1.6 反冲现象 火箭
一、单选题
1.下列不属于反冲运动的是( )
A.喷气式飞机的运动
B.物体做自由落体的运动
C.火箭的运动
D.反击式水轮机的运动
2.如图所示,船静止在平静的水面上,船前舱有一抽水机把前舱的水均匀的抽往后舱,不计水的阻力,下列说法中正确的是( )
A.若前后舱是分开的,则前舱将向后运动
B.若前后舱是分开的,则前舱将向前运动
C.若前后舱不分开,则船将向后运动
D.若前后舱不分开,则船将向前运动
3.质量为m的炮弹沿水平方向飞行,其动能为Ek,突然在空中爆炸成质量相同的两块,其中一块向后飞去,动能为,另一块向前飞去,则向前的这块的动能为( )
A. B. C. D.
4.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,一位同学想用一个卷尺粗略测出它的质量.他轻轻从船尾走向船头,而后轻轻下船.用卷尺测出船后退的距离d和船长L,又知他的质量为m,则小船的质量为(不计湖水的阻力)( )
A. B. C. D.
5.如图所示,一个质量为m1=50kg的人爬在一只大气球下方,气球下面有一根长绳.气球和长绳的总质量为m2=20kg,长绳的下端刚好和水平面接触.当静止时人离地面的高度为h=5m.如果这个人开始沿绳向下滑,当他滑到绳下端时,他离地面高度是(可以把人看作质点)( )
A.5 m
B.3.6 m
C.2.6 m
D.8 m
6.如图所示,材料相同,半径为r的薄壳小圆球,放在半径为R的薄壳大圆球内(),开始时二者均静止在光滑水平面上,当小圆球由图示位置无初速度释放,直至小圆球滚到最低点时,大圆球移动的距离为
A. B. C. D.
7.如图所示,三角形木块A质量为M,置于光滑水平面上,底边长a,在其顶部有一三角形小木块B质量为m,其底边长b,若B从顶端由静止滑至底部,则木块后退的距离为( )
A. B. C. D.
8.2018年12月8日凌晨2点24分,中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞,把“嫦娥四号”探测器送入地月转移轨道,踏上了奔赴月球背面的征程,经过27天飞行之后,预计2019年年初着陆.嫦娥四号”将首次实现人类探测器在月球背面软着陆和巡视勘察,首次实现月球背面与地面站通过中继卫星通信.将对月球背面的环境进行研究,对月球背面的表面、浅深层、深层进行研究,在月球背面进行低频射电天文观测等.随着我国航天技术的发展,在未来我国将实施载人登月行动,假设一个连同装备共有m的航天员,在绕月轨道上与飞船脱离后,在离飞船(大约几十米)的位置与飞船处于相对静止状态.装备中有一个高压气源,能以的速度喷出气体(以飞船为参考系).航天员为了能在时间内返回飞船(不考虑因速度改变而引起的轨道变化且将航天员返回飞船的运动视为直线运动),他至少需要在开始返回的一瞬间一次性向后喷出气体的质量是( )
A. B. C. D.
二、多选题
9.如图,光滑水平面上有甲、乙两辆小车,用细线相连,中间有一个被压缩的轻弹簧,两小车处于静止状态。现烧断细线,两小车分别向左、右运动。已知甲、乙两小车质量之比为31,下列说法正确的是( )
A.弹簧弹开后,甲、乙两车速度大小之比为13
B.弹簧弹开后,甲、乙两车动量大小之比为31
C.弹簧弹开过程,弹簧弹力对甲、乙两车的冲量大小之比为31
D.弹簧弹开过程,弹簧弹力对甲、乙两车做功之比为13
10.、两船的质量均为,静止在平静的湖面上.现船中质量为的人从船跳到船,再从船跳回船,经次跳跃后,人停在船上.不计空气和水的阻力,下列说法正确的是( )
A.、两船组成的系统动量守恒
B.、两船和人组成的系统水平方向动量守恒
C.人停在船上后、两船的速度大小之比为
D.人停在船上后、两船的速度大小之比为
三、解答题
11.如图所示是一门旧式大炮,炮车不包含炮弹和炮弹的质量分别是M和m,炮筒与地面的夹角为,炮弹射出出口时相对于地面的速度为不计炮车与地面的摩擦,求炮身向后反冲的速度大小v。
12.如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线、同一方向运动,速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)
13.如图所示,光滑水平面上的木板C的质量mC=2kg、长l=2m,它的BA两端各有块挡板.木板的正中央并列放着两个可以视为质点的滑块A和B,它们的质量mA=1kg、mB=4kg,A、B之间夹有少许炸药.引爆炸药,A、B沿同一直线向两侧分开,运动到两端的挡板时与板粘贴在一起.A、B与木板C之间的摩擦不计.引爆时间及A、B跟挡板碰撞的时间也不计.若爆炸后A获得的速度vA=6m/s,试计算:
(1)A、B都与挡板粘贴在一起以后,木板C的速度.
