2012高中物理 第16章 5 反冲运动 火箭课后巩固练习 新人教版选修3-5

用心 爱心 专心1 5 5 反冲运动反冲运动 火箭火箭 一 单项选择题 1 下列不属于反冲运动的是 B A 喷气式飞机的运动 B 物体做自由落体的运动 C 火箭的运动 D 反击式水轮机的运动 解析 喷气式飞机和火箭都是靠喷出气体 通过反冲获得前进的动力 反击式水轮机靠 水轮击打水 通过反冲获得动力 2 一人静止于光滑的水平冰面上 现欲向前运动 下列方法中可行的是 D A 向后踢腿 B 手臂向后甩 C 在冰面上滚动 D 脱下外衣向后水平抛出 解析 由于冰面没有摩擦 所以 C 不行 A B 由于总动量守恒 所以人整体不动 只有 D 是反冲现象 3 一个静止的质量为 M 的不稳定原子核 当它放射出质量为 m 速度为 v 的粒子后 原子核剩余部分的速度为 B A v B mv M m C D mv m M mv M 解析 以原子核为一系统 放射过程中由动量守恒定律 M m v mv 0 得 v mv M m 4 车厢停在光滑的水平轨道上 车厢后面的人对前壁发射一颗子弹 设子弹质量为 m 出口速度 v 车厢和人的质量为 M 则子弹陷入前车壁后 车厢的速度为 D A mv M 向前 B mv M 向后 C mv m M 向前 D 0 解析 在车厢 人 子弹组成的系统中 合外力等于零 动量守恒 子弹与人的作用及子 弹与车壁的作用 都是系统内力 不能使系统总动量发生变化 发射子弹前系统总动量为零 子弹打入前车壁后 系统的总动量也为零 所以车厢的速度为零 二 双项选择题 5 采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度 AC A 使喷出的气体速度增大 B 使喷出的气体温度更高 C 使喷出的气体质量更大 D 使喷出的气体密度更小 解析 设原来的总质量为 M 喷出的气体质量为 m 速度是 v 剩余的质量 M m 的速 度是 v 由动量守恒得出 M m v mv 得 v 由上式可知 m 越大 v 越大 mv M m v 越大 6 一气球由地面匀速上升 当气球下的吊梯上站着的人沿着梯子上爬时 下列说法正 确的是 AC 用心 爱心 专心2 A 气球可能匀速上升 B 气球不可能相对地面静止 C 气球可能下降 D 气球运动速度不发生变化 解析 只要满足人与气球的动量之和等于气球原来的动量 A C 选项的情况均有可能 发生 7 某人站在静浮于水面的船上 从某时刻开始人从船头走向船尾 设水的阻力不计 那么在这段时间内人和船的运动情况是 AD A 人匀速走动 船则匀速后退 且两者的速度大小与他们的质量成反比 B 人匀加速走动 船则匀加速后退 且两者的速度大小一定相等 C 不管人如何走动 在任意时刻两者的速度总是方向相反 大小与他们的质量成正 比 D 人走到船尾不再走动 船则停下 解析 人和船组成的系统动量守恒 总动量为 0 不管人如何走动 在任意时刻两者的 动量大小相等 方向相反 且两者的速度大小与他们的质量成反比 若人停止运动则船也停 止运动 8 一个运动员在地面上跳远 最远可跳 l 如果他立在船头 船头离河岸距离为 l 船 面与河岸表面平齐 他若从船头向岸上跳 下列说法正确的是 AD A 他不可能跳到岸上 B 他有可能跳到岸上 C 他先从船头跑到船尾 再返身跑回船头起跳 就可以跳到岸上 D 采用 C 中的方法也无法跳到岸上 解析 立定跳远相当于斜抛运动 在地面上跳时 能跳 l 的距离 水平分速度为 vx 在船 上跳时 设人相当于船的水平速度为 vx 船对地的速度为 v2 则人相对于地的速度为 v1 vx v2 由于人和船系统动量守恒 因此 mv1 Mv2 所以人在船上跳时 人相对船的水 平速度也为 vx 但人相对于地的水平速度为 v1 vx v2 vx 故人不可能跳上岸来 9 小车 AB 静置于光滑的水平面上 A 端固定一个轻质弹簧 B 端粘有橡皮泥 AB 车 的质量为 M 长为 L 质量为 m 的木块 C 放在小车上 用细绳连接于小车的 A 端并使弹簧 压缩 开始时 AB 与 C 都处于静止状态 如图 16 5 1 所示 