高中物理 模塊六 動量與動量守恒定律 考點2.4 動量守恒定律應用之反沖運動與爆炸試題

1、考點2.4動量守恒定律應用之反沖運動與爆炸考點2.4.1 反沖運動1.反沖現(xiàn)象(1)物體的不同部分在內(nèi)力作用下向相反方向運動.(2)反沖運動中，相互作用力一般較大，通常可以用動量守恒定律來處理.(3)反沖運動中，由于有其他形式的能轉(zhuǎn)化為機械能，所以系統(tǒng)的機械能增加.2.火箭(1)工作原理：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，使火箭獲得巨大的反作用力.(2)設火箭在t時間內(nèi)噴射燃氣的質(zhì)量是m，噴出燃氣的速度是u，噴出燃氣后火箭的質(zhì)量是m.火箭獲得的速度v.1. (多選)下列屬于反沖運動的有(ACD)A. 噴氣式飛機的運動B. 直升機上升C. 火箭上升D. 反擊式水輪

2、機的運動2. 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(D)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3. (多選)如圖所示，放在光滑水平桌面上的兩個木塊A、B中間夾一被壓縮的彈簧，當彈簧被放開時，它們各自在桌面上滑行一段距離后飛離桌面落在地上.A的落地點與桌邊的水平距離為0.5 m，B的落地點與桌邊的水平距離為1 m，那么(ABD)A. A、B離開彈簧時的速度之比為12B. A、B質(zhì)量之比為21C. 未離開彈簧時，A、B所受沖量之比為12D. 未離開彈簧時，A、B加速度之比為124. 一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進入太空預定位置，由控

3、制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離如圖4所示.已知前部分的衛(wèi)星質(zhì)量為m1，后部分的箭體質(zhì)量為m2，分離后箭體以速率v2沿火箭原方向飛行，若忽略空氣阻力及分離前后系統(tǒng)質(zhì)量的變化，則分離后衛(wèi)星的速率v1為(D)A.v0v2B.v0v2 C.v0v2D.v0(v0v2)5. 一個人在地面上立定跳遠的最好成績是x，假設他站在船頭要跳上距離在L遠處的平臺上，水對船的阻力不計，如圖4所示則(B)A 只要Lx，他一定能跳上平臺B 只要Lx，他有可能跳上平臺C 只要Lx，他一定能跳上平臺D 只要Lx，他有可能跳上平臺6. 一裝有柴油的船靜止于水平面上，船前艙進水，堵住漏洞后用一水泵把前艙的油抽往后艙，如圖所示.不計水的阻

4、力，船的運動情況是(A)A.向前運動B.向后運動 C.靜止D.無法判斷7. 小車上裝有一桶水，靜止在光滑水平地面上，如圖1所示，桶的前、后、底及側(cè)面各裝有一個閥門，分別為S1、S2、S3、S4(圖中未畫出)，要使小車向前運動，可采用的方法是(B)A打開閥門S1B打開閥門S2C打開閥門S3D打開閥門S48. 如下圖所示，質(zhì)量為0.5 kg的小球在距離車底面高20 m處以一定的初速度向左平拋，落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車中，車底涂有一層油泥，車與油泥的總質(zhì)量為4 kg.設小球在落到車底前瞬間的速度是25 m/s，則當小球與小車相對靜止時，小車的速度是（A）A.5 m/

5、s.4 m/sC.8.5 m/s.9.5 m/s9. 如圖3所示，一輛小車靜置于光滑水平面上，車的左端固定有一個水平彈簧槍，車的右端有一個網(wǎng)兜若從彈簧槍中發(fā)射出一粒彈丸，彈丸恰好能落入網(wǎng)兜中從彈簧槍發(fā)射彈丸以后，下列說法中正確的是(A)A 小車向左運動一段距離然后停下B 小車先向左運動又向右運動，最后回到原位置停下C 小車一直向左運動下去D 小車先向左運動，后向右運動，最后保持向右勻速運動10. 如下圖所示是一種彈射裝置，彈丸的質(zhì)量為m，底座的質(zhì)量為3m，開始時均處于靜止狀態(tài)，當彈丸以速度v（相對于地面）發(fā)射出去后，底座的速度大小為v.在發(fā)射彈丸過程中，底座受地面的（ B ）A.摩擦力的沖量為

6、零B.摩擦力的沖量為mv，方向向右C.摩擦力的沖量為mv，方向向右D.摩擦力的沖量為mv，方向向左考點2.4.2 人船模型模型建立：如圖1所示，長為L、質(zhì)量為m船的小船停在靜水中，質(zhì)量為m人的人由靜止開始從船的一端走到船的另一端，不計水的阻力，求船和人相對地面的位移各為多少？以人和船組成的系統(tǒng)為研究對象，在人由船的一端走到船的另一端的過程中，系統(tǒng)水平方向不受外力作用，所以整個系統(tǒng)水平方向動量守恒設某時刻人對地的速度為v人，船對地的速度為v船，取人前進的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律有：m人v人m船v船0，即v船v人m人m船因此人由船的一端走到船的另一端的過程中，人的平均速度與船的平均速度也與它

