高中物理人教版5第十六章动量守恒定律5反冲运动火箭

反冲运动火箭1．下列哪些措施有利于增加喷气式飞机的飞行速度()A．使喷出的气体速度增大B．使喷出的气体温度更高C．使喷出的气体质量更大D．使喷出的气体密度更小答案AC2．关于反冲运动的说法中，正确的是()A．抛出物m1的质量要小于剩下质量m2才能获得反冲B．若抛出质量m1大于剩下的质量m2，则m2的反冲力大于m1所受的力C．反冲运动中，牛顿第三定律适用，但牛顿第二定律不适用D．对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律解反冲运动的定义为由于系统的一部分物体向某一方向运动，而使另一部分向相反方向运动，这种现象叫反冲运动．定义中并没有确定两部分物体之间的质量关系，故选项A错误．在反冲运动中，两部分之间的作用力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，它们大小相等，方向相反，故选项B错误．在反冲运动中一部分受到的另一部分的作用力产生了该部分的加速度，使该部分的速度逐渐增大，在此过程中对每一部分牛顿第二定律都成立，故选项C错误、选项D正确．3．一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是()A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气B．探测器加速运动时，竖直向下喷气C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气D．探测器匀速运动时，不需要喷气解析探测器加速运动时，通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力沿加速方向，选项A、B错误；探测器匀速运动时，通过喷气获得的推动力与月球对探测器的引力的合力为零，根据反冲运动的特点可知选项C正确，选项D错误．4．假设一个人静止于完全光滑的水平冰面上，现欲离开冰面，下列方法中可行的是()A．向后踢腿B．手臂向后甩C．在冰面上滚动D．脱下外衣水平抛出答案D5．一同学在地面上立定跳远的最好成绩是x(m)，假设他站在车的A端，如图所示，想要跳上距离为l(m)远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则()A．只要l<x，他一定能跳上站台B．只要l<x，他有可能跳上站台C．只要l＝x，他一定能跳上站台D．只要l＝x，他有可能跳上站台解析B人起跳的同时，小车要做反冲运动，所以人跳的距离小于x，故l<x时，才有可能跳上站台．6．如所示，船静止在平静的水面上，船前舱有一抽水机，抽水机把前舱的水均匀的抽往后舱，不计水的阻力，下列说法中正确的是()A．若前后舱是分开的，则前舱将向后加速运动B．若前后舱是分开的，则前舱将向前加速运动C．若前后舱不分开，则船将向后加速运动D．若前后舱不分开，则船将向前加速运动答案B若前后舱分开时，前舱和抽出的水相互作用，靠反冲作用前舱向前加速运动，若前后舱不分开，前后舱和水是一个整体，则船不动．7．如图所示，某小组在探究反冲运动时，将质量为m1的一个小液化瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化瓶向外喷射气体作为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在某段时间内向后喷射的气体的质量为Δm，忽略水的阻力，求喷射出质量为Δm的液体后小船的速度是多少？答案eq\f(Δmv1,m1＋m2－Δm)解析由动量守恒定律得：(m1＋m2－Δm)v船＝Δmv1解得：v船＝eq\f(Δmv1,m1＋m2－Δm)8．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是()A．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后喷出，气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭解析火箭的工作原理是利用反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部喷管迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故正确选项为B.9．竖直发射的火箭质量为6×103kg.已知每秒钟喷出气体的质量为200kg.若要使火箭获得m/s2的向上加速度，则喷出气体的速度大小应为()A．700m/sB．800m/sC．900m/sD．1000m/s答案C解析火箭和喷出的气体动量守恒，即每秒喷出气体的动量等于火箭每秒增加的动量，即m气v气＝m箭v箭，由动量定理得火箭获得的动力F＝eq\f(m箭v箭,t)＝eq\f(m气v气,t)＝200v气，又F—m箭g＝m箭a，得v气≈900m/s.10．静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后，火箭的速度为()\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火箭整体动量守恒，则有(M－Δm)v＋Δmv0＝0，解得：v＝－eq\f(Δm,M－Δm)v0，负号表示火箭的运动方向与v0相反．11．竖直发射的火箭质量为6×103kg.已知每秒钟喷出气体的质量为200kg.若要使火箭获得m/s2的向上加速度，则喷出气体的速度大小应为()A．700m/sB．800m/sC．900m/sD．