新人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第一章動(dòng)量守恒定律6反沖現(xiàn)象火箭作業(yè)含解析 練習(xí)

反沖現(xiàn)象  火箭【基礎(chǔ)鞏固】1.(多選)下列屬于反沖現(xiàn)象的是 (   )A.向后劃水,船向前運(yùn)動(dòng)B.用槍射擊時(shí),子彈向前飛,槍身后退C.用力向后蹬地,人向前運(yùn)動(dòng)D.水流過(guò)水輪機(jī)時(shí),水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與水流出的方向相反解析:反沖現(xiàn)象中,物體在內(nèi)力作用下分為兩部分,這兩部分的運(yùn)動(dòng)方向相反.選項(xiàng)A是槳與外部水的作用,選項(xiàng)C是人腳與外部地面的作用,都不屬于反沖現(xiàn)象.選項(xiàng)B中子彈與槍身是系統(tǒng)中的兩部分,選項(xiàng)D中水流過(guò)水輪機(jī)內(nèi)部,流過(guò)水輪機(jī)的水和水輪機(jī)是系統(tǒng)中的兩部分,選項(xiàng)B、D正確.答案:BD2.步槍的質(zhì)量為4.1 kg,子彈的質(zhì)量為9.6 g,子彈從槍口飛出時(shí)的速度為855 m/s,步槍的反沖速度大小為(   ) A.2 m/s B.1 m/s      C.3 m/s D.4 m/s 解析:以子彈從槍口飛出時(shí)速度v2的反方向?yàn)檎较?根據(jù)動(dòng)量守恒定律,m1v1-m2v2=0,解得v1=2 m/s. 答案:A3.一航天探測(cè)器完成對(duì)月球的探測(cè)后,離開(kāi)月球的過(guò)程中,由靜止開(kāi)始沿著與月球表面成一定傾角的直線(xiàn)飛行,先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng).探測(cè)器通過(guò)噴氣獲得動(dòng)力,下列關(guān)于噴氣方向的說(shuō)法正確的是(   )A.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),水平向后噴射氣體B.探測(cè)器加速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴射氣體C.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),豎直向下噴射氣體D.探測(cè)器勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),不需要噴射氣體解析:探測(cè)器在加速運(yùn)動(dòng)時(shí),因?yàn)槭茉虑蛞Φ淖饔?噴氣所產(chǎn)生的推力一方面要平衡月球的引力,另一方面還要提供加速的動(dòng)力,則應(yīng)沿著后下方某一個(gè)方向噴氣,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.探測(cè)器受月球引力的作用,在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),噴氣產(chǎn)生的推力只需要平衡月球的引力即可,故豎直向下噴氣,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:C4.假設(shè)一個(gè)人靜止于光滑的水平冰面上,現(xiàn)欲離開(kāi)冰面,下列方法可行的是 (   )A.向后踢腿B.手臂向后甩C.在冰面上滾動(dòng)D.脫下外衣水平拋出解析:把人和外衣看作一個(gè)系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律可知衣服水平拋出時(shí),人會(huì)向衣服被拋出的相反方向運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)D正確.人體各部分總動(dòng)量為0,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.由于冰面光滑,人不可能在冰面上滾動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案:D5.(多選)一氣球由地面勻速上升,當(dāng)氣球下的吊梯上站著的人沿著梯子上爬時(shí),下列說(shuō)法正確的是(   )A.氣球可能勻速上升B.氣球可能相對(duì)地面靜止C.氣球可能下降D.氣球運(yùn)動(dòng)速度不發(fā)生變化解析:設(shè)氣球質(zhì)量為m',人的質(zhì)量為m,由于氣球勻速上升,系統(tǒng)所受的外力之和為0,當(dāng)人沿吊梯向上爬時(shí),整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)量守恒,選向上為正方向,則(m'+m)v0=mv1+m'v2,在人向上爬的過(guò)程中,氣球的速度為v2=.當(dāng)v2>0時(shí),氣球勻速上升;當(dāng)v2=0時(shí),氣球靜止;當(dāng)v2<0時(shí),氣球下降.