1.6反冲现象 火箭 学案(原卷版+解析版)

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名称 1.6反冲现象 火箭 学案(原卷版+解析版)
格式 zip
文件大小 2.4MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-07-04 09:34:47

文档简介

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1.6反冲现象 火箭
考点一、反冲现象 1
考点二、火箭 3
【巩固练习】 6
考点一、反冲现象
1.定义:一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动的现象.
2.规律:反冲运动中,相互作用力一般较 ,满足
3.反冲现象的应用及防止
(1)应用:农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时,一边喷水一边
(2)防止:用枪射击时,由于枪身的 会影响射击的准确性,所以用枪射击时要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响.
(2022春 青羊区校级期末)炎热的夏季,有一种网红水上娱乐项目“水上飞人”十分火爆,其原理是借助脚下的喷水装置产生向上的反冲动力,让人腾空而起或平衡或变速运动,下列说法正确的是(  )
A.水对装置向上的反冲动力大于装置对水向下的压力
B.人悬空静止一段时间,水的反冲动力对装置做功为零,冲量也为零
C.人悬空静止时,人的机械能可能为零
D.整体向上减速运动时,水的反冲力对装置做负功
(2022春 富平县期末)下列运动不属于反冲运动的有(  )
A.乒乓球碰到墙壁后弹回 B.发射炮弹后炮身后退
C.喷气式飞机喷气飞行 D.火箭升空
(2022秋 南京期中)物理在生活和生产中有广泛应用,以下实例没有利用反冲现象的是(  )
A.乌贼喷水前行 B.电风扇吹风
C.火箭喷气升空 D.飞机喷气加速
(2022 淮安区校级开学)下列属于反冲现象的是(  )
A.乒乓球碰到墙壁后弹回
B.直升飞机上升
C.用力向后蹬地,人向前运动
D.章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动
(多选)(2022春 如皋市月考)下列说法正确的是(  )
A.光波的频率越高,粒子性越明显
B.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
C.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固越好
D.体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力的冲量
考点二、火箭
1.工作原理:喷气式飞机和火箭的飞行应用了 的原理,它们靠 的反冲作用而获得巨大的速度.
2.决定火箭增加的速度Δv的因素
(1)火箭喷出的燃气相对喷气前火箭的速度.
(2)火箭喷出燃气的 与火箭本身质量之比.
(2022秋 奉化区期末)2022年7月13日,我国用长征三号乙型运载火箭成功将天链二号03星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功.关于火箭、反冲现象,下列说法正确的是(  )
A.火箭、汽车的运动都属于反冲运动
B.火箭开始工作后做加速运动的原因是燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭
C.为了减少反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身
D.喷气式飞机、直升机的运动都属于反冲运动
(多选)(2022秋 衢州期末)2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射任务取得圆满成功。下列关于火箭的描述,正确的是(  )
A.增加燃气喷射量可以增大火箭的推力
B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D.火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与火箭之间的相互作用
(2022秋 高新区期中)近年来,我国的航天事业取得巨大成就。关于火箭下列说法正确的是(  )
A.火箭点火后离开地面向上运动,是地面对火箭反作用力的结果
B.为了提高火箭的速度,实际上可以不断的增加火箭的级数
C.火箭喷出燃气速度越大,火箭本身质量与喷出物质质量之比越大,火箭获得速度越大
D.火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能
(2022春 武功县校级月考)2021年10月3日神舟十三号飞船发射成功,神舟十三号飞船采用长征二号火箭发射,在发射过程中靠喷射燃料获得反冲速度,发射初期火箭的速度远小于燃料的喷射速度,可忽略;已知燃料的喷射速度为u,在极短的时间t内火箭喷射的燃料质量为Δm,喷气后神舟飞船与火箭(包括燃料)的总质量为m0,地面附近的重力加速度为g,求:
(1)这过程中飞船和火箭增加的速度大小Δv;
(2)发射初期火箭沿竖直方向运动,不考虑极短时间喷出燃料引起的火箭质量变化,则此时飞船与火箭所获得的平均推力大小。
(2022秋 东城区期末)2021年10月3日神舟十三号飞船发射成功,神舟十三号与中国空间站的天和核心舱对接后,与空间站一起绕地球做匀速圆周运动,三位宇航员将在空间站驻留六个月从事科学等各项研究工作。已知我国空间站距离地球表面的高度为h,空间站(包括神舟十三号飞船与核心舱对接后)总质量为m,地球质量为M,地球半径为R。
(1)求空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T;
(2)神舟十三号飞船采用长征二号火箭发射,在发射过程中靠喷射燃料获得反冲速度,发射初期火箭的速度远小于燃料的喷射速度,可忽略;已知燃料的喷射速度为u,在极
短的时间内火箭喷射的燃料质量为Δm,喷气后神舟飞船与火箭(包括燃料)的总质量为m0,求这过程中飞船和火箭增加的速度大小Δv;
(3)在空间站中,宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适,科学家设想建造一种环形空间站,如图所示。圆环绕中心匀速旋转,宇航员站在旋转舱内的侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g,圆环的半径为r,宇航员可视为质点,为达到目的,旋转舱绕其轴线匀速转动的角速度应为多大?
