2020高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 动量守恒定律的应用（反冲）习题（提高篇）教科版选修3-5

2020高中物理 第一章 碰撞与动量守恒 动量守恒定律的应用（反冲）习题（提高篇）教科版选修3-5

动量守恒定律的应用（反冲）(提高篇)‎ 一、选择题 ‎1．航天飞机利用喷出的气体进行加速，是利用了高速气体的哪种作用？（ ）．‎ ‎ A．产生的浮力 B．向外的喷力 c．反冲作用 D．热作用 ‎2．竖直发射的火箭质量为6×‎103 kg．已知每秒钟喷出气体的质量为‎200 kg．若要使火箭最初能得到20. ‎2 m／s。的向上加速度，则喷出气体的速度应为（ ）．‎ ‎ A．700 rn／s B．‎800 m／s C．‎900 m／s D．‎1000 m／s ‎3．质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为s的地面上，如图所示．若再次以相同力压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则四球的落地点距桌边（ ）．‎ ‎　　　　　　‎ ‎ A． B． C．s D．‎ ‎4．质量m=‎100 kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲=‎40 kg，m乙=‎60 kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸‎3 m／s的速度跃入水中，如图所示，则小船的运动速率和方向为（ ）．‎ ‎　　　　　　‎ ‎ A．‎0.6 m／s，向左 B．‎3 m／s，向左 C．‎0.6 m／s，向右 D．‎3 m／s，向右 ‎5．质量为m，半径为R的小球，放在半径为2R，质量为‎2m．的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上，当小球从图所示位置无初速地沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离为（ ）．‎ ‎　　　　　　‎ ‎ A． B． C． D．‎ ‎6．一个质量为M的平板车静止在光滑的水平面上，在平板车的车头与车尾站着甲、乙两人，质量分别为m1和m2，当两人相向而行时（ ）．‎ A．当m1＞m2时，车子与甲运动方向一致 5‎ B．当v1＞v2时，车子与甲运动方向一致 C．当m1v1＝m2v2时，车子静止不动 D．当m1v1＞m2v2时，车子运动方向与乙运动方向一致 ‎7．穿着溜冰鞋的人，站在光滑的冰面上，沿水平方向举枪射击．设第一次射出子弹后，人后退的速度为v，则（ ）．‎ A．无论射出多少颗子弹，人后退的速度为v保持不变 B．射出n颗子弹后，人后退的速度为nv C．射出n颗子弹后，人后退的速度大于nv D．射出n颗子弹后，人后退的速度小于nv ‎8．一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向上爬时，下列说法不正确的是（ ）．‎ A．气球可能匀速上升 B．气球可能相对地面静止 C．气球可能下降 D．气球运动速度不发生变化 ‎9．一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向射出一物体P，不计空气阻力，则（ ）．‎ A．火箭一定离开原来轨道运动 B．P一定离开原来轨道运动 C．火箭运动半径可能不变 D．P运动半径一定减小 ‎10．如图所示，质量为M的密闭汽缸置于光滑水平面上，缸内有一隔板P，隔板右边是真空，隔板左边是质量为m的高压气体，若将隔板突然抽去，则汽缸的运动情况是（ ）．‎ ‎　　　　‎ A．保持静止不动 B．向左移动一定距离后恢复静止 C．最终向左做匀速直线运动 D．先向左移动，后向右移动回到原来位置 二、填空题 ‎11．