7、們的質(zhì)量成反比而人的位移x人v人t，船的位移x船v船t，所以船的位移與人的位移也與它們的質(zhì)量成反比，即x船x人m人m船式是“人船模型”的位移與質(zhì)量的關系，此式的適用條件是原來處于靜止狀態(tài)的系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生相對運動的過程中，某一個方向的動量守恒由圖可以看出：x船x人L由兩式解得x人L，x船L.1. 質(zhì)量M150 kg的木船長l4 m，質(zhì)量m50 kg的人站立在船頭，它們靜止在平靜的水面上.不計水的阻力，如圖5所示.現(xiàn)在人要走到船尾取一樣東西，則人從船頭走到船尾過程中，船相對靜水后退的距離為多大？【答案】1 m2. 某人站在靜浮于水面的船上，從某時刻開始人從船頭走向船尾.設水的阻力不計，那么在

8、這段時間內(nèi)關于人和船的運動情況判斷錯誤的是（ D ）A. 人勻速行走，船勻速后退，兩者速度大小與它們的質(zhì)量成反比B. 人加速行走，船加速后退，而且加速度大小與它們的質(zhì)量成反比C. 人走走停停，船退退停停，兩者動量總和總是為零D. 當人從船頭走到船尾停止運動后，船由于慣性還會繼續(xù)后退一段距離3. 如圖所示，質(zhì)量m60 kg的人，站在質(zhì)量M300 kg的車的一端，車長L3 m，相對于地面靜止當車與地面間的摩擦可以忽略不計時，人由車的一端走到另一端的過程中，車將(A)4. A后退0.5 m B后退0.6 mC后退0.75 m D一直勻速后退5. 如圖所示，一個質(zhì)量為m的玩具蛙，蹲在質(zhì)量為M的小車的細

9、桿上，小車放在光滑的水平桌面上，若車長為L，細桿高為h，且位于小車的中點，試求：當玩具蛙最小以多大的水平速度v跳出，才能落到桌面上【答案】6. 質(zhì)量為m、半徑為R的小球，放在半徑為2R、質(zhì)量為M的大空心球內(nèi)，大球開始靜止在光滑水平面上，如圖5所示，當小球從圖中所示位置無初速度地沿內(nèi)壁滾到最低點時，大球移動的距離為多大？【答案】R7. 如圖所示，一個傾角為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(C)A. B. C. D.8. 圖中滑塊和小球的質(zhì)量均為m，滑塊可在水平放置

10、的光滑固定導軌上自由滑動，小球與滑塊上的懸點O由一不可伸長的輕繩相連，輕繩長為l。開始時，輕繩處于水平拉直狀態(tài)，小球和滑塊均靜止。現(xiàn)將小球由靜止釋放，當小球到達最低點時，滑塊剛好被一表面涂有粘性物質(zhì)的固定擋板粘住，在極短的時間內(nèi)速度減為零，小球繼續(xù)向左擺動，當輕繩與豎直方向的夾角60°時小球達到最高點。求：(1) 從滑塊與擋板接觸到速度剛好變?yōu)榱愕倪^程中，擋板阻力對滑塊的沖量。(2) 小球從釋放到第一次到達最低點的過程中，繩的拉力對小球做功的大小?！敬鸢浮?1)負號表示方向向左 (2)考點2.4.3 爆炸類問題解決爆炸類問題時，要抓住以下三個特征：1動量守恒：由于爆炸是在極短的時間內(nèi)

11、完成的，爆炸物體間的相互作用力遠大于受到的外力，所以在爆炸過程中，系統(tǒng)的動量守恒2動能增加：在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學能)轉(zhuǎn)化為動能，因此爆炸后系統(tǒng)的總動能增加3位置不變：爆炸的時間極短，因而作用過程中，物體產(chǎn)生的位移很小，一般可忽略不計，可以認為爆炸后，物體仍然從爆炸的位置以新的動量開始運動1. 從某高度自由下落一個質(zhì)量為M的物體，當物體下落h時，突然炸裂成兩塊，已知質(zhì)量為m的一塊碎片恰能沿豎直方向回到開始下落的位置，求：(1) 剛炸裂時另一塊碎片的速度；(2) 爆炸過程中有多少化學能轉(zhuǎn)化為彈片的動能？【答案】(1)，方向豎直向下2. 如圖所示，完全相同的A、B兩物塊隨足夠長

