学人教版必修35 16.5反冲运动 火箭 作业.docx

2017-2018学年度人教版必修3-5 16.5反冲运动 火箭 作业1人的质量m60kg，船的质量m240kg，若船用缆绳固定，船离岸1.5m时，人可以跃上岸。若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为(设两次跳离时间相等，不计水的阻力，两次人消耗的能量相等)()a. 1.5m b. 1.2mc. 1.34m d. 1.1m2一只爆竹竖直升空后，在高为h处达到最高点发生爆炸，分为质量不同的两块，两块质量之比为21，其中小的一块获得水平速度v，则两块爆竹落地后相距 ( )a. 2v2hg b. v2hg c. 3v22hg d. 2v32hg3如图所示，质量为m的人在远离任何星体的太空中，与他旁边的飞船相对静止由于没有力的作用，他与飞船总保持相对静止的状态这个人手中拿着一个质量为m的小物体，他以相对飞船为v的速度把小物体抛出，在抛出物体后他相对飞船的速度大小为（）a. b. c. d. 4如图，长l的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙，初始时它们直立在光滑的水平地面上。后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒。当小球甲刚要落地时，其速度大小为a. 2gl b. gl c. 2gl2 d. 05如图所示，材料相同，半径为r的薄壳小圆球，放在半径为r的薄壳大圆球内（），开始时二者均静止在光滑水平面上，当小圆球由图示位置无初速度释放，直至小圆球滚到最低点时，大圆球移动的距离为a. b. c. d. 6质量为m的小船静止在平静的湖面上，船头和船尾各站一位质量均为m的游泳爱好者两人分别从船头和船尾沿相反的方向跃入水中，则下列说法中正确的有a. 若两人同时以相等的速率跃入水中，则船仍保持静止b. 若两人先后以相等的相对水的速率跃入水中，则船速等于零c. 若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中，则船速等于零d. 无论两人如何跃入水中，船始终保持静止7如图所示，质量m2kg的半圆形槽物体a放在光滑水平地面上，槽内表面光滑，其半径r=0.6m。现有一个质量m=1kg的小物块b在物体a的槽右端口获得瞬时竖直向下的冲量i2ns，此后物体a和物块b相互作用，使物体a在地面上运动，则a. 在a、b间存在相互作用的过程中，物体a和物块b组成的系统机械能守恒b. 在a、b间存在相互作用的过程中，物体a和物块b组成的系统动量守恒c. 物块b从槽口右端运动到左端时，物体a向右运动的位移是0.4md. 物块b最终可从槽口左端竖直冲出，到达的最高点距槽口的高度为0.2m8a、b两船质量均为m，都静止在平静的水面上，现a船中质量为 的人，以对地的水平速度v从a船跳到b船，再从b船跳到a船，经n次跳跃后（水的阻力不计）（ ）a. a、b两船（包括人）的动量大小之比总是1：1b. a、b两船（包括人）的速度大小之比总是1：1c. 若n为奇数，a、b两船（包括人）的速度大小之比为3：2d. 若n为偶数，a、b两船（包括人）的速度大小之比为2：39如图所示，光滑水平面上放置一质量为m、半径为r的1/4一竖直光滑圆轨道b，圆弧轨道b左端与水平面相切，有一锁定装置将其固定。水平轨道左端固定一轻弹簧，质量为m的物块a(可视为质点)从圆弧轨道b的最高点由静止释放，当a进入水平面时，解除对b的锁定。已知m=0.4kg，m=0.2kg，r=1.8m，取g=10m/s2。求（1）a下滑到圆轨道最低点时对圆轨道的压力；（2）a压缩弹簧返回后沿圆弧轨道上升的最大高度h。10如图所示，光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦)，绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30 kg，两车间的距离足够远。现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为1 m/s时，停止拉绳。求：(1)拉绳过程中人做了多少功？(2)停止拉绳后，为避免两车相撞，人至少以多大水平速度从甲车跳上乙车才能使两车不发生碰撞？