反沖現(xiàn)象　火箭（可編輯word）

第一章動(dòng)量守恒定律6反沖現(xiàn)象火箭基礎(chǔ)過關(guān)練題組一反沖現(xiàn)象的理解和應(yīng)用1.下列關(guān)于反沖現(xiàn)象的說法中,正確的是()A.拋出物體的質(zhì)量要小于剩下物體的質(zhì)量才能發(fā)生反沖B.若拋出物體A的質(zhì)量大于剩下物體B的質(zhì)量,則B受的反沖力大于A所受的反沖力C.反沖現(xiàn)象中,牛頓第三定律適用,但牛頓第二定律不適用D.對拋出部分和剩余部分,牛頓第二定律都適用2.(2019湖北孝感高二下期中)(多選)國產(chǎn)科幻大片《流浪地球》中有這樣的情節(jié):為了自救,人類提出一個(gè)名為“流浪地球”的大膽計(jì)劃,即傾全球之力在地球表面建造上萬座發(fā)動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī),推動(dòng)地球離開太陽系,用2500年的時(shí)間奔往另外一個(gè)棲息之地。這個(gè)科幻情節(jié)里有反沖的原理?，F(xiàn)實(shí)中的下列運(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)3.(多選)采取下列哪些措施有利于增加噴氣式飛機(jī)的飛行速度()A.使噴出的氣體速度更大B.減輕飛機(jī)自身質(zhì)量C.使噴出的氣體質(zhì)量更大D.使噴出的氣體密度更小4.一航天探測器完成對月球的探測任務(wù)后,在離開月球的過程中,由靜止開始沿著與月球表面成一傾角的直線飛行,先加速運(yùn)動(dòng),再勻速運(yùn)動(dòng)。探測器通過噴氣而獲得推動(dòng)力,以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是()A.探測器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),沿直線向后噴氣B.探測器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴氣C.探測器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴氣D.探測器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),不需要噴氣5.我國發(fā)射的“神舟十號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”空間站實(shí)現(xiàn)了完美對接。假設(shè)“神舟十號(hào)”飛船到達(dá)對接點(diǎn)附近時(shí),對地的速度為v,此時(shí)的質(zhì)量為m,欲使飛船追上“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)對接,飛船需加速到v1,飛船發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火,將質(zhì)量為Δm的燃?xì)庖淮涡韵蚝髧姵?燃?xì)鈱Φ叵蚝蟮乃俣却笮関2。這個(gè)過程中,下列各表達(dá)式正確的是()A.mv=mv1-Δmv2B.mv=mv1+Δmv2C.mv=(m-Δm)v1-Δmv2D.mv=(m-Δm)v1+Δmv2題組二爆炸問題6.(多選)設(shè)斜向上拋出的物體在通過軌跡的最高點(diǎn)時(shí),突然炸裂成質(zhì)量相等的兩塊,已知其中一塊沿原水平方向做平拋運(yùn)動(dòng),則另一塊的運(yùn)動(dòng)可能是()A.反方向的平拋運(yùn)動(dòng)B.斜上拋運(yùn)動(dòng)C.自由落體運(yùn)動(dòng)D.原方向的平拋運(yùn)動(dòng)7.(2019湖南長沙九中高二下月考)一炮彈質(zhì)量為m,以一定的傾角斜向上發(fā)射,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v,方向水平。炮彈在最高點(diǎn)爆炸成兩塊,其中一塊恰好做自由落體運(yùn)動(dòng),質(zhì)量為m4,則爆炸后另一塊的瞬時(shí)速度大小為 B.34v C.43v 8.(2019四川綿陽高二下期末)一質(zhì)量為m的炮彈在空中飛行,運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)炸裂成質(zhì)量相等的a、b兩塊,爆炸前瞬間炮彈速度大小為v,方向水平向右,爆炸后a的速度大小為2v,方向水平向左。