小為（燃?xì)鈬姵鲞^(guò)程不計(jì)重力和空氣阻力的影響X）

A./B.2，

廠M—m

C1/D.-------/

mM~m

答案D

解析以向上為正方向，由動(dòng)量守恒定律可得-加/=0,解得“=—D正

M-m

確。

6.（2022?玉溪第三中學(xué)高二月考）一質(zhì)量為機(jī)的炮彈在空中飛行，運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)炸裂成質(zhì)

量相等的甲、乙兩塊，爆炸前瞬間炮彈速度為匕方向水平向右，爆炸后甲的速度為2%方

向水平向左。爆炸過(guò)程中轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的化學(xué)能是（）

A.-mk2B.mk2

2

o

C-mp2D.5m

2

答案C

解析爆炸瞬間內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力，以水平向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律有

m/=-"2/+”/，解得爆炸后乙的速度/=4%

22

根據(jù)能量守恒定律有A￡=Lx也（2力2+1.”（402-1加隆

22222

解得AE=9正修，故C正確。

2

考點(diǎn)三人船模型

7.（多選）（2022?濰坊市高二檢測(cè)）如圖所示，質(zhì)量為長(zhǎng)度為乙的船停在平靜的湖面上，船

頭站著質(zhì)量為他的人，M>m,現(xiàn)在人由靜止開(kāi)始由船頭走到船尾。不計(jì)水對(duì)船的阻力，則

（）

A.人和船運(yùn)動(dòng)方向相同

B.船運(yùn)行速度小于人的行進(jìn)速度

C.由于船的慣性大，當(dāng)人停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，船還要繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離

ML

D.人相對(duì)水面的位移為,

M+m

答案BD

解析人和船動(dòng)量守恒，系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故人和船運(yùn)動(dòng)方向始終相反，故A錯(cuò)誤；由動(dòng)量

守恒定律有屈/船=加/人，入M>m,故/人〉/船，故B正確；由人一船系統(tǒng)動(dòng)量守恒且系統(tǒng)總

動(dòng)量為零知：人走船走，人停船停，故C錯(cuò)誤；由平均動(dòng)量守恒^^=冽必和x人+、船=￡

tt

知x人=,故D正確。

M+m

8.如圖所示，大氣球質(zhì)量為25kg,載有質(zhì)量為50kg的人，靜止在空氣中距地面20m高的

地方，氣球下方懸掛一根質(zhì)量可忽略不計(jì)的繩子，此人想從氣球上沿繩慢慢下滑至地面，為

了安全到達(dá)地面，則繩長(zhǎng)至少為（不計(jì)人的身高，可以把人看作質(zhì)點(diǎn)）（）

A.60mB.40m

C.30mD.10m

答案A

解析人與氣球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)人的速度大小為％,氣球的速度大小為4,運(yùn)動(dòng)時(shí)

間為以人與氣球組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，以向下為正方向，由動(dòng)量守恒定律得加1%-冽2%

=0,貝I冽1三人一加2土3毯=0,角簞得工氣球=2x人=40m,則繩子長(zhǎng)度￡=x氣球+x人=40m+20m

tt

=60m,即繩長(zhǎng)至少為60m,故選A。

9.如圖所示，質(zhì)量為用、半徑為R的小球，放在半徑為27?、質(zhì)量為2冽的大空心球內(nèi)，大球

開(kāi)始靜止在光滑水平面上。當(dāng)小球從如圖所示的位置無(wú)初速度沿內(nèi)壁滾到最低點(diǎn)時(shí)，大球移

動(dòng)的距離是（）

答案B

、R

解析由水平方向動(dòng)量守恒有mx小球-2mx大球=0,又^x小球+x大球=R,聯(lián)立解得X.=：,B

正確。

能力綜合練

10.某一火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)每次噴出%=200g的氣體，氣體離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)噴出時(shí)相對(duì)地面的速度

均11OOOm/s。設(shè)火箭(包括燃料)質(zhì)量300kg,發(fā)動(dòng)機(jī)每秒噴氣20次。以下說(shuō)法正確

的是()

A.運(yùn)動(dòng)第1s末，火箭的速度約為10m/s

B.運(yùn)動(dòng)第2s末，火箭的速度約為135m/s

C.當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)第3次噴出氣體后，火箭的速度約為2m/s

D.當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)第4次噴出氣體后，火箭的速度約為200m/s

答案C

解析1s末發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣20次，共噴出的氣體質(zhì)量為如=20X0.2kg=4kg,根據(jù)動(dòng)量守恒定

、til]/4X1000

律得(/-mi)K-加i，=0,解得火箭1s末的速度大小為l/i=---------=------------m/s-13.5m/s,

M-mi300-4

故A錯(cuò)誤；2s末發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣40次，共噴出的氣體質(zhì)量為冽2=40X0.2kg=8kg,同理可得，

火箭2s末的速度大小為H=-=**10°°m/s^27.4m/s,故B錯(cuò)誤；第3次噴出氣體

M-mi300_8

后，共噴出的氣體質(zhì)量加3=3X0.2kg=0.6kg,同理可得，火箭第3次噴出氣體后的速度大

小為"=冽3，=0.6X10001rl/s公2.0m/s,故C正確；第4次噴出氣體后，共噴出的氣體

M-ms300-0.6

、冽4,

質(zhì)量加4=4X0.2kg=0.8kg,同理可得，火箭第4次噴出氣體后的速度大小為內(nèi)=------

M-m4

08X1000

m/s22.7m/s,故D錯(cuò)誤。

300-0.8

11.如圖所示，光滑水平面上有三個(gè)滑塊A、B、C,質(zhì)量關(guān)系是切A=冽C=加、m=-o開(kāi)始

B2

時(shí)滑塊B、C緊貼在一起，中間夾有少量炸藥，處于靜止?fàn)顟B(tài)，滑塊A以速度/正對(duì)B向

右運(yùn)動(dòng)，在A與B碰撞之前，引爆B、C間的炸藥，炸藥爆炸后B與A迎面碰撞，最終A

與B粘在一起，以速度4向左運(yùn)動(dòng)。

_______

(1)求炸藥爆炸過(guò)程中炸藥對(duì)C的沖量大小;

(2)炸藥的化學(xué)能有多少轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？

57S

答案(l)-ml4)(2)—m(4)2

28

解析(1)全過(guò)程中A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)向右為正方向。

冽A%)=一(加A+冽B)14)+加Ckt

炸藥對(duì)C的沖量：/=冽ckt-0

解得/='冽/

2

⑵炸藥爆炸過(guò)程中B和C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)向右為正方向，有

加C%一冽B%=0

根據(jù)能量守恒定律：NE=-rriB+-mcPt2

22

解得A￡=3wl4)2。

8

12.如圖所示，在光滑水平面上有一小車，小車上固定一豎直桿，總質(zhì)量為桿頂系一長(zhǎng)為

/的輕繩，繩另一端系一質(zhì)量為加的小球，繩被水平拉直處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球處于最右端.將

小球由靜止釋放，重力加速度為g