高中物理《選擇性必修第一冊(cè)》課后習(xí)題 6　反沖現(xiàn)象　火箭

6反沖現(xiàn)象火箭必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.(多選)(2021山東青島檢測(cè))下列運(yùn)動(dòng)屬于反沖運(yùn)動(dòng)的有()A.汽車的運(yùn)動(dòng)B.直升機(jī)的運(yùn)動(dòng)C.火箭的運(yùn)動(dòng)D.反擊式水輪機(jī)的運(yùn)動(dòng)2.(2021山東聊城月考)如圖所示,一枚火箭搭載著衛(wèi)星以速率v0進(jìn)入太空預(yù)定位置,由控制系統(tǒng)使箭體與衛(wèi)星分離。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()A.v0-v2 B.v0+v2C.v0-m2m1D.v0+m2m1(v03.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(dāng)小球從如圖所示的位置無(wú)初速度地沿內(nèi)壁滾到最低點(diǎn)時(shí),大球移動(dòng)的距離是()A.R2 B.R3 C.R44.一航天探測(cè)器完成對(duì)月球的探測(cè)后,離開月球的過程中,由靜止開始沿著與月球表面成一定傾角的直線飛行,先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)。探測(cè)器通過噴氣而獲得動(dòng)力,以下關(guān)于噴氣方向的說法正確的是()A.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),向后噴射B.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴射C.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴射D.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),不需要噴射5.如圖所示,甲、乙兩人靜止在光滑的冰面上,甲推乙后,兩人向相反的方向滑去,已知甲的質(zhì)量為45kg,乙的質(zhì)量為50kg。關(guān)于分開后兩人的動(dòng)量和速率,下列說法正確的是()A.兩人的總動(dòng)量增加B.甲與乙兩人的速率之比為10∶9C.質(zhì)量大的人動(dòng)量數(shù)值大D.甲與乙兩人的速率之比為1∶16.光滑水平面上停有一質(zhì)量為m0的平板小車,小車上站有質(zhì)量均為m的兩個(gè)人,由于兩人朝同一水平方向跳離小車,從而使小車獲得一定的速度,則下列說法正確的是()A.兩人同時(shí)以2m/s的速度(相對(duì)地面)跳離車比先后以2m/s的速度(相對(duì)地面)跳離車使小車獲得的速度要大些B.上述A項(xiàng)中,應(yīng)該是兩人一先一后跳離時(shí),小車獲得的速度大C.上述A項(xiàng)中的結(jié)論應(yīng)該是兩種跳離方式使小車獲得的速度一樣大D.兩種跳離方式使小車獲得的速度不相等,但無(wú)法比較哪種跳法使小車獲得的速度大7.某校課外科技小組制作了一只“水火箭”(如圖所示),用壓縮空氣來(lái)壓出水流使火箭運(yùn)動(dòng)。將火箭放在光滑水平軌道上,噴出水流的流量保持為2×10-4m3/s,噴出速度保持水平且對(duì)地為10m/s。啟動(dòng)前火箭總質(zhì)量為1.4kg,水的密度是103kg/m3。則啟動(dòng)2s后(水還沒有流完)火箭的速度大小可以達(dá)到多少?關(guān)鍵能力提升練8.一炮艇在湖面上勻速行駛,突然從船頭和船尾同時(shí)向前和向后發(fā)射一顆炮彈,設(shè)兩炮彈質(zhì)量相同,相對(duì)于地的速率相同,牽引力和阻力均不變,則船的動(dòng)量和速度的變化情況是()A.動(dòng)量不變,速度增大 B.動(dòng)量變小,速度不變C.動(dòng)量增大,速度增大 D.動(dòng)量增大,速度減小9.如圖所示,具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端,桿的另一端掛在小車支架的O點(diǎn),用手將小球拉起使輕桿呈水平狀態(tài),在小車處于靜止的情況下放手使小球擺下,在B處與固定在車上的油泥撞擊后粘在一起,則此后小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是(小車位于光滑路面上)()A.向右運(yùn)動(dòng) B.向左運(yùn)動(dòng)C.靜止不動(dòng) D.無(wú)法判斷10.如圖所示,質(zhì)量為m0的密閉汽缸置于光滑水平面上,缸內(nèi)有一隔板P,隔板右邊是真空,隔板左邊是質(zhì)量為m的高壓氣體,若將隔板突然抽去,則汽缸的運(yùn)動(dòng)情況是()A.保持靜止不動(dòng)B.向左移動(dòng)一定距離后恢復(fù)靜止C.最終向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.先向左移動(dòng),后向右移動(dòng)回到原來(lái)位置11.