1-6-反沖現(xiàn)象-火箭(1)(2019人教版選擇性必修第一冊(cè))(解析版)

1.6反沖現(xiàn)象火箭（1）-爆炸問題課后培優(yōu)練課后培優(yōu)練級(jí)練培優(yōu)第一階——基礎(chǔ)過關(guān)練1．向空中發(fā)射一枚炮彈，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)炮彈的速度v0恰好沿水平方向時(shí)，炮彈炸裂成a、b兩塊，若質(zhì)量較大的a的速度方向仍沿原來的方向，則（）A．b的速度方向一定與原來速度方向相反B．從炸裂到落地的這段時(shí)間內(nèi)，a飛行的水平距離一定比b的大C．a(chǎn)、b一定同時(shí)到達(dá)水平地面D．在炸裂過程中，a受到的爆炸力比b的大【答案】C【詳解】A．炮彈炸裂前后動(dòng)量守恒，選定v0的方向?yàn)檎较?，有mv0=mava+mbvb顯然vb>0、vb<0、vb=0都有可能，故A錯(cuò)誤；BC．vb>va、vb<va也都有可能，爆炸后，a做平拋運(yùn)動(dòng)，b做平拋運(yùn)動(dòng)或自由落體運(yùn)動(dòng)，a、b下落高度相同，則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，飛行的水平距離與速度大小成正比，故B錯(cuò)誤，C正確；D．炸裂過程中，a、b之間的力為相互作用力，a受到的爆炸力與b的一樣大，故D錯(cuò)誤。故選C。2．燃放爆竹是我國傳統(tǒng)民俗，春節(jié)期間，某人斜向上拋出一個(gè)爆竹，到最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v0，方向水平向東，并炸開成質(zhì)量相等的三塊碎片a、b、c，其中碎片a的速度方向水平向東，忽略空氣阻力，以下說法正確的是（）A．炸開時(shí)，若碎片b的速度方向水平向西，則碎片c的速度方向可能水平向南B．炸開時(shí)，若碎片b的速度為零，則碎片c的速度方向一定水平向西C．炸開時(shí)，若碎片b的速度方向水平向北，則三塊碎片一定同時(shí)落地D．炸開時(shí)，若碎片a、b的速度等大反向，則碎片c落地時(shí)的速度可能等于3v0【答案】C【詳解】A．到最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v0，方向水平向東，則總動(dòng)量向東；炸開時(shí)，若碎片b的速度方向水平向西，碎片c的速度方向水平向南，則違反動(dòng)量守恒定律，故A錯(cuò)誤；B．炸開時(shí)，若碎片b的速度為零，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，碎片c的速度方向可能水平向東，故B錯(cuò)誤；C．三塊碎片在豎直方向上均做自由落體運(yùn)動(dòng)，一定同時(shí)落地，故C正確；D．炸開時(shí)，若碎片a、b的速度等大反向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律3mv0＝mvc解得vc＝3v0碎片c落地時(shí)速度的水平分量等于3v0，其落地速度一定大于3v0，故D錯(cuò)誤。故選C。3．在光滑的水平面上有靜止的物體A和B，物體A的質(zhì)量是B的2倍，兩物體與中間用細(xì)繩束縛的處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧相連。當(dāng)把細(xì)繩剪斷，彈簧在恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中（）A．A的速率是B的2倍 B．A的動(dòng)量大小大于B的動(dòng)量大小C．A受到的合外力大于B受到的合外力 D．A、B組成的系統(tǒng)的總動(dòng)量為零【答案】D【詳解】ABD．根據(jù)題意可知，彈簧在恢復(fù)原長(zhǎng)的過程中，兩物體與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，規(guī)定水平向左為正方向，則有即由于物體A的質(zhì)量是B的2倍，故A的速率是B的，故AB錯(cuò)誤，D正確；C．A、B受到的合外力大小均等于彈簧彈力，故C錯(cuò)誤。故選D。4．一枚在空中飛行的火箭，質(zhì)為m，在某點(diǎn)的速度大小為v方向水平，燃料即將耗盡?；鸺谠擖c(diǎn)炸裂成兩塊，如圖所示，其中m1的一塊沿著與v相反的方向飛出，速度大小為v1。（1）出炸裂后另一塊的速度大小v2；（2）求炸裂過程中燃?xì)鈱?duì)炸裂后另一塊的沖量I?！敬鸢浮浚?）；（2），方向與v的方向一致【詳解】（1）根據(jù)動(dòng)量守恒定律得解得（2）根據(jù)動(dòng)量定理得解得方向與v的方向相同。5．一質(zhì)量為0.3kg的煙花彈獲得動(dòng)能E后，從地面豎直升空。