如图所示，质量为m，长为a的汽车由静止开始从质量为M、长为b的平板车一端行至另一端时，汽车发生的位移大小为________，平板车发生的位移大小为________．（水平地面光滑）‎ ‎ 　　 ‎ ‎12．小车静置在光滑水平面上，站在车上的人练习打靶，靶装在车上的另一端，如图所示（小圆点表示枪口）．已知车、人、枪和靶的总质量为M（不含子弹），每颗子弹质量为m，共n发．打靶时，每发子弹打入靶中，就留在靶里，且待前一发打入靶中后，再打下一发．若枪口到靶的距离为d，待打完n发子弹后，小车移动的距离为________．‎ 5‎ ‎　　　　　　‎ 三、解答题 ‎13．如图所示，一玩具车携带若干质量为m1的弹丸，车和弹丸的总质量为m2，在半径为尺的水平光滑轨道上以速率v0做匀速圆周运动，若小车每转一周便沿运动方向相对地面以恒定速度u发射一枚弹丸．求：‎ ‎　　　　　　‎ ‎ （1）至少发射多少颗弹丸后小车开始反向运动？‎ ‎ （2）写出小车反向运动前发射相邻两枚弹丸的时间间隔的表达式．‎ ‎14．课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使水火箭运动，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‎103 kg／m3）‎ ‎15．如图所示，一质量为m的玩具蛙蹲在质量为M的小车的细杆上，小车放在光滑的水平面上，若车长为L，细杆高为h且位于小车的中央，试问玩具蛙对地最小以多大的水平速度跳出才能落到地面上？‎ ‎　　　　‎ ‎【答案与解析】‎ 一、选择题 ‎1．【答案】C ‎2．【答案】C ‎ ‎【解析】动量守恒，即每秒喷出气体的动量等于火箭每秒增加的动量，即m气v气=m箭v箭，由动量定理得火箭获得的动力，又F－m箭g=m箭a，得v气=‎900 m／s．‎ ‎3．【答案】D ‎ 5‎ ‎【解析】挡板挡住A球时，弹簧的弹性势能全部转化为B球的动能，有，挡板撤走后，弹性势能两球平分，则有，由以上两式解得，D对．‎ ‎4．【答案】A ‎ ‎5．【答案】B ‎ ‎6．【答案】CD　‎ ‎【解析】车子向哪一个方向运动，取决于甲、乙两人的动量大小关系，根据动量守恒定律可知选项C、D正确．‎ ‎7．【答案】C　‎ ‎【解析】设人、枪(包括子弹)的总质量为M，每颗子弹质量为m，子弹出射速度为v0.‎ 由已知有0＝(M－m)v－mv0.设射出n颗后，后退速度为v′.则有(M－nm)v′＝nmv0.由以上分析有，．‎ 因M－m＞M－nm，所以有v′＞nv，选项C正确．‎ ‎8．【答案】D　‎ ‎【解析】系统满足动量守恒：(M＋m)v0＝Mv1＋mv2，当人沿梯子向上爬时，v1可能为零，可能为正，也可能为负，则只有D的说法不正确．‎ ‎9．【答案】A　‎ ‎【解析】火箭射出物体P后，由反冲原理知火箭速度变大，所需向心力变大，从而做离心运动离开原来轨道，半径增大．P的速率可能减小、可能不变、可能增大，运动也存在多种可能性，所以A对，B、C、D错．‎ ‎10．【答案】B　‎ ‎【解析】突然撤去隔板，气体向右运动，汽缸做反冲运动，当气体充满整个汽缸时，它们之间的作用结束．由动量守恒定律可知，开始时系统的总动量为零，结束时总动量必为零，汽缸和气体都将停止运动，故B正确．‎ 二、填空题 ‎11．【答案】 ‎ ‎12．【答案】‎ 三、解答题 ‎13．【答案】见解析 ‎【解析】（1）由动量守恒定律得发射了n颗弹丸后小车的速度为，小车开始反向时，vn=0，所以．‎ ‎（2）由动量守恒定律得，小车向前发射第k颗子弹后小车的速度，则时间间隔 5‎ 且．‎ ‎14．【答案】见解析 ‎【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 ‎(M－Qt)v＇=Qtv，‎ 火箭启动后2 s末的速度为 ‎．‎ ‎15．【答案】‎ ‎【解析】蛙和车组成的系统水平方向动量守恒，则 Mv′－mv＝0　　　　　　　　　　　　　　①‎ 蛙下落时间 ②‎ 若蛙恰好落地，则有 ③‎ 解①②③得：．‎ 5‎