《（全國(guó)通用版）2018-2019高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 第5節(jié) 反沖運(yùn)動(dòng)火箭課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-5.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用版）2018-2019高中物理 第十六章 動(dòng)量守恒定律 第5節(jié) 反沖運(yùn)動(dòng)火箭課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-5.doc（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第十六章　第五節(jié)　 反沖運(yùn)動(dòng)火箭 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(單選題) 1．下列不屬于反沖運(yùn)動(dòng)的是(　B　) A．噴氣式飛機(jī)的運(yùn)動(dòng) B．直升機(jī)的運(yùn)動(dòng) C．火箭的運(yùn)動(dòng) D．反擊式水輪機(jī)的運(yùn)動(dòng) 解析：直升機(jī)運(yùn)動(dòng)是飛機(jī)螺旋槳與外部空氣作用的結(jié)果，不屬于反沖運(yùn)動(dòng)。 2．(陜西省西安電子科技中學(xué)2016～2017學(xué)年高二下學(xué)期月考)運(yùn)送人造地球衛(wèi)星的火箭開(kāi)始工作后，火箭做加速運(yùn)動(dòng)的原因是(　B　) A．燃料燃燒推動(dòng)空氣，空氣反作用力推動(dòng)火箭 B．火箭發(fā)動(dòng)機(jī)將燃料燃燒產(chǎn)生的氣體向后推出，氣體的反作用力推動(dòng)火箭 C．火箭吸入空氣，然后向后推出，空氣對(duì)火箭的反作用力推動(dòng)火箭 D．火箭燃料燃燒發(fā)熱，加熱周?chē)諝?，空氣膨脹推?dòng)火箭 解析：火箭工作的原理是利用反沖運(yùn)動(dòng)，是火箭燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)鈴奈矅姽苎杆賴姵鰰r(shí)，使火箭獲得的反沖速度，故正確答案為選項(xiàng)B。 3．(2017全國(guó)卷Ⅰ，14)將質(zhì)量為1.00 kg的模型火箭點(diǎn)火升空，50 g燃燒的燃?xì)庖源笮?00 m/s的速度從火箭噴口在很短時(shí)間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動(dòng)量大小為(噴出過(guò)程中重力和空氣阻力可忽略)(　A　) A．30 kgm/s B．5.7102 kgm/s C．6.0102 kgm/s D．6.3102 kgm/s 解析：　燃?xì)鈴幕鸺龂娍趪姵龅乃查g，火箭和燃?xì)饨M成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動(dòng)量大小為p，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，可得p－mv0＝0，解得p＝mv0＝0.050kg600m/s＝30kgm/s，選項(xiàng)A正確。 4．豎直發(fā)射的火箭質(zhì)量為6103kg。已知每秒鐘噴出氣體的質(zhì)量為200kg。若要使火箭最初能得到20m/s2的向上的加速度，則噴出氣體的速度應(yīng)為(　C　) A．700m/s B．800m/s C．900m/s D．1000m/s 解析：每秒噴出氣體的動(dòng)量等于火箭每秒增加的動(dòng)量，即m氣v氣＝m箭v箭，由動(dòng)量定理得火箭獲得的動(dòng)力F＝＝＝200v，又F－m箭g＝m箭a，得v＝900m/s。 5．(江西九江一中2015～2016學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示，在光滑的水平地面上有一輛平板車(chē)，車(chē)的兩端分別站著人A和B，A的質(zhì)量為mA，B的質(zhì)量為mB，mA＞mB。最初人和車(chē)都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)在兩人同時(shí)由靜止開(kāi)始相向而行，A和B相對(duì)地面的速度大小相等，則車(chē)(　C　) A．靜止不動(dòng) B．向右運(yùn)動(dòng) C．