反冲运动的应用——“人船模型”
1.“人船模型”问题
两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒.
2.人船模型的特点
(1)两物体满足动量守恒定律:m11-m22=0.
(2)运动特点:人动船动,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右,人、船位移比等于它们质量的反比,即=.
类人船模型
(2)反冲运动的三个特点
(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动.
(2)反冲运动中,相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力,所以两部分组成的系统动量守恒或在某一方向动量守恒.
(3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的机械能增加.
3.讨论反冲运动应注意的两个问题
(1)速度的方向性:对于原来静止的整体,可任意规定某一部分的运动方向为正方向,则反方向的另一部分的速度就要取负值.
(2)速度的相对性:反冲问题中,若已知相互作用的两物体的相对速度,应先将相对速度转换成相对地面的速度,再列动量守恒方程.
【巩固练习】
(2022春 沙坪坝区校级期末)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(  )
A.火箭吸入空气,然后向后排出,空气对火箭的反作用力推动火箭
B.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭
C.火箭发动机用力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
D.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭
(2022秋 东莞市期末)火箭发射后,在升空过程中向后喷出高速燃气,从而获得较大前进速度。那么,制约火箭获得速度的因素是(  )
A.火箭初始质量和喷出气体速度(对地)
B.火箭喷出气体总质量和喷气速度(对地)
C.火箭初始质量和喷出气体总质量
D.火箭喷气速度(对地)和火箭始末质量比
(多选)(2022秋 上城区校级期中)2022年10月13日6时53分,太原卫星发射中心用长征二号丙运载火箭成功将环境减灾二号E星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。下列关于火箭的描述,正确的是(  )
A.增加单位时间内燃气的喷射量可以增大火箭的推力
B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D.火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与发射台之间的相互作用
(2022秋 莲池区校级月考)一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v1,加速后航天器的速度大小v2,则喷出气体的质量m为(  )
A. B.
C. D.
(多选)(2022秋 宁波期中)为完成某种空间探测任务,需要在太空站上发射空间探测器,探测器通过向后喷气而获得反冲力使其加速.已知探测器的质量为M,每秒钟喷出的气体质量为m,喷射气体的功率恒为P,不计喷气后探测器的质量变化.则(  )
A.喷出气体的速度为
B.喷气Δt秒后探测器获得的动能为
C.喷出气体的速度为
D.喷气Δt秒后探测器获得的动能为
(多选)(2022春 张家口期末)章鱼遇到危险时可将吸入体内的水在极短时间内向后喷出,由此获得一个反冲速度,从而迅速向前逃窜完成自救.假设有一只章鱼吸满水后的总质量为M,静止悬浮在水中一次喷射出质量为m的水,喷射速度大小为v0,章鱼体表光滑,则以下说法中正确的是(  )
A.喷水的过程中,章鱼和喷出的水组成的系统动量守恒
B.喷水的过程中,章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒
C.章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为
D.章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为
(2020秋 东港区校级月考)一架喷气式飞机质量为M,当水平飞行速度为v时,连续不断向后喷气。每次喷出气体的质量均为m,喷出气体相对飞机的速度均为u。求:
(1)第n次喷气时飞机的速度增大了多少?
(2)若10m<M,则第10次喷气后飞机速度多大?
(3)若10m<M,10次喷气所用时间为t,则该过程中飞机受到的平均反冲力多大?
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1.6反冲现象 火箭
考点一、反冲现象 1
考点二、火箭 4
【巩固练习】 9
考点一、反冲现象
1.定义:一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动的现象.
2.规律:反冲运动中,相互作用力一般较大,满足动量守恒定律.
3.反冲现象的应用及防止
(1)应用:农田、园林的喷灌装置利用反冲使水从喷口喷出时,一边喷水一边旋转.
(2)防止:用枪射击时,由于枪身的反冲会影响射击的准确性,所以用枪射击时要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响.
