1.6反冲运动火箭 同步作业(word解析版)

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名称 1.6反冲运动火箭 同步作业(word解析版)
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文件大小 511.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-29 12:23:09

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文档简介

2021-2022学年人教版(2019)选择性必修第一册
1.6反冲运动火箭
同步作业(解析版)
1.运载火箭在太空中飞行的原理是(  )
A.外形流畅,减小空气阻力
B.携带固体燃料,少占体积
C.自身喷出气体,获得反冲力
D.喷出气体后,获得空气浮力
2.将静置在地面上质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是(  )
A.v0
B.v0
C.v0
D.v0
3.一个静止的、质量为的不稳定的原子核,当它放出质量为,速度为的粒子后,原子核剩余部分的速度为(  )
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,在光滑绝缘水平地面上有两个相同的绝缘小球A、B,质量均为m,带等量正电荷,小球A、B用一轻质绝缘水平弹簧连接,小球B的左侧固定一绝缘挡板C。整个空间存在着水平向左的匀强电场,电场强度大小为E,现用水平向左的力F作用在小球A上,系统处于静止状态。某时刻突然撤去力F,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.撤去力F的瞬间,小球A的加速度大小为
B.撤去力F后,若小球B恰能与C分离,则B、C分离时小球A的加速度大小为
C.从撤去力F,到B与C分离前,小球A的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变
D.若撤去力F的同时,也撤去挡板C,系统在之后的运动过程中动量守恒
5.如图所示,我国自行研制的“歼-15”战斗机挂弹飞行时,接到命令,进行导弹发射训练,当战斗机水平飞行的速度为时,将总质量为M的导弹释放,刚释放时,导弹向战斗机飞行的反方向喷出对地速率为、质量为m的燃气,则喷气后导弹相对地面的速率v为(  )
A.
B.
C.
D.
6.长征五号系列运载火箭是目前中国运载能力最大的火箭,又称“胖五”。2019年12月27日20时45分,长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功将实践二十号卫星送入预定轨道。模拟发射火箭的实验如下:静止的实验火箭,总质量为,当它以对地速度为喷出质量为的高温气体后,火箭的对地速度为(以喷出气体的速度方向为正方向,喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计)(  )
A.
B.
C.
D.
7.质量分别为和()的甲、乙两条船静止停放在岸边,质量为的某同学以相同的水平对地速度分别由甲、乙两船跳上岸,忽略水的阻力。该同学(  )
A.从甲船跳上岸消耗的能量为
B.从两船跳上岸消耗的能量一样多
C.对甲船的冲量较大
D.对乙船的冲量较大
8.关于反冲运动的说法中,正确的是(

A.抛出物m1的质量要小于剩下质量m2才能获得反冲
B.若抛出质量m1大于剩下的质量m2,则m2的反冲力大于m1所受的力
C.反冲运动中,牛顿第三定律适用,但牛顿第二定律不适用
D.对抛出部分和剩余部分都适用于牛顿第二定律
9.如图所示,自行火炮连同炮弹的总质量为M,当炮管水平,火炮车在水平路面上以v1的速度向右匀速行驶中,发射一枚质量为m的炮弹后,自行火炮的速度变为v2,仍向右行驶,则炮弹相对炮筒的发射速度v0为(  )
A.
B.
C.
D.
10.质量M=327kg的小型火箭(含燃料)由静止发射,发射时共喷出质量m=27kg的气体,设喷出的气体相对地面的速度均为v=1000m/s,忽略地球引力和空气阻力的影响,则气体全部喷出后,火箭的速度大小为(

