2020版高中物理 16.5 反冲运动 火箭知能巩固提升 新人教版选修3-5

2020版高中物理 16.5 反冲运动 火箭知能巩固提升 新人教版选修3-5

‎2020版高中物理 16.5 反冲运动 火箭知能巩固提升 新人教版选修3-5 ‎ ‎【课堂训练】‎ ‎1.下列不属于反冲运动的是( )‎ A.喷气式飞机的运动 B.直升飞机的运动 C.火箭的运动 D.反击式水轮机的运动 ‎2.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，空气的反作用力推动火箭 B.火箭发动机用力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 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.火箭燃料燃烧放热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭 ‎3.(2020·庆阳高二检测)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 ‎4.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(图中未画出),要使小车向前运动,可采用的方法是( ) A.打开阀门S1 B.打开阀门S2‎ C.打开阀门S3 D.打开阀门S4‎ ‎5．(2020·淄博高二检 测)某小组在探究反冲运动时，将质量为m1的一个小液化瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化瓶向外喷射气体作为船的动力.现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化瓶后向外喷射气体的对地速度为v1,如果在某段时间内向后喷射的气体的质量为Δm，忽略水的阻力，求喷射出质量为Δm的液体后小船的速度是多少？‎ ‎【课后巩固】‎ ‎6.一人静止于完全光滑的冰面上，现欲离开冰面，下列可行的方法是( )‎ A.向后踢腿 B.手臂向上摆 C.在冰面上滚动 D.脱下外衣水平抛出 ‎7.一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 ‎8.(2020·重庆高考)质量为m的人站在质量为‎2m的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比.当车速为v0时，人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下.跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则能正确表示车运动的v-t图象为( )‎ ‎9.如图所示,装有炮弹的火炮总质量为m1,炮弹的质量为m2,炮弹射出炮口时对地的速率为v0,若炮管与水平地面的夹角为θ,则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)( )‎ ‎10.(2020·吕梁高二检测)如图所示，半径为R的光滑圆槽质量为M，静止在光滑水平面上，其内表面有一质量为m的小球被细线吊着位于槽的边缘处，如将线烧断，小球滑行到最低点向右运动时，圆槽的速度为( )‎ A.0 B.，向左 C.，向右 D.不能确定 ‎11.如图所示,物体A和B质量分别为m1和m2,其图示直角边长分别为a和b.设B与水平地面无摩擦,当A由顶端O从静止开始滑到B的底端时,B的水平位移是多少?‎ ‎12.(2020·衡水高二检测)在太空中有一枚质量为M、相对于太空站静止的火箭，突然喷出质量为m的气体，喷出的速度为v0(相对于太空站)，紧接着再喷出质量也为m的另一部分气体，此后火箭获得的速度为v(相对太空站)，求火箭第二次喷射的气体的速度多大(相对于太空站)？‎ 答案解析 ‎1.【解析】选B.反冲现象是一个物体分裂成两部分，两部分朝相反的方向运动，直升飞机的运动不是反冲现象，故选B.‎ ‎2.【解析】选B.本题考查了火箭的工作原理，要注意与火箭发生相互作用的是火箭喷出的燃气，而不是外界的空气.火箭的工作原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时使火箭获得反冲速度，故正确答案为选项B.‎ ‎3.【解析】选A、B、C.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.