所以,選項(xiàng)A、B、C均正確.要使氣球運(yùn)動(dòng)速度不變,則人的速度仍為v0,即人不往上爬,顯然不符合題意,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:ABC6.(多選)一平板小車(chē)靜止在光滑的水平地面上,甲、乙兩人分別站在車(chē)的左、右端,當(dāng)兩人同時(shí)相向而行時(shí),發(fā)現(xiàn)小車(chē)向左移動(dòng),則????????????? (   )A.若兩人質(zhì)量相等,則必有v甲>v乙B.若兩人質(zhì)量相等,則必有v甲<v乙C.若兩人速率相等,則必有m甲>m乙D.若兩人速率相等,則必有m甲<m乙解析:甲、乙兩人和小車(chē)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,且總動(dòng)量為0,甲動(dòng)量方向向右,小車(chē)動(dòng)量方向向左,說(shuō)明|p甲|=|p乙|+|p車(chē)|,即m甲v甲>m乙v乙,若m甲=m乙,則v甲>v乙,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.若v甲=v乙,則m甲>v乙,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC7.一個(gè)航天員連同裝備的總質(zhì)量為100 kg,在與飛船相距45 m處相對(duì)飛船處于靜止?fàn)顟B(tài),他帶有一個(gè)裝有0.5 kg氧氣的貯氧筒,貯氧筒上有一個(gè)可以使氧氣相對(duì)飛船以50 m/s的速度噴出的噴嘴.航天員必須向著跟返回飛船方向相反的方向釋放氧氣,才能回到飛船上,同時(shí)又必須保留一部分氧氣供他在返回飛船的途中呼吸,已知航天員呼吸的耗氧率為2.5×10-4 kg/s,不考慮噴出氧氣對(duì)航天員連同裝備的總質(zhì)量的影響,試問(wèn)瞬間噴出氧氣的質(zhì)量在什么范圍內(nèi)可以保證航天員安全返回飛船. 解析:設(shè)瞬間噴出氧氣的質(zhì)量為m,航天員剛好安全返回飛船.由動(dòng)量守恒得mv-m'v1=0,勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=,m0≥Qt+m,聯(lián)立解得0.05 kg≤m≤0.45 kg. 答案:0.05 kg≤m≤0.45 kg 【拓展提高】8.如圖所示,質(zhì)量為m'的密閉汽缸置于光滑水平面上,缸內(nèi)有一隔板P,隔板右邊是真空,隔板左邊是質(zhì)量為m的高壓氣體.若將隔板突然抽去,則汽缸的運(yùn)動(dòng)情況是(   )A.保持靜止不動(dòng)B.向左移動(dòng)一定距離后恢復(fù)靜止C.最終向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.先向左移動(dòng),后向右移動(dòng)回到原來(lái)的位置解析:突然撤去隔板,氣體向右運(yùn)動(dòng),汽缸做反沖運(yùn)動(dòng),當(dāng)氣體充滿(mǎn)整個(gè)汽缸時(shí),它們之間的作用結(jié)束.由動(dòng)量守恒定律可知,開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量為0,結(jié)束時(shí)總動(dòng)量必為0,汽缸和氣體都將停止運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確.答案:B9.如圖所示,船靜止在平靜的水面上,船前艙有一抽水機(jī)把前艙的水勻速抽往后艙,不計(jì)水的阻力,下列說(shuō)法正確的是(   )A.若前后艙是分開(kāi)的,則前艙將向后加速運(yùn)動(dòng)B.若前后艙是分開(kāi)的,則前艙將向前加速運(yùn)動(dòng)C.若前后艙不分開(kāi),則船將向后加速運(yùn)動(dòng)D.若前后艙不分開(kāi),則船將向前加速運(yùn)動(dòng)解析:前后艙分開(kāi)時(shí),抽出的水向后運(yùn)動(dòng),由于反沖作用前艙向前加速運(yùn)動(dòng);若不分開(kāi),前、后艙和水是一個(gè)整體,船不動(dòng).答案:B10.質(zhì)量為m、半徑為R的勻質(zhì)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????????????? (   )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,選項(xiàng)B正確.答案:B11.向空中發(fā)射一物體,不計(jì)空氣阻力.當(dāng)此物體的速度恰好沿水平方向時(shí),物體炸裂成a、b兩塊,若質(zhì)量較大的a塊的速度方向仍沿原來(lái)的方向,則(   )A.b的速度方向一定與初速度方向相反B.從炸裂到落地的這段時(shí)間里,a飛行的水平距離一定比b的大C.a、b一定同時(shí)到達(dá)水平地面D.