A.76m/s
B.90m/s
C.94m/s
D.99m/s
11.如图所示,带有半径为R的光滑圆弧的小车其质量为M,置于光滑水平面上,一质量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放,则小球离开小车时(  )
A.小车在水平面上移动的距离是
B.小车在水平面上移动的距离是
C.小车的速度大小为
D.小车的速度大小为
12.如图甲所示,物块a、b间拴接一个压缩后被锁定的轻质弹簧,整个系统静止放在光滑水平地面上,其中a物块最初与左侧固定的挡板相接触,b物块质量为1kg。现解除对弹簧的锁定,在a物块离开挡板后,b物块的v-t关系图像如图乙所示。则下列分析正确的是(  )
A.a的质量为1kg
B.a的最大速度为4m/s
C.在a离开挡板后,弹簧的最大弹性势能为1.5J
D.在a离开挡板前,a、b及弹簧组成的系统动量和机械能都守恒
13.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
14.向空中发射一物体,不计空气阻力,当物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂为a、b两块.若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则(
  )
A.b的速度方向一定与原速度方向相反
B.从炸裂到落地这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大
C.a、b一定同时到达地面
D.炸裂的过程中,a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等
15.如图所示,质量为的小圆环A套在足够长的光滑水平杆上,位于水平地面上M点的正上方;小物块B的质量为m,通过长度为L的轻绳与A连接,初始时轻绳处于水平状态。某时刻由静止释放B,B到达最低点时的速度恰好与水平地面相切,并且此时轻绳恰好在与B的连接处断裂,之后B在水平地面上向右运动,一段时间后在N点平滑进入内壁光滑的竖直固定细圆管,圆管的半径R=,B在N点平滑离开圆管时的速度可能向左,也可能向右。已知物块B与水平地面间的动摩擦因数为0.1,重力加速度为g,求:
(1)轻绳断裂时物块A、B各自的速度大小;
(2)物块B由静止释放至最低点的过程中的位移大小;
(3)若M、N两点间的距离也为L,物块B刚过N点时对圆管的压力大小;
(4)以M点为坐标原点,水平向右为正方向建立直线坐标系Ox,N点的坐标用xN表示,写出物块B在水平地面上的速度减为零时的坐标x与xN的关系式。
16.气球质量为200kg,载有质量为50kg的人,静止在空中距地面20m的地方,气球下悬一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至安全到达地面,则这根绳子至少多长?
17.从地面竖直向上发射一颗礼花弹,当它上升到距地面500m时竖直上升速度为30m/s,此时礼花弹炸裂成质量相等的两部分(火药质量不计),其中一部分经10s竖直落回发射点,求炸裂时另一部分的速度大小及方向。(g=10m/s2)
18.在沙堆上有一木块,质量,木块上放一爆竹,质量,点燃爆竹后,木块陷入沙中深度为,若沙对木块的平均阻力为,不计爆竹中火药的质量和空气阻力,g取。求爆竹上升的最大高度。
参考答案
1.C
【详解】
静止的物体在内力的作用下分裂为两个部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动,这个现象叫作反冲,由此分析即可.运载火箭在太空中飞行的原理是在飞行的过程中自身向后喷出气体,获得向前反冲力,从而加速运动。
故选C.
2.D
【详解】
火箭点火的过程中,由于动量守恒,可得
解得
故选D。
3.C
【详解】
取粒子的速度v方向为正方向。设原子核剩余部分的速度为v′。根据动量守恒定律得
0=mv+(M-m)v′
解得
负号表示向左,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.B
【详解】
A.撤去力F的瞬间,小球A的合力大小为F,加速度大小为,故A错误;
B.撤去力F后,若小球B恰能与C分离,则此时弹簧对B的拉力为,此时小球A合力大小为,加速度大小为,故B正确;
C.从撤去力F后,到B与C分离前,小球A的动能、电势能与弹簧的弹性势能之和保持不变,故C错误;
D.若撤去力F的同时,也撤去挡板,系统所受合外力为向左的2qE,系统动量不守恒,故D错误。
故选B。
5.D
【详解】
以导弹飞行的方向为正方向,导弹被战斗机释放后导弹喷出燃气前后瞬间,根据动量守恒定律得
解得
故选D。
6.B
【详解】
火箭喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计,可知火箭和喷出的气体在竖直方向的动量守恒,以喷出气体的速度方向为正方向,由动量守恒定律得
解得
故选B。
7.A
【详解】
AB.同学由船跳上岸的过程中,系统动量守恒,以该同学的速度方向为正方向,由动量守恒定律得
mv-m甲v甲=0
从船跳到岸上过程消耗的能量
因,则从乙船跳上岸消耗的能量多,故A正确,B错误;
CD.该同学从船上跳到岸上过程,该同学对船的作用力与船对该同学的作用力为作用力与反作用力,它们大小相等、作用时间相等,同学对船的冲量与船对同学的冲量大小相等
I同学=mv=P同学
由于两者情况下P同学相等,则I同学相等,I船相等,即对甲船和对乙船的冲量相等,故CD错误。
故选A。
8.D
【详解】
反冲运动的定义为由于系统的一部分物体向某一方向运动,而使另一部分向相反方向运动,这种现象叫反冲运动.定义中并没有确定两部分物体之间的质量关系,故选项A错误.在反冲运动中,两部分之间的作用力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知,它们大小相等,方向相反,故选项B错误.在反冲运动中一部分受到的另一部分的作用力产生了该部分的加速度,使该部分的速度逐渐增大,在此过程中对每一部分牛顿第二定律都成立,故选项C错误、选项D正确.
9.B
【详解】
火炮车与炮弹组成的系统动量守恒,以火炮车的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得
解得
故选B。
10.B
【详解】
根据动量守恒定律
解得
故选B。
11.AD
【详解】
AB.一质量为m的小球从圆弧的最顶端由静止释放,则球离开小车时,小球的速度为水平方向,系统水平方向上动量守恒,以向左为正方向,设小车水平向右的位移为x,则根据平均动量守恒定律得
A正确,B错误;
CD.设小球离开小车时小球和小车的速度分别为v1和v2,根据动量守恒定律得
0=mv1-Mv2
又因为整个过程中只有重力势能和动能之间的相互转化,所以系统的机械能守恒,则有
解得
C错误,D正确。
故选AD。
12.BC
【详解】
AB.由题意可知,当b的速度最小时,弹簧恰好恢复原长,此时a的速度最大,则有
解得
ma=0.5kg、v=4m/s
故A错误,B正确;
C.两物块速度相等时,弹簧弹性势能最大,则
解得
Ep=1.5J
故C正确;
D.在a离开挡板前,a、b及弹簧组成的系统机械能守恒、但a与挡板间有相互作用力,则动量不守恒,故D错误。
故选BC。
13.AC
【详解】
把喷气式飞机和喷出的气体看成系统,设原来的总质量为M,喷出的气体质量为m,速度是v,剩余的质量(M-m)的速度是v′,规定飞机的速度方向为正方向,由系统动量守恒
mv-(M-m)v′=0
解得
由上式可知:m越大,v越大,v′越大,故AC符合题意,BD不符合题意。
14.CD
【详解】
AD.物体在炸成两块时,系统在水平方向动量守恒,以初速度方向为正,由动量守恒定律可知