‎ ‎4.【解析】选B.根据水和车组成的系统动量守恒,原来系统动量为零,由0=‎ m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,选项B正确.‎ ‎5．【解析】由动量守恒定律得：‎ ‎0=(m1+m2-Δm)v船-Δmv1‎ 解得：v船＝‎ 答案:‎ ‎6.【解析】选D.A、B两项人与外界无作用，不可行；C项，冰面光滑，人无法滚动，不可行；由动量守恒定律知,抛出物体获得反冲速度就能到达岸边，D选项正确.‎ ‎7.【解析】选A.火箭射出物体P后,由反冲运动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,A项对，C项错；P的速率可能减小,可能不变,可能增大,运动状态也存在多种可能性,所以B、D错.‎ ‎【变式备选】一航天探测器完成对月球的探测后，离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行，先加速运动后匀速运动.探测器通过喷气而获得动力，以下关于喷气方向的说法正确的是( )‎ A.探测器加速运动时，向后喷射 B.探测器加速运动时，竖直向下喷射 C.探测器匀速运动时，竖直向下喷射 D.探测器匀速运动时，不需要喷射 ‎【解析】选C.航天器通过反冲运动获得动力，可以根据探测器的运动状态结合牛顿第二定律判断合力的情况，由喷气方向可以判断推动力的方向.航天探测器做加速直线运动时，合力应当与运动方向相同，喷气方向应当是向下偏后方向喷射；航天器做匀速直线运动时，合力为零，由于受到月球万有引力的作用，航天器必然要朝竖直向下的方向喷射，来平衡万有引力，不可能不喷气.故只有选项C正确.‎ ‎8.【解题指南】跳车瞬间动量守恒，确定正方向，根据动量的矢量性列出动量守恒方程，求出人跳下小车后小车的瞬时速度即可 ‎【解析】选B.跳车瞬间相互作用的内力远大于地面的摩擦阻力，所以，跳车瞬间动量守恒，设人跳下小车后小车的瞬时速度为v，根据动量守恒定律有3mv0=2mv-mv0，所以v=2v0，因此选项B正确.‎ ‎【变式备选】(2020·苏州高二检测)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 ‎【解析】选C.设人、枪(包括子弹)的总质量为M，每颗子弹的质量为m，子弹射出速度为v0，由动量守恒定律得：0=(M-m)v-mv0，设射出n颗子弹后，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，故选项C正确.‎ ‎9.【解析】选C.炮弹和火炮组成的系统水平方向动量守恒,0=m2v0cosθ-(m1-m2)v，得v=,故选项C正确.‎ ‎10.【解析】选B.以水平向右为正方向，设在最低点时m和M的速度大小分别为v和v′，根据动量守恒定律得：0=mv-Mv′，根据机械能守恒定律列方程得：mgR=mv2+Mv′2，联立以上两式解得，向左，故选项B正确.‎ ‎【总结提升】动量与能量的综合问题的求解技巧 ‎(1)发生相互作用的物体间除了物体的动量发生变化外,同时也常常伴随着能量的转化或转移,这类问题综合性强,灵活性大,历来是高考的热点和难点.处理这类问题,关键是区分物体相互作用的情况,分清物体的运动过程,寻找各相邻运动过程的联系,弄清各物理过程所遵循的规律.‎ ‎(2)动量守恒定律和能量守恒定律,它们研究的是物体系统,在力学中解题时必须注意动量守恒的条件及机械能守恒的条件.在应用这两个规律时,当确定了研究的对象及运动状态变化的过程后,可根据问题的已知条件和要求解的未知量,选择研究的两个状态列方程求解.‎ ‎(3)对于弹性碰撞的物体,其作用过程中系统机械能守恒,动量守恒;对于非弹性碰撞来说,系统的动量守恒但机械能不守恒,系统损失的机械能等于转化的内能或弹性势能;反冲作用情况下,系统的总动能一般会增加.‎ ‎11.【解题指南】解答本题注意以下两点：‎ ‎(1)“B与水平地面无摩擦”说明A、B组成的系统水平方向受合力为零,系统满足动量守恒.‎ ‎(2)明确A由顶端滑向底端时,物体A、B在水平方向上位移之间的关系.‎ ‎【解析】A、B组成的系统在相互作用过程中水平方向动量守恒,则m2s-m1(b-a-s)=0，‎ 解得:.‎ 答案: ‎ ‎12.【解析】规定v0的方向为正，由动量守恒定律得：‎ 第一次喷气后：0=mv0-(M-m)v1，‎ 第二次喷气后：-(M-m)v1=mv2-(M‎-2m)v，‎ 解得：v2=(-2)v-v0.‎ 答案:(-2)v-v0‎