2024-2025学年高中物理第十六章5反冲运动火箭练习含解析新人教版选修3-5

PAGEPAGE75反冲运动火箭基础巩固1.如图所示,将吹足气的气球由静止释放,球内气体向后喷出,气球会向前运动,这是因为气球受到()A.重力 B.手的推力C.空气的浮力 D.喷出的气体对气球的作用力解析:将吹足了气的气球释放,气球会向喷气方向的反方向运动是因为气体喷出时,由于反冲作用,喷出的气体对气球有作用力。答案:D2.运输人造地球卫星的火箭起先工作后,火箭做加速运动的缘由是()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推出,气体的反作用力推动火箭C.火箭吸入空气,然后向后推出,空气对火箭的反作用力推动火箭D.火箭燃料燃烧发热,加热四周空气,空气膨胀推动火箭答案:B3.下列图片所描述的事例或应用中,没有利用反冲原理的是()答案:D4.人和气球离地高为h,恰好悬浮在空中,气球质量为m气,人的质量为m人。人要从气球下拴着的软绳上平安到达地面,软绳的长度至少为()A.BC.D解析:起先时,人和气球在空中悬浮,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”,如图所示,依据动量守恒定律有m人h=m气H,解得H=m人h答案:D5.如图所示,自行火炮连同炮弹的总质量为m0,炮管水平。火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中,放射一枚质量为m的炮弹后,自行火炮的速度变为v2,仍向右行驶。则炮弹相对炮筒的放射速度v0为()A.BC.D解析:自行火炮水平匀速行驶时,牵引力与阻力平衡,系统动量守恒。设向右为正方向,放射前动量之和为m0v1,放射后系统的动量之和为(m0-m)v2+m(v2+v0)由m0v1=(m0-m)v2+m(v2+v0)解得v0=m答案:B6.一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动,若其沿运动方向的相反方向射出一物体P,不计空气阻力,则()A.火箭肯定离开原来轨道运动B.P肯定离开原来轨道运动C.火箭运动半径可能不变D.P运动半径肯定减小答案:A7.如图所示,质量为m0、半径为R的光滑半圆弧槽静止在光滑水平面上,有一质量为m的小滑块在与圆心O等高处无初速度滑下,在小滑块滑到圆弧槽最低点的过程中,圆弧槽产生的位移大小为。

解析:m0和m组成的系统在水平方向上动量守恒,依据人船模型即可求解。设圆弧槽后退位移大小为x,则依据水平方向上动量守恒得m0x=m(R-x),解得x=答案:m8.某小组在探究反冲运动时,将质量为m1的一个小液化气瓶固定在质量为m2的小玩具船上,利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力。现在整个装置静止放在安静的水面上,已知打开液化气瓶后向外喷射气体的对地速度为v1,假如在某段时间内向后喷射的气体的质量为Δm,忽视水的阻力,求喷射出质量为Δm的气体后小船的速度是多少?解析:由动量守恒定律得0=(m1+m2-Δm)v船-Δmv1解得v船答案:Δ实力提升1.关于反冲运动,下列说法正确的是()A.反冲运动的两个物体系统动量守恒,机械能也守恒B.反冲现象是有害的,应当想方法防止C.直升机的升空应用了反冲的原理D.影响火箭速度大小的因素是喷气速度和质量比答案:D2.小车上装有一桶水,静止在光滑水平地面上,如图所示,桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门,分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)。要使小车向前运动,可采纳的方法是()A.打开阀门S1 B.打开阀门S2C.打开阀门S3 D.打开阀门S4解析:依据水和车组成的系统动量守恒,原来系统动量为零,由0=m水v水+m车v车知,车的运动方向与水的运动方向相反,故水应向后喷出,选项B正确。答案:B3.如图所示,一艘小船静止在安静的水平面上,船前舱有一抽水机,抽水机把前舱的水匀称抽往后舱,不计水的阻力,在船的前舱与后舱分开、不分开的两种状况下,船的前舱运动状况分别是()A.不动;向前运动 B.向前运动;不动C.不动;向后运动 D.向后运动;不动答案:B4.一气球由地面匀速上升,当气球下的吊梯上站着的人沿着吊梯向上爬时,下列说法错误的是()A.气球可能匀速上升B.气球可能相对地面静止C.气球可能下降D.气球运动速度不发生改变解析:系统满意动量守恒(m气+m人)v0=m气v1+m人v2分析可知选项A、B、C正确,D错误。答案:D5.一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v=2m/s,方向水平向右,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失,重力加速度g取10m/s2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是()解析:弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力,故爆炸瞬间动量守恒。因两弹片均水平飞出,飞行时间t=2hg=1s,取向右为正方向,由水平速度v=xt知,选项A中,v甲=2.5m/s,v乙=-0.5m/s;选项B中,v甲=2.5m/s,v乙=0.5m/s;选项C中,v甲=1m/s,v乙=2m/s;选项D中,v甲=-1m/s,v乙=2m/s。因爆炸瞬间动量守恒,故mv=m甲v答案:B6.质量为m0的小车,如图所示,上面站着一个质量为m的人,以v0的速度在光滑的水平面上前进。现在人用相对于小车为u的速度水平向后跳出后,车速增加了多少?解析:以人和车作为一个系统,因为水平方向不受外力,所以水平方向动量守恒。设人跳出后,车对地的速度增加了Δv,以v0方向为正方向,以地为参考系。由动量守恒定律得(m0+m)v0=m0(v0+Δv)-m[u-(v0+Δv)]解得Δv=答案:m7.★反冲小车静止放在水平光滑玻璃上,小车上固定有加热装置,点燃酒精灯,一段时间后,水蒸气将橡皮塞水平喷出,小车沿相反方向运动。小车的总质量m车=3kg(包括橡皮塞),水平喷出的橡皮塞的质量m塞=0.1kg。(1)若橡皮塞喷出时获得的水平速度v=2.9m/s,求小车的反冲速度;(2)若橡皮塞喷出时速度大小不变,方向与水平方向成60°角,则小车的反冲速度又如何(小车始终在水平方向运动)?解析:(1)小车和橡皮塞组成的系统所受外力之和为零,初态时系统总动量为零,以橡皮塞运动的方向为正方向。依据动量守恒定律,m塞v+(m车-m塞)v'=0则v'=-m塞m负号表示小车运动的方向与橡皮塞运动的方向相反,反冲速度大小是0.1m/s。(2)小车和橡皮塞组成的系统在水平方向不受外力作用,水平方向动量守恒。以橡皮塞的水平分速度方向为正方向,有m塞vcos60°+(m车-m塞)v″=0v″=m塞v负号表示小车运动方向与橡皮塞的水平分速度方向相反,反冲速度大小是0.05m/s。答案:(1)0.1m/s,方向与橡皮塞运动的方向相反(2)0.05m/s,方向与橡皮塞的水平分速度方向相反8.课外科技小组制作一支“水火箭”,用压缩空气压出水流使火箭运动。假如喷出的水流流量保持为2×10-4m3/s,喷出速度保持为对地10m/s,启动前火箭总质量为1.4kg,则启动2s末火箭的速度可以达到多少?已知火箭