2017-2018學(xué)年物理人教版選修3-5課時(shí)作業(yè)165反沖運(yùn)動(dòng)火箭

16.5課時(shí)作業(yè)題組一反沖運(yùn)動(dòng)的理解和應(yīng)用1．關(guān)于反沖運(yùn)動(dòng)的說(shuō)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(yùn)動(dòng)中，牛頓第三定律適用，但牛頓第二定律不適用D．對(duì)拋出部分和剩余部分都適用于牛頓第二定律答案D解析反沖運(yùn)動(dòng)的定義為由于系統(tǒng)的一部分物體向某一方向運(yùn)動(dòng)，而使另一部分向相反方向運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫反沖運(yùn)動(dòng)．定義中并沒(méi)有確定兩部分物體之間的質(zhì)量關(guān)系，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．在反沖運(yùn)動(dòng)中，兩部分之間的作用力是一對(duì)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(xiàng)B錯(cuò)誤．在反沖運(yùn)動(dòng)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(guò)程中對(duì)每一部分牛頓第二定律都成立，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤、選項(xiàng)D正確．2．(多選)一氣球由地面勻速上升，當(dāng)氣球下的吊梯上站著的人沿著梯子上爬時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．氣球可能勻速上升B．氣球可能相對(duì)地面靜止C．氣球可能下降D．氣球運(yùn)動(dòng)速度不發(fā)生變化答案ABC解析設(shè)氣球質(zhì)量為M，人的質(zhì)量為m，由于氣球勻速上升，系統(tǒng)所受的外力之和為零，當(dāng)人沿吊梯向上爬時(shí)，動(dòng)量守恒，則(M＋m)v0＝mv1＋Mv2，在人向上爬的過(guò)程中，氣球的速度為v2＝eq\f(M＋mv0－mv1,M).當(dāng)v2＞0時(shí)，氣球可勻速上升；當(dāng)v2＝0時(shí)，氣球靜止；當(dāng)v2＜0時(shí)，氣球下降．所以選項(xiàng)A、B、C均正確；要使氣球運(yùn)動(dòng)速度不變，則人的速度仍為v0，即人不上爬，顯然不對(duì)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．3.如圖1所示，船靜止在平靜的水面上，船前艙有一抽水機(jī)把前艙的水均勻的抽往后艙，不計(jì)水的阻力，下列說(shuō)法中正確的是()圖1A．若前后艙是分開(kāi)的，則前艙將向后加速運(yùn)動(dòng)B．若前后艙是分開(kāi)的，則前艙將向前加速運(yùn)動(dòng)C．若前后艙不分開(kāi)，則船將向后加速運(yùn)動(dòng)D．若前后艙不分開(kāi)，則船將向前加速運(yùn)動(dòng)答案B解析前后艙分開(kāi)時(shí)，前艙和抽出的水相互作用，靠反沖作用前艙向前加速運(yùn)動(dòng)，若不分開(kāi)，前后艙和水是一個(gè)整體，則船不動(dòng)．4.如圖2所示，裝有炮彈的火炮總質(zhì)量為m1，炮彈的質(zhì)量為m2，炮彈射出炮口時(shí)對(duì)地的速率為v0，若炮管與水平地面的夾角為θ，則火炮后退的速度大小為(設(shè)水平面光滑)()圖2A.eq\f(m2,m1)v0 B.eq\f(m2v0,m1－m2)C.eq\f(m2v0cosθ,m1－m2) D.eq\f(m2v0cosθ,m1)答案C解析炮彈和火炮組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，0＝m2v0cosθ－(m1－m2)v得v＝eq\f(m2v0cosθ,m1－m2)，故選項(xiàng)C正確．5.質(zhì)量m＝100kg的小船靜止在平靜水面上，船兩端載著m甲＝40kg、m乙＝60kg的游泳者，在同一水平線(xiàn)上甲向左、乙向右同時(shí)以相對(duì)于岸3m/s的速度躍入水中，如圖3所示，則小船的運(yùn)動(dòng)速率和方向?yàn)?)圖3A．0.6m/s，向左 B．3m/s，向左C．0.6m/s，向右 D．3m/s，向右答案A解析甲、乙和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以水平向右為正方向，開(kāi)始時(shí)總動(dòng)量為零，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有0＝－m甲v甲＋m乙v乙＋mv，解得v＝eq\f(m甲v甲－m乙v乙,m)，代入數(shù)據(jù)解得v＝－0.6m/s，負(fù)號(hào)說(shuō)明小船的速度方向向左，故選項(xiàng)A正確．