(2)从引爆炸药到A、B都与挡板粘贴在一起的时间差.
14.如图所示,气球吊着、两个物体以速度匀速上升,物体与气球的总质量为,物体的质量为,。某时刻、间细线断裂,求当气球的速度为时物体的速度大小并判断方向。(空气阻力不计)
15.如图所示,质量分别为m1=1.0 kg和m2=2.0 kg的甲、乙两物体之间夹有少量炸药,两物体一起沿水平地面向右做直线运动,当速度v0=1m/s时夹在两物体间的炸药爆炸,之后甲物体以7 m/s的速度仍沿原方向运动.已知两物体均可视为质点,甲物体与地面间的动摩擦因数为0.35,乙物体与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g=10m/s2求:
(1)爆炸使甲、乙两物体增加的总动能;
(2)乙两物体分离2s后两者之间的距离.
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.B
【详解】
A、喷气式飞机是利用飞机与气体间的相互作用,而促进飞机前进的,故属于反冲运动,故A不符合题意;
B、当物体的初速度为零,并且只在重力作用下的运动即为自由落体运动,与反冲运动无关,故B符合题意;
C、火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力,利用了反冲运动,故C不符合题意;
D、反击式水轮机是利用了水的反冲作用而获得动力,属于反冲运动,故D不符合题意.
2.B
【详解】
若前后舱是分开的,不计水的阻力,则系统在水平方向动量守恒,系统总动量保持为零,用一水泵把前舱的水抽往后舱,水的速度向后,水的动量向后,前后舱隔开时,由于系统总动量为零,则船的动量向前,因此在抽水过程中,船向前运动;故A错误,B正确.若前后舱不分开,系统初状态动量为零,由动量守恒定律可知,抽水过程船的速度为零,船静止不动;故CD错误.
3.B
【解析】
【详解】
炸弹开始动能EK=mv2,解得.其中一块动能为,解得;根据动量守恒定律得,mv=-v1+v2,解得v2=3.则动能.故B正确,ACD错误.故选B.
【点睛】
解决本题的关键知道炸弹在爆炸的瞬间系统动量守恒,运用动量守恒定律解题时注意速度的方向.
4.B
【详解】
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,根据运动学公式可得:和,取船的速度为正方向,根据动量守恒定律得:Mv-mv′=0,联立解得船的质量为:,故B正确,ACD错误.
5.B
【解析】
设人的速度v1,气球的速度v2,根据人和气球动量守恒得则m1v1=m2v2,所以,气球和人运动的路程之和为h=5m,则,,即人下滑,气球上升,所以人离地高度为,约等于3.6m.故选B.
6.C
【详解】
设小球滑到最低点所用的时间为t,发生的水平位移大小为R-r-x,大球的位移大小为x,取水平向右方向为正方向.则根据水平方向平均动量守恒得:即:;根据题意可知,两球壳质量之比等于表面积之比,也等于半径的平方之比,则M:m=3:1,带入解得:,故选C.
点睛:此题实质是“人船模型”问题;关键是求解两球对地的位移关系;另外会根据数学知识求解质量关系.
7.C
【详解】
取向右为正方向.设木块后退的距离为x,B从顶端由静止滑至底部时,B向左运动的距离为a-b-x,则水平方向上A的平均速度大小为,B的平均速度大小为,根据水平方向动量守恒得:,解得,,故选C.
8.B
【分析】
根据题意得出宇航员及装备获得的反冲速度,再根据速度公式求出宇航员返回飞船的时间,联立等式即可得出方程,解方程即可得出宇航员射出一次性喷出的氧气的质量.
【详解】
设宇航员的速度为u,则,释放m1氧气后,则根据动量守恒有:0=m1v-(m-m1)u,联立解得:,故B正确,ACD错误.
