2019-2020学年高中物理 第16章 动量守恒定律 课时作业5 反冲运动、火箭（含解析）新人教版选修3-5

反冲运动、火箭一、选择题(10、11题为多选，其余为单选)1(2019春建瓯市校级月考)下列不属于反冲运动的是()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根据反冲运动的定义：指系统在内力作用下，当一部分向某一方向的动量发生变化时，剩余部分沿相反方向的动量发生同样大小变化的运动现象喷气式飞机向后喷气，火箭向后喷气，反击式水轮机将水向后排出，故a、c、d三项都属于反冲运动；自由落体运动是单一质点的直线运动，没有向后的一部分，故自由落体运动不是反冲运动，故b项正确答案b2(2018秋林州市月考)运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是()a燃料推动空气，空气反作用力推动火箭b火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭c火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭d火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭解析由于反冲运动的作用，火箭燃料燃烧产生的气体给火箭一个反作用力使火箭加速运动，这个反作用力并不是空气给的，故a、b、c三项错误，d项正确答案d3.装有炮弹的大炮总质量为m，炮弹的质量为m，炮筒水平放置，炮弹水平射出时相对炮口的速度为v0，则炮车后退的速度大小为()a.v0 b.c. dv0解析设炮车后退速度大小为v1，则炮弹对地的水平速度大小为(v0v1)，根据动量守恒定律，(mm)v1m(v0v1)，所以v1v0，故选a项答案a4.如图所示为一空间探测器的示意图，p1、p2、p3、p4是四个喷气发动机，p1、p3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，p2、p4的连线与y轴平行每台发动机开动时都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动开始时，探测器以恒定的速率v0向正x方向平动要使探测器改为向正x偏负y 60的方向以原来的速率v0平动，则可()a先开动p1适当时间，再开动p4适当时间b先开动p3适当时间，再开动p2适当时间c开动p4适当时间d先开动p3适当时间，再开动p4适当时间解析先开p1，反冲作用使正x方向上的速度减小，再开p4，反冲作用使负y方向速度增加，合运动能符合要求，a项正确；同理分析b、c、d三项错误答案a5.(2019茂名二模)如图所示，一斜面体静止在光滑的水平面上，斜面倾角为，高为h.现将小物块a轻轻放在光滑斜面的顶端，则小物块沿斜面下滑的过程中()a斜面对地面的压力小于小物块与斜面体重力之和b小物块滑到斜面底端的速度为c斜面与小物块组成的系统动量守恒d斜面对小物块的作用力垂直于接触面，做功为零解析小物块加速下滑，有竖直向下的分加速度，系统处于失重状态，则斜面对地面的压力小于小物块与斜面体重力之和，故a项正确；若斜面静止不动，对小物块，由机械能守恒定律得 mghmv2，可得，小物块滑到斜面底端的速度 v.现在小物块在下滑的过程中，斜面向右运动，获得动能，根据系统的机械能守恒知小物块滑到斜面底端的速度小于，故b项错误；系统竖直方向的合力不为零，水平方向不受外力，则系统的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故c项错误；斜面对小物块的作用力垂直于接触面，由于小物块沿斜面下滑的过程中，小物块对斜面有压力，所以斜面要向右运动，所以斜面对小物块的作用力与物块相对于地的位移方向不垂直，所以斜面对小物块的作用力要做功，故d项错误故选a项答案a6平静的水面上停着一只小船，船头站立着一个人，船的质量是人的质量的8倍从某时刻起，这个人向船尾走去，走到船中部他突然停止走动水对船的阻力忽略不计下列说法中正确的是()a人走动时，他相对于水面的速度和小船相对于水面的速度大小相等、方向相反b他突然停止走动后，船由于惯性还会继续走动一小段时间c人在船上走动过程中，人对水面的位移是船对水面的位移的9倍d人在船上走动过程中，人的动能是船的动能的8倍解析人船系统动量守恒，总动量始终为零，因此人、船动量等大，速度与质量成反比，a项错误；人“突然停止走动”是指人和船相对静止，设这时人、船的速度为v，则(mm)v0，所以v0，说明船的速度立即变为零，b项错误；人和船系统动量守恒，速度和质量成反比，因此人的位移是船的位移的8倍，c项错误；由动能、动量关系ek，人在船上走动过程中人的动能是船的动能的8倍，d项正确答案d7.