高中物理第16章动量守恒定律第5节反冲运动火箭练习含解析新人教版选修351130168

高中物理第16章动量守恒定律第5节反冲运动火箭练习含

解析新人教版选修351130168

基础夯实

一、选择题(单选题)

1．下列不属于反冲运动的是( B ) A．喷气式飞机的运动 C．火箭的运动

B．直升机的运动 D．反击式水轮机的运动

解析：直升机运动是飞机螺旋桨与外部空气作用的结果，不属于反冲运动。 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( B ) 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：火箭工作的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，使火箭获得的反冲速度，故正确答案为选项B。

3．(2019·山东省济宁市高三模拟)将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( A )

A．30 kg·m/s C．6.0×10 kg·m/s

2

B．5.7×10 kg·m/s D．6.3×10 kg·m/s

2

2

解析： 燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050 kg×600 m/s＝30 kg·m/s，选项A正确。

4．竖直发射的火箭质量为6×10 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 m/s的向上的加速度，则喷出气体的速度应为( C )

2

3

A．700 m/s C．900 m/s

B．800 m/s D．1 000 m/s

解析：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

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火箭获得的动力F＝

m箭v箭m气v气

＝＝200v，又F－m箭g＝m箭a，得v＝900 m/s。 tt5．如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分别站着人A和B，A的质量为mA，B的质量为mB，mA＞mB。最初人和车都处于静止状态，现在两人同时由静止开始相向而行，A和B相对地面的速度大小相等，则车( C )

A．静止不动 C．向左运动

B．向右运动 D．左右往返运动

解析：A和B与小车作用过程中系统动量守恒，开始都静止，总动量为零。由于mA＞mB，两人速度大小相等，则A向右的动量大于B向左的动量，故小车应向左运动；故选C。

二、非选择题

6．某学习小组在探究反冲运动时，将质量为m1的一个小液化气瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化气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，已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在Δt的时间内向后喷射的气体的质量为Δm，忽略水的阻力，则喷射出质量为Δm的气体后，小船的速度是多少？

答案：

Δmv1

m1＋m2－Δm解析：由动量守恒定律得：(m1＋m2－Δm)v船－Δmv1＝0 得：v船＝

Δmv1

。

m1＋m2－Δm7．如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M1

＝1 kg，车上另有一个质量为m＝0.2 kg的小球。甲车静止在平面上，乙车以v0＝8 m/s的速度向甲车运动，乙车上有接收装置，总质量M2＝2 kg，问：甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上，两车才不会相撞？(球最终停在乙车上)

答案：25m/s

解析：要使两车不相撞，则两车速度相等。以三者为系统，动量守恒：0＋M2v0＝(M1＋m＋M2)v共，解得v共＝5 m/s，以球与乙车为系统，动量守恒：M2v0－mv＝(m＋M2)v共，解得v＝25 m/s。

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能力提升

一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)

1．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( B )

A．

m?L＋d?

dmLdB．D．

m?L－d?

dm?L＋d?

LC．

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′＝

dtL－d， t根据动量守恒定律得：Mv－mv′＝0， 解得，船的质量：M＝

m?L－d?

，故选B。 d2．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)( C )

A．v0 C．

m2m1

B．D．

m2v0

m1－m2m2v0cosθ m1

m2v0cosθ

m1－m2

解析：火炮发射炮弹的过程中水平方向动量守恒，以向右为正方向，根据动量守恒定律得：m2v0cosθ－(m1－m2)v＝0，解得v＝

m2v0cosθ。故选C。

m1－m2

3．(2019·吉林延边二中高二下学期期末)一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若

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