當(dāng)煙花彈上升到離地20m高處時(shí)速度為零，此時(shí)彈中火藥爆炸將煙花彈炸為大、小兩塊，大、小兩塊煙花彈分別獲得水平向左、水平向右的速度，大塊質(zhì)量為小塊質(zhì)量的2倍，大、小兩塊煙花彈獲得的動(dòng)能之和也為E，爆炸時(shí)間極短，重力加速度g取10m/s2，=1.4，不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量，釋放煙花彈位置的水平面足夠大。求：（1）開始時(shí)煙花彈獲得的動(dòng)能E；（2）落地后大、小兩塊煙花彈之間的距離。【答案】（1）60J；（2）84m【詳解】（1）由機(jī)械能守恒有解得（2）煙花彈在最高點(diǎn)爆炸，設(shè)水平向左為正方向，由動(dòng)量守恒有由能量守恒有煙花彈做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，有大、小兩塊煙花彈均做平拋運(yùn)動(dòng)，落地后大、小兩塊煙花彈之間的距離為聯(lián)立解得培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練6．（多選）如圖，一質(zhì)量為2m、半徑為R的四分之一光滑圓弧槽，放在光滑的水平面上，底端B點(diǎn)切線水平，有一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球由槽頂端A點(diǎn)靜止釋放。不計(jì)空氣阻力，在小球下滑至槽底端B點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A．若圓弧槽不固定，小球和槽組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B．若圓弧槽不固定，小球水平方向的位移大小為C．圓弧槽固定和不固定兩種情形下，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度之比為D．圓弧槽固定和不固定兩種情形下，圓弧槽對(duì)地面的最大壓力之比為9:7【答案】BC【詳解】A．若圓弧槽不固定，小球和槽組成的系統(tǒng)水平方向受合外力為零，則水平方向動(dòng)量守恒，A錯(cuò)誤；B．若圓弧槽不固定，對(duì)小球和槽組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，則解得小球水平方向移動(dòng)的位移為B正確；C．圓弧槽固定時(shí)小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度圓弧槽不固定情形下，由動(dòng)量守恒和能量關(guān)系可知解得則圓弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度之比為C正確；D．由C中分析可知，若圓弧槽固定，小球到達(dá)底端時(shí)解得則圓弧槽對(duì)地面的最大壓力為若圓弧槽不固定，小球到達(dá)底端時(shí)解得則圓弧槽對(duì)地面的最大壓力為圓弧槽固定和不固定兩種情形下，圓弧槽對(duì)地面的最大壓力之比為D錯(cuò)誤。故選BC。7．（多選）如圖所示，在光滑的水平桌面上靜止兩個(gè)等大的小球，其質(zhì)量分別為M=0.6kg、m=0.2kg，其中間夾著一個(gè)被鎖定的壓縮輕彈簧（彈簧與兩球不相連），彈簧具有Ep=10.8J的彈性勢(shì)能。現(xiàn)解除鎖定，球m脫離彈簧后滑向與水平面相切、半徑為R=0.4m豎直放置的光滑半圓形固定軌道，g取10m/s2則下列說法正確的是（）A．兩球剛脫離彈簧時(shí)，球m獲得的動(dòng)能比球M小B．球m在運(yùn)動(dòng)達(dá)到軌道最高點(diǎn)速度大小為2m/sC．球m離開半圓形軌道后經(jīng)過0.4s落回水平地面D．球m經(jīng)過半圓形軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力差為12N【答案】CD【詳解】A．由動(dòng)量守恒得，M、m動(dòng)量大小相同，由得質(zhì)量小的物體動(dòng)能大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．由得，兩物體動(dòng)能比為1：3，故m的初動(dòng)能為m獲得的速度為v0=9m/s即到達(dá)B點(diǎn)的速度vB=9m/s，由動(dòng)能定理可得解得m達(dá)到圓形軌道頂端的速度選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．由自由落體公式可得下降時(shí)間為選項(xiàng)C正確；D．m在圓形軌道上端時(shí)在下端時(shí)則在上下兩端壓力差為選項(xiàng)D正確。故選CD。8．（多選）如圖所示，在光滑水平面上，有質(zhì)量分別為2m和m的A、B兩滑塊，它們中間夾著一根處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧，由于被一根細(xì)繩拉著處于靜止?fàn)顟B(tài)，在剪斷細(xì)繩兩滑塊脫離彈簧之后，下述說法正確的是（）A．