11如图所示a、b两个物体站在一起以v0=3m/s的速度向右运动，物体中间有少量炸药，经过o点时炸药爆炸，假设所有的化学能全部转化为a、b两个物体的动能且两物体仍然在水平面上运动，爆炸后a物体的速度依然向右，大小变为va=2m/s，b物体继续向右运动进入半圆轨道且恰好通过最高点d，已知两物体的质量，o点到半圆最低点c的距离，水平轨道的动摩擦因数，半圆轨道光滑无摩擦，求：(1)炸药的化学能e；(2)半圆弧的轨道半径r.12如图所示， 、质量分别为， ，静止子光滑的水平面上，其间有弹性势能为的被压缩的轻质弹簧若放开此系统后，弹簧将、两物体弹开，弹簧与两物体都不粘连求：两物体弹开后各自的速度？13如图所示，三个小木块a、b、c静止在足够长的光滑水平轨道上，质量分别为， ， ，其中b与c用一个轻弹簧固定连接，开始时整个装置处于静止状态；a和b之间有少许塑胶炸药（质量不计），现引爆塑胶炸药，若炸药爆炸产生的能量有转化为a和b沿轨道方向的动能。（1）分别求爆炸后瞬间a、b的速度大小；（2）求弹簧弹性势能的最大值；（3）分别求弹簧恢复到原长时b、c的速度大小。14一辆列车总质量为m，在平直轨道上以v速度匀速行驶，突然后一节质量为m的车厢脱钩，假设列车所受的阻力与质量成正比，牵引力不变，当后一节车厢刚好静止时，前面列车的速度多大？15如图,光滑的地面上有一质量为m的竖直平面内的轨道abc，它由四分之一圆弧和与圆弧下端相切的水平部分构成。a和b分是圆弧轨道的最高点和最低点。已知轨道的圆弧部分光滑,半径为r，而水平部分粗糙，与滑块动摩擦因数为。现将一质量也为m滑块从a点静止释放。取重力加速度g=10m/s2。求:(1)滑块静止释放后运动到b点的速度。(2)为了使滑块不从轨道上掉下去，轨道的水平部分长度l至少是多少。试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1c【解析】以人的方向为正方向，撤去缆绳，由动量守恒定律可知，0=mv1-mv2；由于两次人消耗的能量相等，故人跳起时的动能不变；则由功能关系可知：12mv02=12mv12+12mv22 解得：v1=mm+mv0 所以x1=v1t=mm+mx0=24060+2401.5m=1.34m，故c正确。点晴：本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律的综合应用，要注意正确分析功能关系以及动量守恒定律的规律才能正确求解。2c【解析】试题分析：根据两块爆竹爆炸时水平方向动量守恒求出大块爆竹的速度，然后根据平抛运动求出时间和水平位移因为两块质量之比为21，则设其中一块质量为m，则另一块质量为2m，爆炸内力远大于外力，故系统动量守恒，以v的速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv2mv=0，解得v=12v，设两块爆竹落地用的时间为t，则有h=12gt2，落地点，两者间的距离为x=v+vt，解得x=3v22hg，c正确3a【解析】人和物体组成的系统不受外力作用，系统动量守恒，以v的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得： 解得： ，故a正确，bcd错误。点睛：本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，注意使用动量守恒定律解题时要规定正方向。4a【解析】,根据沿着杆分速度相等，水平方向动量守恒，杆落地时两者在水平方向速度均为0，故乙球速度为0，甲球速度竖直。所以根据机械能守恒，12mv2=mgl ，解得：v=2gl，选a5c【解析】设小球滑到最低点所用的时间为t，发生的水平位移大小为r-r-x，大球的位移大小为x，取水平向右方向为正方向。则根据水平方向平均动量守恒得： 即： ；根据题意可知，两球壳质量之比等于表面积之比，也等于半径的平方之比，则m:m=3:1，带入解得： ，故选c. 点睛：此题实质是“人船模型”问题；关键是求解两球对地的位移关系；另外会根据数学知识求解质量关系.6ab【解析】两个人和船组成的系统在水平方向上动量守恒，开始总动量为零，不管谁先跃入水中，若两人相对水的速率相等，则有：0=mv-mv+mv，可知v=0，故a正确，b正确。