【点睛】
本题考查了速度公式的灵活应用,要建立物理模型,理清思路,关键键能从题干中得出和理解有用的信息.
9.AD
【解析】
【详解】
AB、设甲、乙两车的质量为m1、m2,弹簧弹开后,甲、乙两车的速度为v1、v2,根据动量守恒定律:m1v1-m2v2=0,则弹簧弹开后,甲、乙两车速度大小之比为13,动量大小之比为11,故A正确,B错误。
C、根据动量定理I=p,弹簧弹开后,甲、乙两车动量的变化p大小相等,故C错误。
D、由动能Ek=mv2==知,根据动能定理W=Ek,==,即弹簧弹力对甲、乙两车做功之比为13,故D正确。
10.BD
【详解】
由于A、B两船和人组成的系统水平方向受合力为零,则系统水平方向动量守恒,选项A错误,B正确;根据动量守恒定律可知:,解得v1:v2=4:3,选项C错误,D正确;故选BD.
11.
【解析】
【分析】
对炮弹和炮身组成的系统,火炮发射炮弹的过程中,在水平方向受到的外力可忽略不计,在水平方向动量守恒,列式可求得炮弹离开炮口时炮车后退速度。
【详解】
炮弹离开炮口时,炮弹和炮车在水平方向受到的外力相对于内力可忽略不计,则系统在水平方向动量守恒。
取炮车后退的方向为正,对炮弹和炮车组成系统为研究,在水平方向,
由动量守恒定律得:,
解得炮车后退的速度大小:;
【点睛】
本题主要考查了动量守恒定律的直接应用,关键掌握速度的分解和某一方向系统动量守恒,知道炮弹和炮车组成系统总动量不守恒。
12.
【分析】
在抛货物的过程中,乙船与货物组成的动量守恒,在接货物的过程中,甲船与货物组成的系统动量守恒,在甲接住货物后,甲船的速度小于等于乙船速度,则两船不会相撞,应用动量守恒定律可以解题。
【详解】
设抛出货物的速度为v,以向右为正方向,由动量守恒定律得:乙船与货物
甲船与货物
两船不相撞的条件是
解得
则最小速度为4v0。
【点睛】
本题关键是知道两船避免碰撞的临界条件是速度相等,应用动量守恒即可正确解题,解题时注意研究对象的选择以及正方向的选择。
13.(1)0 (2)0.214s
【详解】
(1)取A、B、C为一系统,其所受合外力为零,故此系统动量守恒
而合动量为零,所以当A、B都与挡板粘贴在一起时,系统动量也为零,
即木板C的速度为零
(2)爆炸前后A、B组成的系统动量守恒,设爆炸后滑块B获得的速度大小为vB,
则
解得:
A先与挡板碰撞,设A、C碰撞后整体的速度为v,则
滑块A运动到挡板所需时间
在tA时间内B滑块向左运动的位移
滑块B与挡板碰撞经历的时间
所以从引爆炸药到A、B都与挡板粘贴在一起的时间差
【点睛】
本题考查了动量守恒定律和牛顿第二定律、运动学公式的应用,分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键,分段应用力学可以解题,解题时要注意分析物体位移关系、速度关系.
14.;速度方向向下
【解析】
【分析】
对于A与气球和B组成的系统所受重力和浮力的合力为零,满足动量守恒,根据动量守恒定律列方程求解即可.
【详解】
规定向上为正方向,对气球和A、B组成的系线,根据动量守恒定律得:
解得:
因为
得:
,
即物体B的速度方向向下
所以当气球的速度为2v时物体B的速度大小为,速度方向向下。
15.(1)(2)
【详解】
(1)爆炸瞬间系统动量守恒,以向右为正方向,设爆炸后甲物体的速度为功,乙物体的速度为,由动量守恒定律得
将代入解得
负号表示速度方向与正方向相反
由能量守恒定律得
代人数据解得
(2)甲、乙两物体分离后,甲物体向右匀减速滑行,乙物体向左匀减速滑行,根据牛顿第二定律得甲物体滑行的加速度大小
a1
乙物体滑行的加速度大小
从分离到甲物体停止运动,经过的时间
甲物体运动的位移为
从分离到乙物体停止运动,经过的时间
乙物体运动的位移为
故甲、乙两物体分离2 s后两者之间的距离
答案第1页,共2页
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