向左運(yùn)動(dòng) D．左右往返運(yùn)動(dòng) 解析：A和B與小車(chē)作用過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，開(kāi)始都靜止，總動(dòng)量為零。由于mA＞mB，兩人速度大小相等，則A向右的動(dòng)量大于B向左的動(dòng)量，故小車(chē)應(yīng)向左運(yùn)動(dòng)；故選C。 二、非選擇題 6．課外科技小組制作一只“水火箭”，用壓縮空氣壓出水流使火箭運(yùn)動(dòng)。假如噴出的水流流量保持為210－4m3/s，噴出速度保持為對(duì)地10m/s。啟動(dòng)前火箭總質(zhì)量為1.4kg，則啟動(dòng)2s末火箭的速度可以達(dá)到多少？已知火箭沿水平軌道運(yùn)動(dòng)阻力不計(jì)，水的密度是103kg/m3。 答案：4m/s 解析：“水火箭”噴出水流做反沖運(yùn)動(dòng)，設(shè)火箭原來(lái)總質(zhì)量為M，噴出水流的流量為Q，水的密度為ρ，水流的噴出速度為v，火箭的反沖速度為v′，由動(dòng)量守恒定律得 (M－ρQt)v′＝ρQtv 火箭啟動(dòng)后2s末的速度為 v′＝＝m/s＝4m/s 7．如圖所示，光滑水平面上有兩輛車(chē)，甲車(chē)上面有發(fā)射裝置，甲車(chē)連同發(fā)射裝置質(zhì)量M1＝1kg，車(chē)上另有一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2kg的小球。甲車(chē)靜止在平面上，乙車(chē)以v0＝8m/s的速度向甲車(chē)運(yùn)動(dòng)，乙車(chē)上有接收裝置，總質(zhì)量M2＝2kg，問(wèn)：甲車(chē)至少以多大的水平速度將小球發(fā)射到乙車(chē)上，兩車(chē)才不會(huì)相撞？(球最終停在乙車(chē)上) 答案：25m/s 解析：要使兩車(chē)不相撞，則兩車(chē)速度相等。以三者為系統(tǒng)，動(dòng)量守恒：0＋M2v0＝(M1＋m＋M2)v共，解得v共＝5m/s，以球與乙車(chē)為系統(tǒng)，動(dòng)量守恒：M2v0－mv＝(m＋M2)v共，解得v＝25m/s。 能力提升 一、選擇題(單選題) 1．(湖北黃岡市黃梅二中2016～2017學(xué)年高二下學(xué)期期中)有一條捕魚(yú)小船?？吭诤叴a頭，小船又窄又長(zhǎng)，一位同學(xué)想用一個(gè)卷尺粗略測(cè)定它的質(zhì)量，他進(jìn)行了如下操作：首先將船平行碼頭自由停泊，然后他輕輕從船尾上船，走到船頭后停下，而后輕輕下船，用卷尺測(cè)出船后退的距離d，然后用卷尺測(cè)出船長(zhǎng)L。已知他自身的質(zhì)量為m，則漁船的質(zhì)量為(　B　) A． B． C． D． 解析：設(shè)人走動(dòng)時(shí)船的速度大小為v，人的速度大小為v′，人從船尾走到船頭所用時(shí)間為t，取船的速度為正方向。 則v＝，v′＝， 根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：Mv－mv′＝0， 解得，船的質(zhì)量：M＝，故選B。 2．(山東壽光實(shí)驗(yàn)中學(xué)2015～2016學(xué)年高二下學(xué)期質(zhì)檢)如圖所示，設(shè)質(zhì)量為M的導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)到空中最高點(diǎn)時(shí)速度為v0，突然炸成兩塊，質(zhì)量為m的一塊以速度v沿v0的方向飛去，則另一塊的運(yùn)動(dòng)(　C　) A．一定沿v0的方向飛去 B．一定沿v0的反方向飛去 C．可能做自由落體運(yùn)動(dòng) D．以上說(shuō)法都不對(duì) 解析：根據(jù)動(dòng)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。 3．質(zhì)量為m、半徑為R的小球，放在半徑為2R、質(zhì)量為2m的大空心球內(nèi)，大球開(kāi)始靜止在光滑水平面上。當(dāng)小球從如圖所示的位置無(wú)初速度沿內(nèi)壁滾到最低點(diǎn)時(shí)，大球移動(dòng)的距離是(　B　) A． B． C． D． 解析：由水平方向平均動(dòng)量守恒有：mx小球＝2mx大球，又x小球＋x大球＝R，所以x大球＝R。 4．如圖所示，滑槽M1與滑塊M2緊靠在一起，靜止于光滑的水平面上。