当突然烧断细绳 弹簧被释 放 使物体 C 离开弹簧向 B 端冲去 并跟 B 端橡皮泥黏在一起 以下说法中正确的是 BC 图 16 5 1 A 如果 AB 车内表面光滑 整个系统任何时刻机械能都守恒 B 整个系统任何时刻动量都守恒 C 当木块对地运动速度大小为 v 时 小车对地运动速度大小为v m M D AB 车向左运动最大位移大于L m M 解析 AB 与 C 这一系统合外力为零 系统在整个过程动量守恒 但粘接过程有机械能 损失 Mv mv 0 同时该系统属于人船模型 Md m L d 所以车向左的位移应等于 d mL M m 三 非选择题 10 课外科技小组制作一只 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 4 m3 s 喷出速度保持为对地 10 m s 启动前火箭总质量为 1 4 kg 则启动 2 s 末火箭的速度可以达到多少 已知火箭沿水平轨道运动阻力不计 水的密度是 用心 爱心 专心3 1 0 103 kg m3 解 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 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 Qt v Qtv 代入数据解得火箭启动后 2 s 末的速度为 v m s 4 m s Qtv M Qt 103 2 10 4 2 10 1 4 103 2 10 4 2 11 两质量均为 M 的冰船 A B 静止在光滑冰面上 轴线在一条直线上 船头相对 质量为 m 的小孩从 A 船跳入 B 船 又立刻跳回 则 A B 两船最后的速度之比是多少 解 根据动量守恒定律有 0 M m vA MvB 解得 vA vB M M m 12 一炮弹质量为 m 以一定的倾角斜向上发射 到达最高点时速度为 v 炮弹在最高 点爆炸成两块 其中一块沿原轨道返回 质量为 求 m 2 1 另一块爆炸后瞬时的速度大小 2 爆炸过程系统增加的机械能 解 1 爆炸后沿原轨道返回 则该炸弹速度大小为 v 方向与原速度方向相反 爆炸过程动量守恒 mv v v1 m 2 m 2 解得 v1 3v 2 爆炸过程重力势能没有改变 爆炸前系统总动能 Ek mv2 1 2 爆炸后系统总动能 Ek v2 3v 2 2 5mv2 1 2 m 2 1 2 m 2 所以系统增加的机械能为 E 2mv2 13 如图 16 5 2 所示 在光滑的水平地面上有一辆平板车 车的两端分别站着人 A 和 B A 的质量为 mA B 的质量为 mB mA mB 最初人和车都处于静止状态 现在 两 人同时由静止开始相向而行 A 和 B 对地面的速度大小相等 则车 D 图 16 5 2 A 静止不动 B 左右往返运动 C 向右运动 D 向左运动 解析 两人与车为一系统 水平方向不受力 竖直方向合外力为零 所以系统在整个过 程中动量守恒 开始总动量为零 运动时 A 和 B 对地面的速度大小相等 mA mB 所以 AB 的合动量向右 要想使人车系统合动量为零 则车的动量必向左 即车向左运动 14 双选 如图 16 5 3 所示 质量为 m 的小球从光滑的半径为 R 的半圆槽顶部 A 由静止滑下 设槽与桌面无摩擦 则 BC 用心 爱心 专心4 图 16 5 3 A 小球不可能滑到右边最高点 B B 小球到达槽底的动能小于 mgR C 小球升到最大高度时 槽速度为零 D 若球与槽有摩擦 则系统水平动量不守恒 15 某宇航员在太空站内做了如下实验 选取两个质量分别为 mA 0 1 kg mB 0 2 kg 的小球 A B 和一根轻质短弹簧 弹簧的一端与小球 A 粘连 另一端与小球 B 接触而不粘 连 现使小球 A 和 B 之间夹着被压缩的轻质弹簧 处于锁定状态 一起以速度 v0 0 1 m s 做匀速直线运动 如图 16 5 4 所示 过一段时间 突然解除锁定 解除锁定没有机械能 损失 两球仍沿原直线运动 从弹簧与小球 B 刚刚分离开始计时 经时间 t 3 0 s 两球 之间的距离增加了 s 2 7 m 求弹簧被锁定时的