在炸裂過(guò)程中,a、b受到的爆炸力的沖量大小不一定相等解析: 爆炸后系統(tǒng)的總機(jī)械能增加,但不能確定a、b兩塊的速度大小,所以選項(xiàng)A、B不能確定.炸開(kāi)后二者都做平拋運(yùn)動(dòng),且高度相同,故下落時(shí)間相同,選項(xiàng)C正確.由牛頓第三定律知a、b受到的爆炸力大小相等,作用時(shí)間也相同,故a、b受到的爆炸力的沖量大小相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:C12.(多選)平靜的水面上停著一只小船,船頭站著一個(gè)人,船的質(zhì)量是人的質(zhì)量的8倍.從某時(shí)刻起,這個(gè)人向船尾走去,走到船中部他突然停止走動(dòng).水對(duì)船的阻力忽略不計(jì).下列說(shuō)法正確的是????????????? (   )A.人走動(dòng)時(shí),他相對(duì)于水面的速度大于小船相對(duì)于水面的速度B.他突然停止走動(dòng)后,船由于慣性還會(huì)繼續(xù)走動(dòng)一小段時(shí)間C.人在船上走動(dòng)過(guò)程中,人對(duì)水面的位移大小是船對(duì)水面的位移大小的9倍D.人在船上走動(dòng)過(guò)程中,人的動(dòng)能是船的動(dòng)能的8倍解析:人、船系統(tǒng)動(dòng)量守恒,總動(dòng)量始終為0,因此人、船動(dòng)量等大,速度與質(zhì)量成反比,選項(xiàng)A正確.人“突然停止走動(dòng)”是指人和船相對(duì)靜止,設(shè)這時(shí)人、船的速度為v,則(8m+m)v=0,所以v=0,說(shuō)明船的速度立即變?yōu)?,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.人、船系統(tǒng)動(dòng)量守恒,速度和質(zhì)量成反比,因此人的位移大小是船的位移大小的8倍,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.由動(dòng)能和動(dòng)量關(guān)系Ek=∝,人在船上走動(dòng)過(guò)程中人的動(dòng)能是船的動(dòng)能的8倍,選項(xiàng)D正確.答案:AD13.如圖所示,具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端,輕桿的另一端掛在小車(chē)支架的O點(diǎn),用手將小球拉至水平,此時(shí)小車(chē)靜止于光滑水平面上,放手讓小球擺下與B處固定的橡皮泥碰撞后粘在一起,則在此過(guò)程中小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況是????????????? (   )A.向右運(yùn)動(dòng)B.向左運(yùn)動(dòng)C.靜止不動(dòng)D.小球下擺時(shí),小車(chē)向左運(yùn)動(dòng),碰撞后又靜止解析:由動(dòng)量守恒定律可知,小球下擺時(shí)速度向右,小車(chē)向左運(yùn)動(dòng);小球靜止,小車(chē)也靜止.答案:D14.以與水平方向成60°角斜向上的初速度v0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.(1)求質(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?解析:(1)斜上拋的手榴彈在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)處爆炸前的速度v1=v0cos 60°=v0.設(shè)v1的方向?yàn)檎较?如圖所示. 由動(dòng)量守恒定律得3mv1=2mv1'+mv2,其中爆炸后大塊彈片速度v1'=2v0,解得v2=-v0,“-”號(hào)表示v2的方向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=×2mv1'2+m-(3m)=m.答案:(1)v0　方向與爆炸前速度的方向相反 (2)m【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】15.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=1 kg,車(chē)上另有一個(gè)質(zhì)量為m=0.2 kg的小球.甲車(chē)靜止在水平面上,乙車(chē)以v0=8 m/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=2 kg.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?假設(shè)球最終停在乙車(chē)上.(不考慮球的下落) 解析:要使兩車(chē)不相撞,則臨界條件為兩車(chē)速度相等.選v0的方向?yàn)檎较?以三者為系統(tǒng),動(dòng)量守恒.0+m2v0=(m1+m+m2)v共,解得v共=5 m/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=25 m/s. 答案:25 m/s