且v1>0时b的速度方向可能与原速度方向相同、相反或为零,但a和b两块的动量变化一定大小相等,方向相反,a、b中受到的爆炸力的冲量大小一定相等,方向相反,A错误,D正确;
BC.在爆炸后,a和b在竖直方向做自由落体运动,二者在空中运动时间相等,同时到达地面,由于a和b的水平速度关系未知,所以二者落地时的水平距离关系不能确定,选项B错误,C正确。
故选CD。
15.(1),;(2);(3);(4)见解析
【详解】
(1)物块开始释放至轻绳断裂
得轻绳断裂时物块的速度大小
得轻绳断裂时物块的速度大小
(2)物块自开始释放至最低点的过程,设水平方向位移大小为,水平方向位移大小为
物块的位移大小

(3)自轻绳断裂至到达点

物块刚过点时
由牛顿第三定律,物块刚过点时对圆管的压力

(4)设、两点间的距离为时,物块到达圆管最高点时的速度恰好为零

设物块在水平地面上运动的总路程为

①点的坐标时,物块速度为零时的坐标
②点的坐标满足时,
解得
物块速度为零时的坐标
③点的坐标时,物块速度为零时的坐标
16.
【详解】
人与气球组成的系统动量守恒,设人的速度v1,气球的速度v2,设运动时间为t,以人与气球组成的系统为研究对象,以向下为正方向,由动量守恒得
解得
则绳子长度
17.60m/s,方向竖直向上
【详解】
当它上升到距地面500m时爆炸,其中一部分经10s竖直落回发射点,根据自由落体运动规律可知
可知此部分爆炸后的速度为零;根据动量守恒定
解得
v=2v0=60m/s
方向竖直向上.
18.
【详解】
爆竹爆炸时系统内力远大于外力,动量守恒,取向上为正方向,设爆炸后瞬间爆竹速度大小为v,木块速度大小为,则
木块陷入沙中的过程做匀减速运动直到停止,由动能定理得
解得
代入得
爆竹以速度v做竖直上抛运动,上升的最大高度为