高中物理人教版5第十六章動(dòng)量守恒定律5反沖運(yùn)動(dòng)火箭

反沖運(yùn)動(dòng)火箭1．下列哪些措施有利于增加噴氣式飛機(jī)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(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解反沖運(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．3．一航天器完成對(duì)月球的探測(cè)任務(wù)后，在離開(kāi)月球的過(guò)程中，由靜止開(kāi)始沿著與月球表面成一傾角的直線(xiàn)飛行，先加速運(yùn)動(dòng)，再勻速運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器通過(guò)噴氣而獲得推動(dòng)力，以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是()A．探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿直線(xiàn)向后噴氣B．探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣C．探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，豎直向下噴氣D．探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不需要噴氣解析探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)噴氣獲得的推動(dòng)力與月球?qū)μ綔y(cè)器的引力的合力沿加速方向，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)噴氣獲得的推動(dòng)力與月球?qū)μ綔y(cè)器的引力的合力為零，根據(jù)反沖運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．假設(shè)一個(gè)人靜止于完全光滑的水平冰面上，現(xiàn)欲離開(kāi)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(dòng)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(jī)是x(m)，假設(shè)他站在車(chē)的A端，如圖所示，想要跳上距離為l(m)遠(yuǎn)的站臺(tái)上，不計(jì)車(chē)與地面的摩擦阻力，則()A．只要l<x，他一定能跳上站臺(tái)B．只要l<x，他有可能跳上站臺(tái)C．只要l＝x，他一定能跳上站臺(tái)D．只要l＝x，他有可能跳上站臺(tái)解析B人起跳的同時(shí)，小車(chē)要做反沖運(yùn)動(dòng)，所以人跳的距離小于x，故l<x時(shí)，才有可能跳上站臺(tái)．6．如所示，船靜止在平靜的水面上，船前艙有一抽水機(jī)，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()A．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若前后艙分開(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)，若前后艙不分開(kāi)，前后艙和水是一個(gè)整體，則船不動(dòng)．7．如圖所示，某小組在探究反沖運(yùn)動(dòng)時(shí)，將質(zhì)量為m1的一個(gè)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(dòng)力．現(xiàn)在整個(gè)裝置靜止放在平靜的水面上，已知打開(kāi)液化瓶后向外噴射氣體的對(duì)地速度為v1，如果在某段時(shí)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(dòng)量守恒定律得：(m1＋m2－Δm)v船＝Δmv1解得：v船＝eq\f(Δmv1,m1＋m2－Δm)8．運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開(kāi)始工作后，火箭做加速運(yùn)動(dòng)的原因是()A．燃料燃燒推動(dòng)空氣，空氣反作用力推動(dòng)火箭B．火箭發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后噴出，氣體的反作用力推動(dòng)火箭C．火箭吸入空氣，然后向后排出，空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭D．火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱周?chē)諝?，空氣膨脹推?dòng)火箭解析火箭的工作原理是利用反沖運(yùn)動(dòng)，火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)鈴奈膊繃姽苎杆賴(lài)姵鰰r(shí)，使火箭獲得反沖速度，故正確選項(xiàng)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(dòng)量守恒，即每秒噴出氣體的動(dòng)量等于火箭每秒增加的動(dòng)量，即m氣v氣＝m箭v箭，由動(dòng)量定理得火箭獲得的動(dòng)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(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()\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(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．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(dòng)量守恒，即每秒噴出氣體的動(dòng)量等于火箭每秒增加的動(dòng)量，即m氣v氣＝m箭v箭，由動(dòng)量定理得火箭獲得的動(dòng)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(zhǎng)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(shí)，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(shí)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(jì)，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(dòng)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(duì)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(duì)象，爆炸過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)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(hào)表示方向向上．爆炸后爆竹以速度v1做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，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(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由動(dòng)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(shí)，小船也發(fā)生了移動(dòng)，忽略水的阻力，以下是某同學(xué)利用有關(guān)物理知識(shí)分析人與船相互作用過(guò)程時(shí)所畫(huà)出的草圖(如圖所示)，圖中虛線(xiàn)部分為人走到船頭時(shí)的情景，(已知人的質(zhì)量小于小船的質(zhì)量)請(qǐng)用有關(guān)物理知識(shí)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(dòng)量守恒，總動(dòng)量為零，人向前走時(shí)，船將向后退．又因?yàn)槿说馁|(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(zhǎng)度至少為()\f(Mh,m＋M)\f(mh,m＋M)\f(m＋Mh,m)\f(m＋Mh,M)答案D開(kāi)始時(shí)，人和氣球在空中靜止，說(shuō)明合力等于零．在人沿軟繩下滑的過(guò)程中，兩者所受外力不變，即合力仍等于零．以人和氣球?yàn)橄到y(tǒng)，動(dòng)量守恒而且符合“人船模型”(如右圖所示)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mh＝MH，解得H＝eq\f(mh,M).所以軟繩至少為L(zhǎng)＝H＋h＝eq\f(m＋Mh,M)，選項(xiàng)D正確．16．一個(gè)人在地面上立定跳遠(yuǎn)的最好成績(jī)是x，假設(shè)他站在船頭要跳上距離在L遠(yuǎn)處的平臺(tái)上，水對(duì)船的阻力不計(jì)，如圖所示．則()A．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)解析答案B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．17.如圖5所示，一個(gè)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(shí)，斜面體在水平面上移動(dòng)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(wèn)題，m與M組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，設(shè)m在水平方向上對(duì)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(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＝m．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)．答案m/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)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×,10))s＝s．由圖可知，在這段時(shí)間內(nèi)人的水平位移x1和車(chē)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(zhǎng)分別為a和b.設(shè)A、B之間以及B與水平地面之間均無(wú)摩擦，當(dāng)A由B頂端從靜止開(kāi)始滑到B的底端時(shí)，B的水平位移是多少？答案eq\f(m2b－a,m1＋m2)解析設(shè)下滑過(guò)程中A相對(duì)于B的水平平均速率為eq\x\to(v)，B對(duì)地的平均速率為eq\x\to(v)′，對(duì)A和B組成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒，則0＝m1eq\x\to(v)′＋m2(eq\x\to(v)′－eq\x\to(