小球m從M1的右上方無(wú)初速度地下滑，當(dāng)m滑到M1左方最高處時(shí)，M1將(　B　) A．靜止 B．向左運(yùn)動(dòng) C．向右運(yùn)動(dòng) D．無(wú)法確定 解析：小球m和滑槽M1、滑塊M2三個(gè)物體構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)在水平方向所受的合外力為0，所以系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，小球m下滑前系統(tǒng)總動(dòng)量為0，小球m下滑后和滑槽M1作用，滑槽M1和滑塊M2作用，作用結(jié)果使滑塊M2向右運(yùn)動(dòng)，有向右的動(dòng)量。當(dāng)m滑到M1左方最高點(diǎn)時(shí)，小球m和滑槽M1的相對(duì)速度為0，但小球m和滑槽M1這個(gè)整體向左運(yùn)動(dòng)，有向左的動(dòng)量，這樣才能保證系統(tǒng)水平總動(dòng)量為0。故選項(xiàng)B正確。 5．如圖所示，裝有炮彈的火炮總質(zhì)量為m1，炮彈的質(zhì)量為m2，炮彈射出炮口時(shí)對(duì)地的速率為v0，若炮管與水平地面的夾角為θ，則火炮后退的速度大小為(設(shè)水平面光滑)(　C　) A．v0 B． C． D． 解析：火炮發(fā)射炮彈的過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒，以向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：m2v0cosθ－(m1－m2)v＝0，解得v＝。故選C。 二、非選擇題 6．以初速度v0與水平方向成60角斜向上拋出的手榴彈，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)炸成質(zhì)量分別為m和2m的兩塊。其中質(zhì)量大的一塊沿著原來(lái)的方向以2v0 的速度飛行。 求：(1)質(zhì)量較小的另一塊彈片速度的大小和方向； (2)爆炸過(guò)程有多少化學(xué)能轉(zhuǎn)化為彈片的動(dòng)能？ 答案：(1)2.5v0，方向與爆炸前速度的方向相反 (2)mv 解析：手榴彈爆炸過(guò)程，爆炸力是內(nèi)力，遠(yuǎn)大于重力，因此爆炸過(guò)程各彈片組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因?yàn)楸ㄟ^(guò)程火藥的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，進(jìn)而有一部分轉(zhuǎn)化為彈片的動(dòng)能，所以此過(guò)程系統(tǒng)的機(jī)械能(動(dòng)能)增加。 (1)斜拋的手榴彈在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)處爆炸前的速度v1＝v0cos60＝v0。設(shè)v1的方向?yàn)檎较?，如圖所示，由動(dòng)量守恒定律得： 3mv1＝2mv′1＋mv2 其中爆炸后大塊彈片速度v′1＝2v0， 解得v2＝－2.5v0，“－”號(hào)表示v2的速度與爆炸前速度方向相反。 (2)爆炸過(guò)程中轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的化學(xué)能等于系統(tǒng)動(dòng)能的增量，ΔEk＝2mv′＋mv－(3m)v＝mv。 7．平板車(chē)停在水平光滑的軌道上，平板車(chē)上有一人從固定在車(chē)上的貨箱邊緣沿水平方向順著軌道方向跳出，落在平板車(chē)地板上的A點(diǎn)，距貨箱水平距離為l＝4m，如圖所示。人的質(zhì)量為m，車(chē)連同貨箱的質(zhì)量為M＝4m，貨箱高度為h＝1.25m。求車(chē)在人跳出后到落到地板前的反沖速度為多大。 答案：1.6m/s 解析：人從貨箱邊跳離的過(guò)程，系統(tǒng)(人、車(chē)和貨箱)水平方向動(dòng)量守恒，設(shè)人的水平速度是v1，車(chē)的反沖速度是v2，取向右為正方向，則mv1－Mv2＝0，解得v2＝v1， 人跳離貨箱后做平拋運(yùn)動(dòng)，車(chē)以v2做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝＝s＝0.5s。 在這段時(shí)間內(nèi)人的水平位移s1和車(chē)的位移s2分別為s1＝v1t，s2＝v2t，s1＋s2＝l 即v1t＋v2t＝l，則v2＝＝m/s＝1.6m/s。