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 課時訓練5反沖運動火箭

課時訓練5反沖運動火箭題組一反沖運動1.(多選)下列屬于反沖運動的是()A.噴氣式飛機的運動B.直升機的運動C.火箭的運動 D.反擊式水輪機的運動解析:反沖現(xiàn)象是一個物體分裂成兩部分,兩部分朝相反的方向運動,故直升機不是反沖現(xiàn)象。答案:ACD2.小車上裝有一桶水,靜止在光滑水平地面上,如圖所示,桶的前、后、底及側面各裝有一個閥門,分別為S1、S2、S3、S4(圖中未全畫出)。要使小車向前運動,可采用的方法是()A.打開閥門S1 B.打開閥門S2C.打開閥門S3 D.打開閥門S4解析:反沖運動中,系統(tǒng)的兩部分運動方向相反,要使小車向前運動,水應向后噴出,故選項B正確。答案:B3.假設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.脫下外衣水平拋出解析:踢腿、甩手對整個身體系統(tǒng)來講是內(nèi)力,內(nèi)力不改變系統(tǒng)整體的運動狀態(tài)。答案:D題組二火箭4.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)生的氣體向后推出,氣體的反作用力推動火箭C.火箭吸入空氣,然后向后推出,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:火箭工作的原理是利用反沖運動,火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出時,使火箭獲得反沖速度,故選B項。答案:B5.如圖為一空間探測器的示意圖,P1、P2、P3、P4是四個噴氣發(fā)動機,P1、P3的連線與空間固定坐標系的x軸平行,P2、P4的連線與y軸平行。每臺發(fā)動機開動時,都能向探測器提供推力,但不會使探測器轉動。開始時,探測器以恒定的速率v0向正x軸方向平動,要使探測器改為向正x軸偏負y軸60°的方向以原來的速率v0平動,則()A.先開動P1適當時間,再開動P4適當時間B.先開動P3適當時間,再開動P2適當時間C.開動P4適當時間D.先開動P3適當時間,再開動P4適當時間解析:任意開動某一發(fā)動機,都能向探測器提供推力。由動量守恒定律知,探測器將得到一與該噴氣發(fā)動機噴氣方向相反的動量(速度)。已知探測器的初動量方向為正x軸方向,要使其動量大小不變,方向沿正x軸偏負y軸60°,如圖所示,必須使沿正x軸方向的動量mv0減少為mv1,即應開動P1適當時間,而且還必須再開動P4適當時間,使探測器獲得一沿負y軸方向的動量mv4。答案:A6.某小組在探究反沖運動時,將質(zhì)量為m1的一個小液化氣瓶固定在質(zhì)量為m2的小模具船上,利用液化氣瓶向外噴射氣體作為船的動力?，F(xiàn)在整個裝置靜止放在平靜的水面上,已知打開液化氣瓶后向外噴射氣體的對地速度為v1,如果在Δt的時間內(nèi)向后噴射的氣體的質(zhì)量為Δm,忽略水的阻力,則:(1)噴射出質(zhì)量為Δm的氣體后,小船的速度是多少?(2)噴射出Δm氣體的過程中,小船所受氣體的平均作用力的大小是多少?解析:(1)由動量守恒定律得0=(m1+m2-Δm)v船-Δmv1,得v船=。(2)對噴射出的氣體運用動量定理得FΔt=Δmv1,解得F=。由牛頓第三定律得,小船所受氣體的平均作用力大小為F'=。答案:(1)(2)題組三人船模型7.質(zhì)量為m,半徑為R的小球,放在半徑為2R,質(zhì)量為2m的大空心球內(nèi),大球開始靜止在光滑水平面上,當小球從如圖所示位置無初速度地沿內(nèi)壁滾到最低點時,大球移動的距離為()A.B.C.D.解析:對系統(tǒng)由動量守恒定律得mx1-2mx2=0,故x1=2x2,又因為x1+x2=R,故x2=R,即B選項正確。答案:B8.某人在一只靜止的小船上練習射擊,船和人連同槍(不包括子彈)及靶的總質(zhì)量為m',槍內(nèi)裝有n顆子彈,每顆子彈的質(zhì)量為m,槍口到靶的距離為L,子彈射出槍口時相對地面的速度為v0,在發(fā)射一顆子彈時,前一顆子彈已陷入靶中,則在發(fā)射完n顆子彈后,小船后退的距離為多少(不計水的阻力)。解析:子彈發(fā)射時在槍內(nèi)的運動和擊靶的過程,類似于人船模型中相互作用。連發(fā)n顆子彈,相當于n個人從船頭走到船尾。把船、人、槍、靶和子彈作為一個系統(tǒng)進行研究,因該系統(tǒng)在水平方向上不受外力,所以在這個方向上總動量守恒。設一顆子彈完成射擊過程的時間內(nèi),小船移動x0,由動量守恒定律可得=0。解方程可得x0=。因此,發(fā)射n顆子彈后,小船后退的距離x=nx0=。答案:題組四爆炸9.(多選)向空中發(fā)射一物體,不計空氣阻力,當此物體的速度恰好沿水平方向時,物體炸裂成a、b兩塊,若質(zhì)量較大的a塊的速度方向仍沿原來的方向,則()的速度方向一定與原速度方向相反B.從炸裂到落地的這段時間里,a飛行的水平距離一定比b的大、b一定同時到達水平地面D.在炸裂過程中,a、b受到的力的大小一定相等解析:爆炸后系統(tǒng)的總機械能增加,但不能確定a、b兩塊的速度大小,所以A、B不能確定;因炸開后兩者都做平拋運動,且高度相同,故C對;由牛頓第三定律知D對。答案:CD10.