12、的水平傳送帶按如圖所示的方向勻速運動.A、B間夾有少量炸藥，對A、B在爆炸過程中及隨后的運動過程有下列說法，其中正確的是(D)A. 炸藥爆炸后瞬間，A、B兩物塊的速度方向一定相同B. 炸藥爆炸后瞬間，A、B兩物塊的速度方向一定相反C. 炸藥爆炸過程中，A、B兩物塊組成的系統(tǒng)動量不守恒D. A、B在炸藥爆炸后至A、B相對傳送帶靜止的過程中動量守恒3. 如圖所示，光滑水平桌面上有長L2m的擋板C，質(zhì)量mC5kg，在其正中央并排放著兩個小滑塊A和B，mA1kg，mB3kg，開始時三個物體都靜止在A、B間放有少量塑膠炸藥，爆炸后A以6m/s的速度水平向左運動，A、B中任意一塊與擋板C碰撞后，都粘在一起

13、，不計摩擦和碰撞時間，求：(1) 當兩滑塊A、B都與擋板C碰撞后，C的速度是多大；(2)A、C碰撞過程中損失的機械能【答案】(1)0(2)15J4. 美國航空航天局和歐洲航空航天局合作研究的“卡西尼”號土星探測器，在美國東部時間2004年6月30日（北京時間7月1日）抵達預定軌道，開始“拜訪”土星及其衛(wèi)星家族質(zhì)量為m的“卡西尼”號探測器進入繞土星飛行的軌道，先在半徑為R的圓形軌道上繞土星飛行，運行速度大小為1為了進一步探測土星表面的情況，當探測器運行到A點時發(fā)動機向前噴出質(zhì)量為m的氣體，探測器速度大小減為2，進入一個橢圓軌道，運行到B點時再一次改變速度，然后進入離土星更近的半徑為r的圓軌道，如

14、圖所示設探測器僅受到土星的萬有引力，不考慮土星的衛(wèi)星對探測器的影響，探測器在A點噴出的氣體速度大小為u求：(1) 探測器在軌道上的運行速率3和加速度的大小(2) 探測器在A點噴出的氣體質(zhì)量m【答案】(1)3=·1、a=12(2)m=·m5. 有一大炮豎直向上發(fā)射炮彈，炮彈的質(zhì)量為M6.0 kg(內(nèi)含炸藥的質(zhì)量可以忽略不計)，射出時的速度v060 m/s.當炮彈到達最高點時爆炸為沿水平方向運動的兩片，其中一片質(zhì)量為4.0 kg.現(xiàn)要求這一片不能落到以發(fā)射點為圓心、R600 m為半徑的圓周范圍內(nèi)，則剛爆炸完時兩彈片的總動能至少多大？(忽略空氣阻力)【答案】6×104

15、J6. 如圖所示，質(zhì)量均為m的兩塊完全相同的木塊A、B，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木塊A、B間夾有一小塊炸藥(炸藥的質(zhì)量可以忽略不計)。讓A、B以初速度v0一起從O點滑出，滑行一段距離后到達P點，速度變?yōu)関0/2，此時炸藥爆炸使木塊A、B脫離，發(fā)現(xiàn)木塊B立即停在原位置，木塊A繼續(xù)沿水平方向前進。已知O、P兩點間的距離為x，炸藥爆炸時釋放的化學能50%轉(zhuǎn)化為木塊的動能，爆炸時間很短可以忽略不計，求：(1) 木塊與水平地面的動摩擦因數(shù)(2) 炸藥爆炸時釋放的化學能【答案】(1) (2)7. 如圖，質(zhì)量分別為m11.0 kg和m22.0 kg的彈性小球a、b，用輕繩緊緊的把它們捆在一起，使它

16、們發(fā)生微小的形變。該系統(tǒng)以速度v00.10 m/s沿光滑水平面向右做直線運動。某時刻輕繩突然自動斷開，斷開后兩球仍沿原直線運動。經(jīng)過時間t5.0 s，測得兩球相距s4.5 m，求：(1) 剛分離時a、b兩小球的速度大小v1、v2；(2) 兩球分開過程中釋放的彈性勢能Ep?！敬鸢浮?1)0.70 m/s0.20 m/s(2)0.27 J8. 如圖所示，光滑的水平面AB與半徑為R0.32 m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點相切，D為軌道最高點.用輕質(zhì)細線連接甲、乙兩小球(圖中細線未畫出)，中間夾一輕質(zhì)彈簧，彈簧與甲、乙兩球不拴接.甲球的質(zhì)量為m10.1 kg，乙球的質(zhì)量為m20.3 kg，甲、乙兩球靜止在光滑的水平面上.現(xiàn)固定甲球，燒斷細線，乙球離開彈簧后進入半圓軌道恰好能通過D點.重力加速度g取10 m/s2，甲、乙兩球可看做質(zhì)點.(1) 求細線燒斷前彈簧的彈性勢能；(2) 若甲球不固定，燒斷細線，求乙球離開彈簧后進入半圓軌道能達到的最大高度；(3) 若給甲、乙兩球一向右的初速度v0的同時燒斷細線，乙球離開彈簧后進入半圓軌道仍恰好能通過D點，求v0的大小.【答案】(1)2.4 J(2)0.2 m(3)2 m/s9. 如圖所示，光滑水平臺面MN上放兩個相同小物塊A、B，右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶水平部分長