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高中物理 第十六章 动量守恒定律 第5节 反冲运动 火箭学案 新人教版选修3-5.doc

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B.直升机的运动 C.火箭的运动 D.反击式水轮机的运动

解析:选ACD 选项A、C、D中,三者都是自身的一部分向一方向运动,而剩余部分向反方向运动,而直升机是靠外界空气的反作用力作为动力,所以A、C、D对,B错。

2.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:选D 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(M+m)v=0,所以v=0,说明船的速度立即变为零,B错误;人和船系统动量守恒,速度和

p21

质量成反比,因此人的位移是船的位移的8倍,C错误;动能、动量关系Ek=∝,人在

2mm船上走动过程中人的动能是船的动能的8倍,D正确。

3.(多选)采取下列措施有利于增大喷气式飞机的飞行速度的是( ) A.使喷出的气体速度更大 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:选AC 把喷气式飞机和喷出的气体看成系统,设原来总质量为M,喷出的气体质量为m,速度是v,剩余质量(M-m)的速度为v′,规定飞机的速度方向为正方向,由动量守恒得mv-(M-m)v′=0,v′=

mv。故A、C正确。 M-m4.(多选)一人从泊在码头边的船上往岸上跳,若该船的缆绳并没拴在码头上,则下列说法中正确的有( )

A.船越轻小,人越难跳上岸

B.人跳跃时相对船速度大于相对地速度 C.船越重越大,人越难跳上岸 D.人跳时相对船速度等于相对地速度

解析:选AB 人尽力往岸上跳时,人做的功是确定的,且全部转化成了人与船的动能。

p2p2

设船的质量为m1,人的质量为m2,跳后人与船的动量大小均为p,则Ek人=,Ek船=,

2m22m1

因Ek人+Ek船为定值,故m1越小,p越小,故A对;人、船相对运动,因此说人跳跃时相对船速度大于相对地速度,故B正确。

- - - - - - - - - - - - - -[课堂小结]- - - - - - - - - - - - - - -

[课时跟踪检测五]

一、单项选择题

1.静止的实验火箭,总质量为M,当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后,火箭的速度为( )

A.C.Δmv0

M-ΔmΔmv0

B.-

Δmv0

M-ΔmMΔmv0

D.-

M解析:选B 火箭与高温气体的运动属于反冲运动,遵循动量守恒定律,设火箭对地的速度为v,则有:0=(M-Δm)v+Δmv0,所以v=-

Δmv0

,故B正确。 M-Δm2.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.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭

B.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 C.火箭吸入空气,然后向后推出,空气对火箭的反作用力推动火箭 D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭

解析:选B 火箭的工作原理是反冲运动,火箭燃料燃烧产生的高温高压气体从尾部迅速喷出时,使火箭获得反冲速度,故正确选项为B。

3.一装有柴油的船静止于水平面上,船前舱进了水,堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱,如图所示。不计水的阻力,船的运动情况是( )

A.向前运动 C.静止

B.向后运动 D.无法判断

解析:选A 虽然抽油的过程属于船与油的内力作用,但油的质量发生了转移,从前舱转到了后舱,相当于人从船的一头走到另一头的过程。故A正确。

4.(福建高考)如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0

向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )

A.v0+v C.v0+(v0+v)

mMmM B.v0-v D.v0+(v0-v)

mMmM解析:选C 人在跃出的过程中船和人组成的系统水平方向动量守恒,规定向右为正方向,(M+m)v0=Mv′-mv,解得v′=v0+(v+v0),C项正确。

5.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:选C 根据动量守恒得Mv0=mv+(M-m)v′,解得v′=小于或等于Mv0,所以v′可能小于、大于或等于零,C正确。

6.一质量为M的航天器,正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v1,加速后航天器的速度大小v2,则喷出气体的质量m为( )

A

mMMv0-mv。mv可能大于、M-mv2-v0

M v1v2-v0

M v2+v1

B. D.

M v2+v1v2-v0

M v2-v1

v2

C.

解析:选C 规定航天器的速度方向为正方向,由动量守恒定律可得:Mv0=(M-m)v2

-mv1,解得m=

v2-v0

M,故选C。 v2+v1

7.一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,向后喷气 B.探测器加速运动时,竖直向下喷气

C.探测器匀速运动时,竖直向下喷气 D.探测器匀速运动时,不需要喷气

解析:选C 探测器由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行加速运动时,加速度的方向沿运动的直线方向,即合力的方向沿运动的直线方向,而探测器受到月球的万有引力方向竖直向下,所以,反冲力方向与运动的直线成一角度斜向上,则喷气方向与运动的直线成一角度斜向下,A、B错误;探测器匀速运动,即所受合力为零,探测器受到的月球的万有引力竖直向下,则受到的喷出气体的反冲力竖直向上,因此,探测器竖直向下喷气,C正确,D错误。

二、多项选择题

8.一只青蛙,蹲在置于水平地面上的长木板一端,并沿板的方向朝另一端跳,在下列情况下,青蛙一定不能跳过长木板的是( )

A.木板的上表面光滑而底面粗糙 B.木板的上表面粗糙而底面光滑 C.木板上、下两表面都粗糙 D.木板上、下两表面都光滑

解析:选AD 只要木板的上表面光滑,青蛙与木板间就无法产生水平方向上的相互作用,无法改变水平方向上的运动状态,故A、D正确。

9.A、B两船的质量均为M,它们都静止在平静的湖面上,当A船上质量为的人以水平

2速度v从A船跳到B船,再从B船跳回A船。设水对船的阻力不计,经多次跳跃后,人最终跳到B船上,则( )

A.A、B两船的速度大小之比为3∶2 B.A、B(包括人)动量大小之比为1∶1 C.A、B(包括人)动量之和为零

D.因跳跃次数未知,故以上答案均无法确定

解析:选ABC 选A船、B船和人组成的系统为研究对象,则它们的初始总动量为0。由动量守恒定律可知,系统以后的总动量将一直为0。选最终B船的运动方向为正方向,则由动量守恒定律可得:

0=?M+?vB-MvA ?2?

2

解得:vB=vA,所以A、B两船的速度大小之比为3∶2,选项A正确;A和B(包括人)

3的动量大小相等,方向相反,动量大小之比为1∶1,选项B正确;由于系统的总动量始终守恒,且为零,故A、B(包括人)的动量之和也始终,且为零,选项C正确。

三、非选择题

M?

M?

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