高二物理 反冲运动火箭 典型例题解析

反冲运动反冲运动 火箭火箭 典型例题解析典型例题解析 例 1 如图 54 1 所示是 A B 两滑块在同一直线上发生碰撞前后的 部分闪光照片的示意图 A B 两滑块的质量分别为 0 14kg 0 22kg 所用 标尺的最小刻度是 0 5cm 闪光照相的快慢是每秒拍摄 10 次 试根据图示回 答 1 作用前后滑块 A 动量的增量是多少 方向怎样 2 碰撞前后 A B 的系统总动量是否守恒 解析 从 A B 两滑块位置的变化可知 作用前 B 是静止的 A 向右运动 作用后 B 向右运动 A 向左运动 以向右为正 1 v0 5m s v0 05 m s A A 作用前 作用后 s t s t A A 005 01 0005 01 碰撞过程中 A 的动量增量 pA mAv A mAvA 0 14 0 05 0 14 0 5 0 077 kg m s 负号表示方向与规定的正方向相反 即向 左 2 碰撞前总动量 p mAvA 0 14 0 5 0 07 kg m s 碰撞后总动量 pm vm v0 14 m s AABB 005022 0035 01 007 kg p p 作用前后动量守恒 点拨 从图中能分辨出在相应的时间内滑块位置的变化是解题的关键 例 2 一个静止的质量为 M 的不稳定原子核 放射出一个质量为 m 的粒子 粒子离开原子核时相对核的速度为 v0 则原子核剩余部分的速度为 A v0 Bv Cv Dv 0 0 0 m Mm m M Mm M 解析 正确答案为 C 点拨 由于原子核放射出粒子的过程极为短暂 其它外力的冲量均可不 计 整个原子核为系统总动量守恒 原子核放出粒子后 剩余部分获得反冲 的速度 设所求的反冲速率为 v 以放射出的粒子运动方向为正 则粒子的 对地速度为 v0 v 剩余部分原子核的对地速度为 v 由动量守恒定律 得 0 m v0 v M m v 所以 vv0 m M 对选定的系统应用动量守恒定律解题时 作用前后各物体的速度都应相 对同一惯性参考系 一般都以地面为参考系 粒子以相对原物的速度离开是 指相对作用以后原物的速度 例 3 在光滑的水平面上用一个小球先后以相同的速率跟原来静止 的 A B C 三球发生正碰 与 A 球相碰后 小球仍然沿原方向运动 与 B 球 相碰后 小球停止运动 与 C 球相碰后 小球被弹向反向运动 那么 A B C 三球所获得的动量大小比较正确的是 A pA pB pC B pA pB pC C pA pB pC D 因不知道被碰的三球质量 所以无法比较 点拨 将入射的小球与被碰球为系统 系统的总动量守恒 入射小球动 量的变化与被碰球动量的变化满足大小相等 方向相反 参考答案参考答案 例 3 C 例 4 火箭喷气发动机每次喷出质量 m 0 2kg 的气体 喷出的气体 相对地面的速度为 v 1000m s 设火箭的初始质量 M 300kg 发动机每秒喷 气 20 次 若不计地球对它的引力作用和空气阻力作用 求火箭发动机工作 5s 后火箭的速度达多大 点拨 以火箭 包括在 5s 内要喷出的气体 为系统 系统的总动量守恒 以火箭的运动方向为正 则 5s 后火箭的动量为 M m 20 5 v 所喷出的气体动量为 m 20 5 v 参考答案参考答案 71 4m s 跟踪反馈跟踪反馈 1 在光滑水平面上 A B 两物体在一直线上相向运动 碰撞后粘合在 一起 若碰前 A B 的动量大小分别为 6kg m s 14kg m s 碰撞中 B 的动 量减少了 6kg m s 则 A B 两球在碰撞前的速率之比为 A 3 7 B 3 4 C 2 7 D 7 4 2 向空中斜向上发射一物体 不计空气阻力 当物体的速度恰好沿水平 方向时 物体炸裂成 a b 两块 若质量较大的一块 a 的速度方向仍沿原来的 方向 则 A b 的速度方向一定与原速度方向相反 B 从炸裂到落地这段时间里 a 飞行的水平距离一定比 b 的大 C a b 一定同时到达水平地面 D 炸裂后 a b 的动量大小相等 方向相反 3 甲 乙两个溜冰者 质量分别为 48kg 和 50kg 甲手里拿着质量为 2kg 的球 两人均以 2m s 的速度在冰面上相向滑行 为避免相撞 甲将手中 的球传给乙 乙再将球传给甲 经过几个来回后 乙的速度为零 则这时的 甲的速度为 m s 4 某炮车的质量为 M 炮弹的质量为 m 静止在水平地面上 现将该炮 弹沿水平方向发射出去 设炮弹水平射出炮口时相对炮车的