如圖所示,質(zhì)量為m0的小車靜止在光滑的水平地面上,車上裝有半徑為R的半圓形光滑軌道,現(xiàn)將質(zhì)量為m的小球在軌道的邊緣由靜止釋放,當(dāng)小球滑至半圓軌道的最低位置時(shí),小車移動(dòng)的距離為多少?小球的速度大小為多少?參考答案6反沖現(xiàn)象火箭1.CD汽車的運(yùn)動(dòng)利用了汽車的牽引力,不屬于反沖運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;直升機(jī)的運(yùn)動(dòng)利用了空氣的反作用力,不屬于反沖運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;火箭的運(yùn)動(dòng)是利用噴氣的方式獲得動(dòng)力的,屬于反沖運(yùn)動(dòng),故C正確;反擊式水輪機(jī)的運(yùn)動(dòng)利用了水的反沖作用而獲得動(dòng)力,屬于反沖運(yùn)動(dòng),故D正確。2.D火箭和衛(wèi)星組成的系統(tǒng)在分離時(shí),水平方向的動(dòng)量守恒,規(guī)定初速度的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得(m1+m2)v0=m2v2+m1v1,解得v1=v0+m2m1(v0-v3.B小球沿大球內(nèi)壁滾到最低點(diǎn)的過程,系統(tǒng)在水平方向的動(dòng)量守恒,且水平方向總動(dòng)量始終為零,可利用“人船模型”的規(guī)律分析。由水平方向始終動(dòng)量守恒有mv小球=2mv大球,即mx小球t=2mx大球t,又x小球+x大球=R,所以x4.C航天探測(cè)器通過反沖運(yùn)動(dòng)獲得動(dòng)力,可以根據(jù)探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合牛頓第二定律判斷合力的情況,由噴氣方向可以判斷推動(dòng)力的方向。航天探測(cè)器做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),合力應(yīng)當(dāng)與運(yùn)動(dòng)方向相同,噴氣方向應(yīng)當(dāng)是向下偏后方向噴射;航天器做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),合力為零,由于受到月球的萬(wàn)有引力的作用,航天器必然要朝豎直向下的方向噴射,來(lái)平衡萬(wàn)有引力,不可能不噴氣。故只有選項(xiàng)C正確。5.B甲、乙組成的系統(tǒng),初狀態(tài)總動(dòng)量為零,由于推動(dòng)過程中動(dòng)量守恒,所以甲、乙的總動(dòng)量始終為零,故A、C錯(cuò)誤;甲、乙兩人組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以兩人組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,以甲的速度方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律得m甲v甲-m乙v乙=0,解得v甲v乙=6.C由于小車和兩人所組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,兩人無(wú)論是同時(shí)跳離小車或是不同時(shí)跳離小車,跳離后兩人都有相同的動(dòng)量,所以無(wú)論兩個(gè)人如何跳離小車,小車最后的動(dòng)量都一樣,即兩種跳法,使小車獲得的動(dòng)量相等,所以兩種跳離方式使小車獲得的速度相同,故正確選項(xiàng)為C。7.答案4m/s解析水火箭噴出水流做反沖運(yùn)動(dòng),設(shè)火箭原來(lái)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(dòng)量守恒定律得(m-ρQt)v'=ρQtv,火箭啟動(dòng)2s后的速度大小為v'=ρQtvm-ρQt=1038.A整個(gè)過程動(dòng)量守恒,且兩發(fā)炮彈的總動(dòng)量為零,所以船的動(dòng)量不變,又因?yàn)榇l(fā)射炮彈后的質(zhì)量變小,所以船的速度增大,故A正確。9.C小車與小球構(gòu)成的系統(tǒng)在水平方向上總動(dòng)量守恒,剛釋放A球時(shí),系統(tǒng)動(dòng)量為零,當(dāng)二者粘在一起時(shí),其共同速度也必為零,故只有選項(xiàng)C正確。10.B突然撤去隔板,氣體向右運(yùn)動(dòng),汽缸做反沖運(yùn)動(dòng),當(dāng)氣體充滿整個(gè)汽缸時(shí),它們之間的作用結(jié)束,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知,開始時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量為零,結(jié)束時(shí)總動(dòng)量必為零,氣體和汽缸都將停止運(yùn)動(dòng),故選