爆炸過程中轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的化學(xué)能是(假設(shè)化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能)()A.12mv2 2 C.92mv2 題組三人船模型9.(多選)一只小船靜止在水面上,一個(gè)人從小船的一端走到另一端,不計(jì)水的阻力,以下說法中正確的是()A.人和小船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒B.人運(yùn)動(dòng)的速度增大時(shí),船運(yùn)動(dòng)的速度減小C.當(dāng)人停止走動(dòng)時(shí),因?yàn)樾〈瑧T性大,所以小船要繼續(xù)向后退D.當(dāng)人停止走動(dòng)時(shí),小船也停止后退10.(2020江西九江一中高二上期中)如圖所示,質(zhì)量m=60kg的人,站在質(zhì)量M=300kg的車的一端,車長L=3m,相對于地面靜止。當(dāng)車與地面間的摩擦可以忽略不計(jì)時(shí),人由車的一端走到另一端的過程中,車將()A.后退m B.后退mC.后退m D.一直勻速后退能力提升練一、選擇題1.(2020廣東深圳二中高二下月考,)某人在一輛靜止的小車上練習(xí)打靶,已知車、人、槍(不包括子彈)及靶的總質(zhì)量為M,槍內(nèi)裝有n顆子彈,每顆子彈的質(zhì)量均為m,槍口到靶的距離為L,子彈水平射出槍口時(shí)相對于地面的速度為v,在發(fā)射后一顆子彈時(shí),前一顆子彈已嵌入靶中。發(fā)射完n顆子彈時(shí),小車后退的距離為()A.mm+ML C.nmnm+ML 2.(2019河北廊坊高二下期中,)(多選)如圖所示,水平面上O點(diǎn)的正上方有一個(gè)靜止物體P,炸成兩塊a、b水平飛出,分別落在A點(diǎn)和B點(diǎn),且OA>OB。若爆炸時(shí)間極短,空氣阻力不計(jì),則()的質(zhì)量小于b的質(zhì)量B.落地時(shí)a的速度小于b的速度C.爆炸過程中a增加的動(dòng)能大于b增加的動(dòng)能D.爆炸過程中a增加的動(dòng)能小于b增加的動(dòng)能3.(2019河北衡水中學(xué)滁州分校期中,)質(zhì)量為m的人站在質(zhì)量為2m的平板小車上,以共同的速度在水平地面上沿直線前行。車所受地面阻力的大小與車對地面壓力的大小成正比。當(dāng)車速為v0時(shí),人從車上以相對于地面大小為v0的速度水平向后跳下。跳離瞬間地面阻力的沖量忽略不計(jì),則車運(yùn)動(dòng)的v-t圖像正確的是()4.(2020湖南衡陽八中高三上第四次月考,)“世界上第一個(gè)想利用火箭飛行的人”是明朝的士大夫萬戶。他把47個(gè)自制的火箭綁在椅子上,自己坐在椅子上,雙手舉著大風(fēng)箏,設(shè)想利用火箭的推力,飛上天空,然后利用風(fēng)箏平穩(wěn)著陸。假設(shè)萬戶及所攜設(shè)備[火箭(含燃料)、椅子、風(fēng)箏等]總質(zhì)量為M,點(diǎn)燃火箭后在極短的時(shí)間內(nèi),質(zhì)量為m的熾熱燃?xì)庖韵鄬Φ孛鎣0的速度豎直向下噴出。忽略此過程中空氣阻力的影響,重力加速度為g,下列說法中正確的是()A.火箭的推力來源于空氣對它的反作用力B.在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,火箭的速度大小為mC.噴出燃?xì)夂笕f戶及所攜設(shè)備能上升的最大高度為mD.在火箭噴氣過程中,萬戶及所攜設(shè)備機(jī)械能守恒二、非選擇題5.(2019廣東中山高一下期末,)如圖所示,在平靜的湖面上有一小船以速度v0=1m/s勻速行駛,人和船的總質(zhì)量為M=200kg,船上另載有20個(gè)完全相同的小球,每個(gè)小球的質(zhì)量為m=5kg。人站立在船頭,沿著船的前進(jìn)方向、每隔一段相同的時(shí)間水平拋出一個(gè)小球,不計(jì)水的阻力和空氣的阻力。(1)如果每次都是以相對于湖岸的速度v=6m/s拋出小球,試計(jì)算拋出第一個(gè)小球后小船的速度大小v1和拋出第幾個(gè)球后船的速度反向?(2)如果每次都是以相對于小船的速度v=6m/s拋出小球,試問拋出第16個(gè)小球可以使船的速度改變多少?