1000m/s答案C解析火箭和喷出的气体动量守恒，即每秒喷出气体的动量等于火箭每秒增加的动量，即m气v气＝m箭v箭，由动量定理得火箭获得的动力F＝eq\f(m箭v箭,t)＝eq\f(m气v气,t)＝200v气，又F－m箭g＝m箭a，得v气≈900m/s.12．如所示，在沙堆表面放置一长方形木块A，其上再放一质量为kg的爆竹B，木块A的质量为mA＝kg.当爆竹爆炸时，木块因反冲作用陷入沙堆中．从爆竹爆炸到木块停止下陷历时s，已知木块在沙堆中受到的平均阻力为90N.求爆竹能上升的最大高度．爆竹中火药的质量及空气阻力忽略不计，取g＝10m/s2.答案45m在爆炸的瞬间，爆竹获得向上的速度v1，木块获得向下的速度v2，A、B系统在竖直方向可以看做动量守恒．而木块在其重力及沙子的阻力作用下以初速度v2下陷一段距离，由牛顿第二定律可求出v2.对木块A，以向下为正方向，有a＝eq\f(mAg－f,mA)＝eq\f(0－v2,Δt)，解得v2＝m/s，即在爆炸的瞬间木块A获得向下的速度为v2＝m/s以A、B为研究对象，爆炸过程中系统的动量守恒，以竖直向下为正方向，有mBv1＋mAv2＝0，解得v1＝－eq\f(mAv2,mB)＝－30m/s，负号表示方向向上．爆炸后爆竹以速度v1做竖直上抛运动，上升的最大高度为H＝eq\f(v\o\al(2,1),2g)＝45m.13．某人站在静止于水面的船上，从某时刻开始，人从船头走向船尾，水的阻力不计，则()A．人匀速运动，船则匀速后退，两者的速度大小与它们的质量成反比B．人走到船尾不再走动，船也停止不动C．不管人如何走动，人在行走的任意时刻人和船的速度方向总是相反，大小与它们的质量成反比D．船的运动情况与人行走的情况无关答案ABC由动量守恒定律可知，A、B、C正确．14．一只约为180kg的小船漂浮在静水中，当人从船尾走向船头时，小船也发生了移动，忽略水的阻力，以下是某同学利用有关物理知识分析人与船相互作用过程时所画出的草图(如图所示)，图中虚线部分为人走到船头时的情景，(已知人的质量小于小船的质量)请用有关物理知识判断下列图中所描述物理情景正确的是()解析B人和船组成的系统动量守恒，总动量为零，人向前走时，船将向后退．又因为人的质量小于船的质量，即人前进的距离大于船后退的距离，B正确．15．人和气球离地高为h，恰好悬浮在空中，气球质量为M，人的质量为m.人要从气球下拴着的软绳上安全到达地面，软绳的长度至少为()\f(Mh,m＋M)\f(mh,m＋M)\f(m＋Mh,m)\f(m＋Mh,M)答案D开始时，人和气球在空中静止，说明合力等于零．在人沿软绳下滑的过程中，两者所受外力不变，即合力仍等于零．以人和气球为系统，动量守恒而且符合“人船模型”(如右图所示)，根据动量守恒定律有mh＝MH，解得H＝eq\f(mh,M).所以软绳至少为L＝H＋h＝eq\f(m＋Mh,M)，选项D正确．16．一个人在地面上立定跳远的最好成绩是x，假设他站在船头要跳上距离在L远处的平台上，水对船的阻力不计，如图所示．则()A．只要L＜x，他一定能跳上平台B．只要L＜x，他有可能跳上平台C．只要L＝x，他一定能跳上平台D．只要L＝x，他有可能跳上平台解析答案B若立定跳远时，人离地时速度为v，如题图从船上起跳时，人离船时速度为v′.船的速度为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，人跳出的距离变小，所以B正确．17.如图5所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M，顶端高度为h，今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是()图5\f(mh,M＋m) \f(Mh,M＋m)\f(mhcotα,M＋m) \f(Mhcotα,M＋m)答案C解析此题属“人船模型”问题，m与M组成的系统在水平方向上动量守恒，设m在水平方向上对地位移为x1，M在水平方向对地位移为x2，因此0＝mx1－Mx2.①且x1＋x2＝hcotα.②由①②可得x2＝eq\f(mhcotα,M＋m)，故选C.18．平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货箱边沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的A点，距货箱水平距离为l＝4m，如图所示．人的质量为m，车连同货箱的质量为M＝4m，货箱高度为h＝m．求车在人跳出后到落到地板前的反冲速度为多大(g取10m/s2)．答案m/s解析人从货箱边跳离的过程，系统(人、车和货箱)水平方向动量守恒，设人的水平速度是v1，车的反冲速度是v2，取向右为正方向，则mv1－Mv2＝0，解得v2＝eq\f(1,4)v1人跳离货箱后做平抛运动，车以v2做匀速运动，运动时间为t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×,10))s＝s．由图可知，在这段时间内人的水平位移x1和车的位移x2分别为x1＝v1t，x2＝v2t，x1＋x2＝l即v1t＋v2t＝l，则v2＝eq\f(l,5t)＝eq\f(4,5×m/s＝m/s19．如图所示，物体A和B质量分别为m2和m1，其水平直角边长分别为a和b.设A、B之间以及B与水平地面之间均无摩擦，当A由B顶端从静止开始滑到B的底端时，B的水平位移是多少？答案eq\f(m2b－a,m1＋m2)解析设下滑过程中A相对于B的水平平均速率为eq\x\to(v)，B对地的平均速率为eq\x\to(v)′，对A和B组成的系统，水平方向动量守恒，则0＝m1eq\x\to(v)′＋m2(eq\x\to(v)′－eq\x\to(