兩滑塊的動(dòng)能之比B．兩滑塊的動(dòng)量大小之比C．兩滑塊的速度大小之比D．彈簧對(duì)兩滑塊做功之比【答案】AB【詳解】B．在剪斷細(xì)繩兩滑塊脫離彈簧的過程中由動(dòng)量守恒定律可知B正確；C．在剪斷細(xì)繩兩滑塊脫離彈簧的過程中動(dòng)量守恒得兩滑塊的速度大小之比為C錯(cuò)誤；A．兩滑塊的動(dòng)能之比A正確；D．由動(dòng)能定理的D錯(cuò)誤；故選AB。9．靜止在水平地面上可視為質(zhì)點(diǎn)的兩小物塊A、B，質(zhì)量分別，；兩者之間夾有少量炸藥，A與其右側(cè)的豎直墻壁距離l=2.0m，如圖所示。某時(shí)刻，將炸藥引爆，使A、B瞬間分離，兩物塊獲得的動(dòng)能之和為。炸開后，A沿著與墻壁垂直的方向向右運(yùn)動(dòng)。A、B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度取。A、B運(yùn)動(dòng)過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短。求：（1）炸開瞬間A、B的速度大??；（2）A與B之間的最終距離是多少?！敬鸢浮浚?），；（2）0.25m【詳解】（1）設(shè)彈簧釋放瞬間A和B的速度大小分別為vA、vB，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律和題給條件有聯(lián)立解得（2）A、B兩物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，二者運(yùn)動(dòng)的過程中，若A一直向右運(yùn)動(dòng)，一直到停止，則對(duì)A由動(dòng)能定理可得解得因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中所涉及的碰撞均為彈性碰撞，則說明A恰好回到原位置時(shí)速度減為零。對(duì)B分析有，從炸開到停下來，B的位移為代入數(shù)據(jù)可得所以最終B位于出發(fā)點(diǎn)左邊0.25m處，A恰好回到原位置，所以最終兩物塊之間的距離s為10．兩質(zhì)量均為m的相同物塊緊密相連，中間放有少量火藥，在足夠長(zhǎng)水平地面上以初速度開始運(yùn)動(dòng)，物塊與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度大小為g，不計(jì)空氣阻力和火藥的質(zhì)量。當(dāng)物塊一起運(yùn)動(dòng)時(shí)間為時(shí)，火藥爆炸將兩物塊炸開，有的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為兩物塊的動(dòng)能，且爆炸后兩物塊均沿水平方向運(yùn)動(dòng)。爆炸時(shí)間極短。求：（1）火藥爆炸前瞬間兩物塊的速度大?。唬?）兩物塊炸開后均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)兩物塊間的距離?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）對(duì)于兩物塊根據(jù)牛頓第二定律得根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有（2）火藥爆炸后，兩物塊均沿水平方向運(yùn)動(dòng)，設(shè)炸后瞬間B、A物塊速度分別為和，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有解得向左運(yùn)動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)（另一組解與題意不符，舍去）火藥爆炸后物塊A向右運(yùn)動(dòng)的距離火藥爆炸后物塊B向左運(yùn)動(dòng)的距離兩物塊炸開后均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)兩物塊間的距離11．如圖所示，m1=0.2kg的小球1和m2=0.5kg的小球2通過細(xì)線連接，兩球之間有一壓縮狀態(tài)的輕彈簧（小球和彈簧不拴接），靜止于光滑平臺(tái)上，平臺(tái)高度BD=0.8m，現(xiàn)燒斷細(xì)線，兩小球在彈簧彈力作用下分離，小球2離開平臺(tái)落在水平地面的C點(diǎn)，DC=1.6m，小球1向左運(yùn)動(dòng)進(jìn)入一半徑R=1m的光滑圓軌道，g=10m/s2，求：（1）細(xì)線燒斷前系統(tǒng)的彈性勢(shì)能；（2）小球1到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)A時(shí)對(duì)軌道壓力的大小。【答案】（1）14J；（2）10N【詳解】（1）由題意，小球2離開B點(diǎn)