答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)練1.D反沖現(xiàn)象中并沒有確定兩部分物體之間的質(zhì)量關(guān)系,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。在反沖現(xiàn)象中,兩部分物體之間的作用力是一對作用力與反作用力,由牛頓第三定律可知,它們大小相等、方向相反,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。在反沖現(xiàn)象中,一部分物體受到的另一部分物體的作用力產(chǎn)生了該部分的加速度,使該部分的速度增大,在此過程中,對每一部分牛頓第二定律都適用,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。2.CD汽車是利用摩擦力而前進(jìn)的,不屬于反沖運(yùn)動(dòng);直升機(jī)是利用空氣的反作用力上升的,不屬于反沖運(yùn)動(dòng);火箭運(yùn)動(dòng)時(shí)利用噴氣的方式獲得動(dòng)力,利用了反沖原理;反擊式水輪機(jī)是利用水的反沖作用獲得動(dòng)力的,利用了反沖原理。選C、D。3.ABC把噴氣式飛機(jī)和噴出的氣體看成系統(tǒng),設(shè)原來的總質(zhì)量為M,噴出的氣體質(zhì)量為m,速率為v,剩余部分的質(zhì)量為M-m,速率為v',規(guī)定飛機(jī)的速度方向?yàn)檎较?由系統(tǒng)動(dòng)量守恒得(M-m)v'-mv=0,解得v'=mvM-m,由上式可知,m越大,v越大,M越小,則v'越大,故選A、B4.C探測器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),通過噴氣獲得的推動(dòng)力與月球?qū)μ綔y器的引力的合力沿運(yùn)動(dòng)方向,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;探測器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),通過噴氣獲得的推動(dòng)力與月球?qū)μ綔y器的引力的合力為零,根據(jù)反沖的特點(diǎn)可知選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.C飛船發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火噴出燃?xì)?由動(dòng)量守恒定律得mv=(m-Δm)v1-Δmv2,選項(xiàng)C正確。6.ACD因?yàn)槲矬w在最高點(diǎn)時(shí)炸裂成兩塊,所以在炸裂的過程中水平方向上動(dòng)量守恒,總動(dòng)量沿水平方向,由于只知道其中一塊沿原水平方向做平拋運(yùn)動(dòng),所以另一塊在豎直方向的速度為零,水平方向上的速度不確定,可能向前,可能向后,也可能為零,故選項(xiàng)A、C、D符合題意。7.C爆炸過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒,爆炸前總動(dòng)量為mv,設(shè)爆炸后另一塊的瞬時(shí)速度大小為v',取炮彈爆炸前在最高點(diǎn)的速度方向?yàn)檎较?根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv=34m·v',解得v'=43v,選8.C爆炸瞬間內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)水平向右為正方向,有mv=-m2·2v+m2v',解得b塊的速度為v'=4v;根據(jù)能量守恒定律有ΔE=12·m2·(2v)2+12·m2·(4v)2-12mv2,解得ΔE=9.AD人在船上行走時(shí),由于不計(jì)水的阻力,人和小船組成的系統(tǒng)所受外力之和為零,故系統(tǒng)動(dòng)量守恒,A正確;根據(jù)動(dòng)量守恒定律得m人v人+M船v船=0,得v人v船=-M船m人,為一定值,可知,人的速度與船的速度大小成正比、方向相反,則當(dāng)人運(yùn)動(dòng)的速度增大時(shí),船運(yùn)動(dòng)的速度也增大,當(dāng)人停止走動(dòng)時(shí),船也停止后退,故10.A人和車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則mv1=Mv2,故有mx1=Mx2;又有x1+x2=L,解得x2m,故選A。能力提升練1.C以車、人連同槍(不包括子彈)、靶以及槍內(nèi)n顆子彈組成的系統(tǒng)為研究對象,取子彈的速度方向?yàn)檎较?。?dāng)射出一顆子彈時(shí),由系統(tǒng)的動(dòng)量守恒得mv-[M+(n-1)m]v'=0;設(shè)每顆子彈經(jīng)過時(shí)間t打到靶上,則有vt+v't=L,聯(lián)立以上兩式得v't=mM+nmL,同理,射完n顆子彈的過程中,每一次發(fā)射子彈小車后退的距離都相同,所以小車后退的總距離為s=nv't=nmLM2.AC爆炸后a、b都做平拋運(yùn)動(dòng),下落的高度相同,下落時(shí)間相等,由x=v0t,OA>OB,知爆炸后瞬間a的速度大于b的速度;落地時(shí)速度v=v02+vy2=v02+2gh,故落地時(shí)a的速度大于b的速度,B錯(cuò)誤。爆炸過程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,取水平向左為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有mava-mbvb=0,由于va>vb,故ma<mb;根據(jù)Ek=p22m,知p相等,ma<mb3.B因人跳離車的瞬間地面阻力的沖量忽略不計(jì),故在人跳離車的瞬間人和車組成的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒,取車前進(jìn)的方向?yàn)檎较?由動(dòng)量守恒定律可得3mv0=-mv0+2mv',得v'=2v0,所以在人跳離車之前,車和人一起做勻減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度減至v0時(shí),人跳離車瞬間車的速度變?yōu)?v0,之后車以該速度為初速度做勻減速運(yùn)動(dòng),故選B。4.B火箭的推力來源于燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對火箭的作用力,A錯(cuò)誤;在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g,視萬戶及所攜設(shè)備[火箭(含燃料)、椅子、風(fēng)箏等]為系統(tǒng),動(dòng)量守恒,設(shè)火箭的速度大小為v,規(guī)定火箭運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?則有(M-m)v-mv0=0,解得火箭的速度大小為v=mv0M-m,B正確;噴出燃?xì)夂笕f戶及所攜設(shè)備做豎直上拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得上升的最大高度為h=v22g=m2v5.答案(1)270295m/s11(2)215解析(1)人拋出第一個(gè)球前后,對船、人、20個(gè)球整體分析,由動(dòng)量守恒定律可得(M+20m)v0=(M+19m)v1+mv①代入數(shù)據(jù)得v1=270295m/s,即拋出第一個(gè)小球后,船的速度為v1=270295設(shè)拋出第n個(gè)球時(shí),有[300-(n-1)m]vn-1=(300-nm)vn+mv②聯(lián)立①②兩式可推得300v0=(300-nm)