題組二火箭問(wèn)題分析6．(多選)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AC7．靜止的實(shí)驗(yàn)火箭，總質(zhì)量為M，當(dāng)它以對(duì)地速度v0噴出質(zhì)量為Δm的高溫氣體后，火箭的速度為()A.eq\f(Δm,M－Δm)v0 B．－eq\f(Δm,M－Δm)v0C.eq\f(Δm,M)v0 D．－eq\f(Δm,M)v0答案B解析火箭整體動(dòng)量守恒，則有(M－Δm)v＋Δmv0＝0，解得：v＝－eq\f(Δm,M－Δm)v0，負(fù)號(hào)表示火箭的運(yùn)動(dòng)方向與v0相反．題組三“人船模型”的應(yīng)用8．(多選)某人站在靜止于水面的船上，從某時(shí)刻開(kāi)始，人從船頭走向船尾，水的阻力不計(jì)，則()A．人勻速運(yùn)動(dòng)，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(dòng)，船也停止不動(dòng)C．不管人如何走動(dòng)，人在行走的任意時(shí)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(yùn)動(dòng)情況與人行走的情況無(wú)關(guān)答案ABC解析由動(dòng)量守恒定律可知，A、B、C正確．9.一個(gè)人在地面上立定跳遠(yuǎn)的最好成績(jī)是x，假設(shè)他站在船頭要跳到距離在L遠(yuǎn)處的平臺(tái)上，水對(duì)船的阻力不計(jì)，如圖4所示．則()圖4A．只要L＜x，他一定能跳上平臺(tái)B．只要L＜x，他有可能跳上平臺(tái)C．只要L＝x，他一定能跳上平臺(tái)D．只要L＝x，他有可能跳上平臺(tái)答案B解析若立定跳遠(yuǎn)時(shí)，人離地時(shí)速度為v，如題圖從船上起跳時(shí)，人離船時(shí)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．10．(多選)某同學(xué)想用氣墊導(dǎo)軌模擬“人在船上走”模型．該同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室里，將一質(zhì)量為M的滑塊置于長(zhǎng)為L(zhǎng)的氣墊導(dǎo)軌上并接通電源．該同學(xué)又找來(lái)一個(gè)質(zhì)量為m的蝸牛置于滑塊的一端，在食物的誘惑下，蝸牛從該端移動(dòng)到另一端．下面說(shuō)法正確的是()A．只有蝸牛運(yùn)動(dòng)，滑塊不運(yùn)動(dòng)B．滑塊運(yùn)動(dòng)的距離是eq\f(M,M＋m)LC．蝸牛運(yùn)動(dòng)的位移是滑塊的eq\f(M,m)倍D．滑塊與蝸牛運(yùn)動(dòng)的距離之和為L(zhǎng)答案CD解析根據(jù)“人在船上走”模型，易得滑塊的位移為eq\f(m,M＋m)L，蝸牛運(yùn)動(dòng)的位移為eq\f(M,M＋m)L，C、D正確．11.如圖5所示，質(zhì)量為M、半徑為R的光滑半圓弧槽靜止在光滑水平面上，有一質(zhì)量為m的小滑塊在與圓心O等高處無(wú)初速度滑下，在小滑塊滑到圓弧槽最低點(diǎn)的過(guò)程中，圓弧槽產(chǎn)生的位移大小為多少？圖5答案eq\f(m,M＋m)R解析M和m組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，依據(jù)人船模型即可求解．設(shè)圓弧槽后退位移大小為x，則據(jù)水平方向上的動(dòng)量守恒得：Mx＝m(R－x)，解得x＝eq\f(m,M＋m)R.12.平板車(chē)停在水平光滑的軌道上，平板車(chē)上有一人從固定在車(chē)上的貨箱邊沿水平方向順著軌道方向跳出，落在平板車(chē)地板上的A點(diǎn)，距貨箱水平距離為l＝4m，如圖6所示．人的質(zhì)量為m，車(chē)連同貨箱的質(zhì)量為M＝4m，貨箱高度為h＝1.25m．求車(chē)在人跳出后到落到地板前的反沖速度為多大(g取10m/s2)圖6答案1.6m/s解析人從貨箱邊跳離的過(guò)程，系統(tǒng)(人、車(chē)和貨箱)水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)人的水平速度是v1，車(chē)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(yùn)動(dòng)，車(chē)以v2做勻速運(yùn)動(dòng)