若两人先后以相等的相对船的速率跃入水中，可知两人相对水的速度大小不等，根据动量守恒知，船速不为零，故cd错误。故选ab。点睛：解决本题的关键掌握动量守恒定律，并能灵活运用运用动量守恒定律时注意速度的方向7acd【解析】在a、b间存在相互作用的过程中，只有重力做功，则物体a和物块b组成的系统机械能守恒，选项a正确；在a、b间相互作用的过程中，水平方向受到的合外力为零，则物体a和物块b组成的系统水平方向动量守恒，选项b错误；物块b从槽口右端运动到左端时，设物体a向右运动的位移是x，由水平方向动量守恒可知：mx=m(2r-x)，解得x=0.4m，选项c正确；物块b最终可从槽口左端竖直冲出，由动量守恒可知，此时槽b的速度为零，a的速度大小等于初速度，则到达的最高点距槽口的高度为，选项d正确；故选acd.点睛：此题关键是知道在a、b间相互作用的过程中，水平方向受到的合外力为零，系统水平方向动量守恒；根据“人船模型”求解槽的位移；8acd【解析】人在跳跃过程中人及两船组成的系统总动量守恒，跳跃前系统的总动量为零，则跳跃后总动量仍为零，所以a、b两船（包括人）的动量大小之比总是1：1，由于两船（包括人）的质量不等，所以a、b两船（包括人）的速度大小不等，故a正确，b错误；若n为奇数，人在b船上，取a船的速度方向为正方向，由动量守恒定律得： ，解得： ，故c正确；若n为偶数，人在a船上，取a船的速度方向为正方向，由动量守恒定律得： ，解得： ，故d正确；故选acd.9（1）6n；竖直向下（2）1.2m【解析】（1）a滑至最低点过程机械能守恒， 在最低点对a由牛顿第二定律： ，解得由牛顿第三定律可知对轨道的压力大小为6n，方向竖直向下（2）当a压缩弹簧返回时速度大小v=6m/sa和b相互作用过程系统动量守恒， 上升过程系统机械能守恒， 解得h=1.2m10（1）22.5j (2)1m/s【解析】(1)设人、车质量为m，人拉绳后甲、乙车速度大小分别为v1、v2，人拉绳过程中，由动量守恒得：2mv1mv2=0解得：v1=0.5m/s拉绳过程中人对系统总共做功w=122mv12+12mv22=22.5j(2)为使人跳到乙车上后两车不相撞，临界情况为两车速度相同，因为系统动量守恒且为0，所以此临界条件为最终两车和人都静止。设人跳出时水平速度为v，根据人与乙车在作用时动量守恒有：mvmv2=0可得v = 1 m/s即人至少应该以1 m/s的水平速度跳上乙车。【点睛】该题考查学生对动量守恒定律及动量定理的考查解决该题时注意不同物理过程中的不同研究对象，同时明确物理规律的正确选择和应用才能准确求解11(1) 1 j (2) 0.3m【解析】(1)a、b在爆炸前后动量守恒得：2mv0=mva+mvb 解得vb=4m/s 根据系统能量守恒有： 解得e=1j (2)由于b物体恰好经过最高点，故有对o到d的过程根据动能定理可得： 联立解得r=0.3m 点睛：本题考查了求化学能、求轨道半径，考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程、知道b在d点做圆周运动的临界条件是解题的关键，应用动量守恒定律、能量守恒定、牛顿第二定律与动能定理可以解题12， 【解析】本题考查动量与能量的结合。设两物体弹开后a的速度为，b的速度为根据动量守恒定律可得根据能量守恒定律解得： ， ，则两物体弹开后的速度大小为，方向向左， 的速度大小为，方向向右13（1）2m/s（2）0.15j（3）-1m/s；1m/s【解析】（1）塑胶炸药爆炸瞬间取a和b为研究对象，假设爆炸后瞬间a、b的速度大小分别为、，取向右为正方向，由动量守恒： 爆炸产生的热量有转化为a、b的动能： 解得： 。（2）取bc 和弹簧为研究系统，当弹簧第一次被压缩到最短时b、c达到共同速度，此时弹簧的弹性势能最大，设为由动量守恒： 由能量守恒定律： 解得： 。（3）设b、c之间的弹簧第一次恢复到原长时b、c的速度分别为和，则由动量守恒和能量守恒，有： 解得： （负号表示方向向左，即b的速度大小为），。其中（， 不符合题意，舍去）点睛:本题考查了与弹簧有关的动量、能量问题，有一定综合性，易错点在于a反弹后与b碰撞过程中有能量损失，很多学生容易忽略这点，导致错误。14mv/(m-m)【解析】因整车匀速运动，故整体合外力为零；脱钩后合外力仍为零，系统的动量守恒取列车原来速度方向