高中物理《选择性必修第一册》课后习题 6　反冲现象　火箭

6反冲现象火箭必备知识基础练1.(多选)(2021山东青岛检测)下列运动属于反冲运动的有()A.汽车的运动B.直升机的运动C.火箭的运动D.反击式水轮机的运动2.(2021山东聊城月考)如图所示,一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为()A.v0-v2 B.v0+v2C.v0-m2m1D.v0+m2m1(v03.质量为m、半径为R的小球,放在半径为2R、质量为2m的大空心球内,大球开始静止在光滑水平面上。当小球从如图所示的位置无初速度地沿内壁滚到最低点时,大球移动的距离是()A.R2 B.R3 C.R44.一航天探测器完成对月球的探测后,离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行,先加速运动后匀速运动。探测器通过喷气而获得动力,以下关于喷气方向的说法正确的是()A.探测器加速运动时,向后喷射B.探测器加速运动时,竖直向下喷射C.探测器匀速运动时,竖直向下喷射D.探测器匀速运动时,不需要喷射5.如图所示,甲、乙两人静止在光滑的冰面上,甲推乙后,两人向相反的方向滑去,已知甲的质量为45kg,乙的质量为50kg。关于分开后两人的动量和速率,下列说法正确的是()A.两人的总动量增加B.甲与乙两人的速率之比为10∶9C.质量大的人动量数值大D.甲与乙两人的速率之比为1∶16.光滑水平面上停有一质量为m0的平板小车,小车上站有质量均为m的两个人,由于两人朝同一水平方向跳离小车,从而使小车获得一定的速度,则下列说法正确的是()A.两人同时以2m/s的速度(相对地面)跳离车比先后以2m/s的速度(相对地面)跳离车使小车获得的速度要大些B.上述A项中,应该是两人一先一后跳离时,小车获得的速度大C.上述A项中的结论应该是两种跳离方式使小车获得的速度一样大D.两种跳离方式使小车获得的速度不相等,但无法比较哪种跳法使小车获得的速度大7.某校课外科技小组制作了一只“水火箭”(如图所示),用压缩空气来压出水流使火箭运动。将火箭放在光滑水平轨道上,喷出水流的流量保持为2×10-4m3/s,喷出速度保持水平且对地为10m/s。启动前火箭总质量为1.4kg,水的密度是103kg/m3。则启动2s后(水还没有流完)火箭的速度大小可以达到多少?关键能力提升练8.一炮艇在湖面上匀速行驶,突然从船头和船尾同时向前和向后发射一颗炮弹,设两炮弹质量相同,相对于地的速率相同,牵引力和阻力均不变,则船的动量和速度的变化情况是()A.动量不变,速度增大 B.动量变小,速度不变C.动量增大,速度增大 D.动量增大,速度减小9.如图所示,具有一定质量的小球A固定在轻杆一端,杆的另一端挂在小车支架的O点,用手将小球拉起使轻杆呈水平状态,在小车处于静止的情况下放手使小球摆下,在B处与固定在车上的油泥撞击后粘在一起,则此后小车的运动状态是(小车位于光滑路面上)()A.向右运动 B.向左运动C.静止不动 D.无法判断10.如图所示,质量为m0的密闭汽缸置于光滑水平面上,缸内有一隔板P,隔板右边是真空,隔板左边是质量为m的高压气体,若将隔板突然抽去,则汽缸的运动情况是()A.保持静止不动B.向左移动一定距离后恢复静止C.最终向左做匀速直线运动D.先向左移动,后向右移动回到原来位置11.如图所示,质量为m0的小车静止在光滑的水平地面上,车上装有半径为R的半圆形光滑轨道,现将质量为m的小球在轨道的边缘由静止释放,当小球滑至半圆轨道的最低位置时,小车移动的距离为多少?小球的速度大小为多少?参考答案6反冲现象火箭1.CD汽车的运动利用了汽车的牵引力,不属于反冲运动,故A错误;直升机的运动利用了空气的反作用力,不属于反冲运动,故B错误;火箭的运动是利用喷气的方式获得动力的,属于反冲运动,故C正确;反击式水轮机的运动利用了水的反冲作用而获得动力,属于反冲运动,故D正确。2.D火箭和卫星组成的系统在分离时,水平方向的动量守恒,规定初速度的方向为正方向,由动量守恒定律得(m1+m2)v0=m2v2+m1v1,解得v1=v0+m2m1(v0-v3.B小球沿大球内壁滚到最低点的过程,系统在水平方向的动量守恒,且水平方向总动量始终为零,可利用“人船模型”的规律分析。由水平方向始终动量守恒有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航天探测器通过反冲运动获得动力,可以根据探测器的运动状态结合牛顿第二定律判断合力的情况,由喷气方向可以判断推动力的方向。航天探测器做加速直线运动时,合力应当与运动方向相同,喷气方向应当是向下偏后方向喷射;航天器做匀速直线运动时,合力为零,由于受到月球的万有引力的作用,航天器必然要朝竖直向下的方向喷射,来平衡万有引力,不可能不喷气。故只有选项C正确。5.B甲、乙组成的系统,初状态总动量为零,由于推动过程中动量守恒,所以甲、乙的总动量始终为零,故A、C错误;甲、乙两人组成的系统动量守恒,以两人组成的系统为研究对象,以甲的速度方向为正方向,由动量守恒定律得m甲v甲-m乙v乙=0,解得v甲v乙=6.C由于小车和两人所组成的系统动量守恒,两人无论是同时跳离小车或是不同时跳离小车,跳离后两人都有相同的动量,所以无论两个人如何跳离小车,小车最后的动量都一样,即两种跳法,使小车获得的动量相等,所以两种跳离方式使小车获得的速度相同,故正确选项为C。7.答案4m/s解析水火箭喷出水流做反冲运动,设火箭原来总质量为m,喷出水流的流量为Q,水的密度为ρ,水流的喷出速度为v,火箭的反冲速度为v',由动量守恒定律得(m-ρQt)v'=ρQtv,火箭启动2s后的速度大小为v'=ρQtvm-ρQt=1038.A整个过程动量守恒,且两发炮弹的总动量为零,所以船的动量不变,又因为船发射炮弹后的质量变小,所以船的速度增大,故A正确。9.C小车与小球构成的系统在水平方向上总动量守恒,刚释放A球时,系统动量为零,当二者粘在一起时,其共同速度也必为零,故只有选项C正确。10.B突然撤去隔板,气体向右运动,汽缸做反冲运动,当气体充满整个汽缸时,它们之间的作用结束,根据动量守恒定律可知,开始时系统的总动量为零,结束时总动量必为零,气体和汽缸都将停止运动,故选