2019-2020学年高中物理 第16章 动量守恒定律 5 反冲运动 火箭提能训练（含解析）新人教版选修3-5

反冲运动 火箭基础达标1(2018厦门名校月考)下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲原理的是()a喷灌装置的自动旋转b章鱼在水中前行和转向 c运载火箭发射过程d码头边轮胎的保护作用【答案】d解析：喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故属于反冲运动，故a错误；章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用，故b错误；火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力，利用了反冲运动，故c错误；码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用了反冲作用，故d正确2(2018长春名校月考)一人静止于光滑的水平冰面上，现欲向前运动，下列哪种方法是可行的()a向后踢腿b手臂向后甩c在冰面上滚动d向后水平抛出随身物品【答案】d解析：以人的整体作为研究对象，向后踢腿或手臂向后甩，人整体的总动量为0，不会运动起来，故a、b错误；因为是完全光滑的水平冰面，没有摩擦力，人是滚不了的，故c错误；把人和人的随身物品视为一整体，这个整体动量为0，人给随身物品一个向后的速度，动量总量不变，所以人也可以有一个反向的速度，可以向前运动，故d正确3乌贼靠水管喷水反冲运动，可以获得所需要的速度假设原先静止的乌贼在瞬间喷出的水的质量占乌贼喷水前总质量的，喷水后乌贼的速度达12 m/s，则喷出的水的速度为()a96 m/sb108 m/sc12 m/sd84 m/s【答案】a解析：设整体的质量为m，水的方向为正方向，由动量守恒定律可知mv1mv20.解得：v18v2812 m/s96 m/s.故选a4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(s4图中未全画出)要使小车向前运动，可采用的方法是()a打开阀门s1b打开阀门s2c打开阀门s3d打开阀门s4【答案】b解析：据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为0，由0m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5如图所示，小车开始静止于光滑的水平面上，一个小滑块由静止从小车右端高h处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动，滑块能到达左端的最大高度h()a大于hb小于hc等于hd停在中点与小车一起向左运动【答案】c解析：由动量守恒定律可知，当滑块运动到左端的最大高度时滑块和车速度为零，由于水平面和圆弧面光滑，系统的机械能守恒，所以滑块到达左端的最大高度h等于h.6质量为m的人，原来静止在乙船上，甲、乙两船质量均为m，开始时都静止，人先跳到甲船，立即再跳回乙船，这时两船速度之比为v甲v乙等于()a11bmmc(mm)mdm(mm)【答案】c解析：对人及甲、乙两船，由动量守恒定律得：mv甲(mm)v乙0，即v甲v乙(mm)m.7如图所示，一个倾角为的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为m，顶端高度为h.今有一质量为m的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是()abcd【答案】c解析：此题属“人船模型”问题，m与m组成的系统在水平方向上动量守恒，设m在水平方向上对地位移为x1，m在水平方向上对地位移为x2，因此0mx1mx2，且x1x2hcot ，得x2，选c8一同学在地面上立定跳远的最好成绩是x(m)，假设他站在车的a端，如图所示，想要跳上距离为l(m)远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则()a只要lx，他一定能跳上站台b只有lx，他才可能跳上站台c只要lx，他一定能跳上站台d只要lx，他有可能跳上站台【答案】b解析：人起跳的同时，小车要做反冲运动，所以人跳的距离小于x，故l0时，气球可匀速上升；当v20时，气球静止；当v20时，气球下降所以，选项a、b、c均正确要使气球运动速度不变，则人的速度仍为v0，即人不上爬，显然不对，d选项不正确能力提升10(2018湖北名校月考)如图，两物块ab紧挷在一起，中间夹有火药，ab的总质量为2m，它们沿光滑水平面以速度v0向右运动，与前方质量为2m的物体c发生弹性碰撞，之后某时刻火药爆炸，爆炸完成后，a、b、c三物块速度大小相等，不计火药质量和爆炸产生气体质量，求爆炸使系统增加的机械能【答案】mv解析：因为ab质量与c质量相同，且发生弹性碰撞，所以速度交换，即vab0，vcv0火药爆炸前ab速度为0，爆炸后ab速度大小相等、方向相反，由反冲现象知识可知a、b质量相等，即mambm所以系统因爆炸而增加的机械能为e2mvmv.11如图所示，物体a和b质量分别为m2和m1，其水平直角边长分别为a和b.设a、b之间以及b与水平地面均无摩擦，当a由b顶端从静止开始滑到b的底端时，b的水平位移是多少？【答案】解析：设下滑过程中a相对于b的水平平均速度为，b对地的平均速度为，对a和b组成的系统，水平方向的动量守恒，则0m1m2()，解得.两边同乘以下滑时间t，得sb.12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2104 m3/s，喷出速度保持为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 103 kg/m3)【答案】4 m/s解析：“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(mqt)vqtv，火箭启动后2 s末的速度为v m/s4 m/s.13如图所示，一只质量为m的玩具青蛙，蹲在质量为m的小车的细杆上，小车停放在光滑水平桌面上，若车长为l，细杆高为h，且细杆固定在小车的中点求玩具青蛙最小应以多大的相对于地面的水平速度v跳出才能落到桌面上？【答案】 解析