某人在一只静止的小车上练习打靶，已知车、人、枪(不包括子弹)及靶的总质量为m，枪内装有n颗子弹，每颗子弹的质量均为m，枪口到靶的距离为l，子弹水平射出枪口相对于地的速度为v，在发射后一颗子弹时，前一颗子弹已嵌入靶中，求发射完n颗子弹时，车后退的距离为()a.l b.lc.l d.l解析由题意知系统动量守恒，前一发击中靶后，再打下一发，说明发射后一颗子弹时，车已经停止运动每发射一颗子弹，车后退一段距离每发射一颗子弹时，子弹动量为mv，由动量守恒定律，有0mvm(n1)mv设每发射一颗子弹车后退x，则子弹相对于地面运动的距离是(lx)，m()m(n1)m解得x，则打完n发后车共后退s.答案c8.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长l.已知他自身的质量为m，则渔船的质量为()a. b.c. d.解析设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v，人从船尾走到船头所用时间为t，取船的速度为正方向则v，v，根据动量守恒定律得：mvmv0，解得，船的质量：m，故选b.答案b9.如图所示，设质量为m的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块的运动()a一定沿v0的方向飞去b一定沿v0的反方向飞去c可能做自由落体运动d以上说法都不对解析根据动量守恒得v，mv可能大于、小于或等于mv0，所以v可能小于、大于或等于零答案c10(2019张店区校级模拟)为完成某种空间探测任务，需要在太空站上发射空间探测器，探测器通过向后喷气而获得反冲力使其加速已知探测器的质量为m，每秒钟喷出的气体质量为m，喷射气体的功率恒为p，不计喷气后探测器的质量变化则()a喷出气体的速度为b喷出气体的速度为c喷气t秒后探测器获得的动能为d喷气t秒后探测器获得的动能为解析由动能定理可知：ptmv2，其中t1 s，解得v，故a项错误，b项正确；喷气过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知：0mv1mtv，则有：mtv，则有：mt，解得ek，故c项正确，d项错误答案bc11(2018大庆一模)质量为1 kg的小球以初速度v0与水平方向成53角斜向上抛出，水平方向受到一恒力作用，当其运动到最高点时，速度大小仍然是v0，(忽略其他阻力，取重力加速度g10 m/s2，sin530.8，cos530.6)则恒力的大小可能为()a5 n b10 nc15 n d20 n解析当水平恒力与水平初速度方向相同时，小球水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做匀减速运动，则：竖直方向有0v0sin53gt，水平方向有v0v0cos53t，联立解得f5 n；当水平恒力与水平初速度方向相反时，小球水平方向做匀减速直线运动，竖直方向做匀减速运动，则：竖直方向有0v0sin53gt，水平方向有v0v0cos53t，联立解得f20 n.答案ad二、非选择题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103 kg/m3)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答案4 m/s13如图所示，一辆质量m3 kg的小车a静止在光滑的水平面上，小车上有一质量m1 kg的光滑小球b，将一轻质弹簧压缩并锁定，此时弹簧的弹性势能为ep6 j，小球与小车右壁距离为l，解除锁定，小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住，求：(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小；(2)在整个过程中，小车移动的距离解析(1)水平面光滑，由小车、弹簧和小球组成的系统在从弹簧解锁到小球脱离弹簧的过程中，满足动量守恒和能量守恒，即：mv1mv20，mv12mv22ep，联立两式并代入数据解得：v13 m/s，v21 m/s.(2)在整个过程中，系统动量守恒，所以有mm，x1x2l，解得：x2.答案(1)3 m/s1 m/s(2)14以初速度v0与水平方向成60角斜向上抛出的手榴弹，到达最高点时炸成质量分别为m和2m的两块其中质量大的一块沿着原来的方向以2v0的速度飞行求：(1)质量较小的另一块弹片速度的大小和方向(2)爆炸过程有多少化学能转化为弹片的动能？解析(1)斜抛的手榴弹在水平方向上