一彈丸在飛行到距離地面5m高時僅有水平速度v=2m/s,爆炸成為甲、乙兩塊水平飛出,甲、乙的質(zhì)量比為3∶1。不計質(zhì)量損失,重力加速度g取10m/s2,則下列圖中兩塊彈片飛行的軌跡可能正確的是()解析:彈丸爆炸過程遵守動量守恒,若爆炸后甲、乙同向飛出,則有2m=mv甲+mv乙①;若爆炸后甲、乙反向飛出,則有2m=mv甲-mv乙②;或2m=-mv甲+mv乙③;爆炸后甲、乙從同一高度做平拋運動,由選項A中圖可知,爆炸后甲、乙向相反方向飛出,下落時間t=s=1s,速度分別為v甲=m/s=m/s,v乙=m/s=m/s,代入②式不成立,A項錯誤;同理,可求出選項B、C、D中甲、乙的速度,分別代入①式、①式、③式可知,只有B項正確。答案:B(建議用時:30分鐘)1.(多選)下列屬于反沖運動的是()A.向后劃水,船向前運動B.用槍射擊時,子彈向前飛,槍身后退C.用力向后蹬地,人向前運動D.水流過水輪機時,水輪機旋轉方向與水流出方向相反解析:反沖運動是物體在內(nèi)力作用下分為兩部分,其運動方向相反,選項A是槳與外部水的作用,選項C是人腳與外部地面的作用,都不屬于反沖;選項B中子彈與槍身是系統(tǒng)中的兩部分,選項D中水流過水輪機內(nèi)部,是系統(tǒng)中的兩部分,選項B、D正確。答案:BD2.手持鐵球的跳遠運動員起跳后,欲提高跳遠成績,可在運動到最高點時,將手中的鐵球()A.豎直向上拋出B.向前方拋出C.向后方拋出 D.向左方拋出解析:欲提高跳遠成績,則應增大水平速度,即增大水平方向的動量,所以可將鐵球向后拋出,人和鐵球的總動量守恒,因為鐵球的動量向后,所以人向前的動量增加。答案:C3.如圖所示,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地抽往后艙,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解析: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,若不分開,前后艙和水是一個整體,則船不動。答案:B4.一炮艇總質(zhì)量為m0,以速度v0勻速行駛,從艇上以相對海岸的水平速度v沿前進方向射出一質(zhì)量為m的炮彈,發(fā)射炮彈后艇的速度為v',若不計水的阻力,則下列各關系式中正確的是()=(m0-m)v'+mv=(m0-m)v'+m(v+v0)=(m0-m)v'+m(v+v')=m0v'+mv解析:動量守恒定律中的速度都是相對于同一參照物的,題中所給炮彈的速度是相對于河岸的,即相對于地面的,根據(jù)動量守恒定律,可得m0v0=(m0-m)v'+mv,故正確的關系式為A。答案:A5.靜止的實驗火箭,總質(zhì)量為m',當它以對地速度為v0噴出質(zhì)量為Δm的高溫氣體后,火箭的速度大小為()A. C. 解析:由動量守恒定律得Δmv0+(m'-Δm)v=0?；鸺乃俣葹関=-,選項B正確。答案:B6.一航天探測器完成對月球的探測任務后,在離開月球的過程中,由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行,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對探測器的引力的合力沿直線運動方向,選項A、B均錯。探測器勻速運動時,通過噴氣獲得的推動力與月球對探測器的引力的合力為零,根據(jù)反沖運動的特點可知選項C正確而D錯誤。答案:C7.(多選)一平板小車靜止在光滑的水平地面上,甲、乙兩人分別站在車上左、右兩端,當兩人同時相向而行時,發(fā)現(xiàn)小車向左移動,則()A.若兩人質(zhì)量相等,必定v甲>v乙B.若兩人質(zhì)量相等,必定v甲<v乙C.若兩人速率相等,必定m甲>m乙D.若兩人速率相等,必定m甲<m乙解析:把甲、乙以及小車看成一個系統(tǒng),系統(tǒng)的動量守恒,開始時速度都為零,小車向左運動,說明甲、乙兩人的合動量方向向右,根據(jù)題意,甲向右運動,乙向左運動,所以甲的動量大于乙的動量,如果二者質(zhì)量相等,則甲的速度大于乙的速度,如果二者速度相等,則甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量。答案:AC8.如圖所示,質(zhì)量為m'的小船在靜止水面上以速率v0向右勻速行駛,一質(zhì)量為m的救生員站在船尾,相對小船靜止。若救生員以相對水面速率v水平向左躍入水中,則救生員躍出后小船的速率為()+v+(v0+v) +(v0-v)解析:根據(jù)動量守恒定律,取v0為正方向,則(m'+m)v0=m'v'-mv,得v'=v0+(v0+v),選項C正確。答案:C9.課外科技小組制作一只“水火箭”,用壓縮空氣壓出水流使火箭運動。假如噴出的水流流量保持為2×10-4m3/s,噴出速度保持為水平對地10m/s。啟動前火箭總質(zhì)量為kg,則啟動2s末火箭的速度可以達到多少?已知火箭沿水平軌道運動阻力不計,水的密度是103kg/m3。解析:“水火箭”噴出水流做反沖運動,設火箭原來總質(zhì)量為m',噴出水流的流量為Q,水的密度為ρ,水流的噴出速度為v,火箭的反沖速度為v',由動量守恒定律得(m'-ρQt)v'=ρQtv火箭啟動后2s末的速度為v'=m/s=4m/s。答案:4m/s10.在沙堆上有一木塊,質(zhì)量m1=5kg,木塊上放一爆竹,質(zhì)量m2=kg。點燃