(2022春 青羊区校级期末)炎热的夏季,有一种网红水上娱乐项目“水上飞人”十分火爆,其原理是借助脚下的喷水装置产生向上的反冲动力,让人腾空而起或平衡或变速运动,下列说法正确的是(  )
A.水对装置向上的反冲动力大于装置对水向下的压力
B.人悬空静止一段时间,水的反冲动力对装置做功为零,冲量也为零
C.人悬空静止时,人的机械能可能为零
D.整体向上减速运动时,水的反冲力对装置做负功
【解答】解:A、喷水装置向上的反冲力与装置对水向下的压力是相互作用力,二者大小相等,故A错误;
B、人悬空静止时,水的反冲动力对装置不做功但是有冲量,故B错误;
C、人悬空静止时动能为0,若以该点为零势能面,则机械能为0,故C正确;
D、整体向上减速运动时,位移向上与水的反冲力同方向,所以水的反冲力对装置做正功,故D错误。
故选:C。
(2022春 富平县期末)下列运动不属于反冲运动的有(  )
A.乒乓球碰到墙壁后弹回 B.发射炮弹后炮身后退
C.喷气式飞机喷气飞行 D.火箭升空
【解答】解:静止的物体在内力的作用下分裂为两部分。一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动。这种现象就叫做反冲,故A错误,BCD正确;
本题选不属于反冲的,故选:A。
(2022秋 南京期中)物理在生活和生产中有广泛应用,以下实例没有利用反冲现象的是(  )
A.乌贼喷水前行
B.电风扇吹风
C.火箭喷气升空
D.飞机喷气加速
【解答】解:A、乌贼向前喷水从而使自己向后游动,运用了反冲运动的原理;
B、风扇通过扇叶的转动带动空气流动,没有利用反冲运动;
C、火箭喷气升空通过喷气的方式改变速度,是利用了反冲原理;
D、飞机喷气加速是喷气的方式改变速度,是利用了反冲原理。
本题考查没有利用反冲现象的,
故选:B。
(2022 淮安区校级开学)下列属于反冲现象的是(  )
A.乒乓球碰到墙壁后弹回
B.直升飞机上升
C.用力向后蹬地,人向前运动
D.章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动
【解答】解:A、乒乓球碰到墙壁后弹回是因为受到了墙壁的作用力,不是反冲,故A错误;
B、直升飞机是利用空气的浮力上升的,不属于反冲运动,故B错误;
C、用力向后蹬地,人向前运动,是人脚与外部地面的作用,不属于反冲,故C错误;
D、章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动,章鱼向某个方向喷水时,章鱼受到沿喷水方向相反的作用力,向喷水的反方向运动,二者相互作用力是系统内力,是反冲现象,故D正确。
故选:D。
(多选)(2022春 如皋市月考)下列说法正确的是(  )
A.光波的频率越高,粒子性越明显
B.火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
C.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,发动机舱越坚固越好
D.体操运动员在着地时屈腿是为了减小地面对运动员的作用力的冲量
【解答】解:A.按照爱因斯坦的光量子理论知,光子能量为E=hν,即光的频率越高,光的能量就越大,粒子性越明显,A正确;
B.根据反冲运动的特点与应用可知,火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度,故B正确;
C.为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,由I=Ft可知,就要延长碰撞的时间,位于车体前部的发动机舱不能太坚固,故C错误;
D.体操运动员在落地的过程中,动量变化一定。由动量定理可知,运动员受到的冲量I一定;由I=Ft可知,
体操运动员在着地时屈腿是延长时间t,可以减小运动员所受到的平均冲力F,故D错误;
故选:AB。
考点二、火箭
1.工作原理:喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理,它们靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度.
2.决定火箭增加的速度Δv的因素
(1)火箭喷出的燃气相对喷气前火箭的速度.
(2)火箭喷出燃气的质量与火箭本身质量之比.
(2022秋 奉化区期末)2022年7月13日,我国用长征三号乙型运载火箭成功将天链二号03星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功.关于火箭、反冲现象,下列说法正确的是(  )
A.火箭、汽车的运动都属于反冲运动
B.火箭开始工作后做加速运动的原因是燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭
C.为了减少反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身
D.喷气式飞机、直升机的运动都属于反冲运动
【解答】解:A、汽车的运动是由汽车的牵引力拉汽车前进,不属于反冲运动,火箭的运动是利用喷气的方式而获得动力,属于反冲运动,故A错误;
B、火箭开始工作后做加速运动的原因是燃料燃烧产生气体,气体的反作用力推动火箭,故B错误;
C、用枪射击时要用肩部抵住枪身是可以防止枪身快速后退而造成伤害,是为了减少反冲的影响,故C正确;
D、喷气式飞机利用了气体的反冲作用而获得动力,属于反冲运动,直升飞机的运动是利用空气的反作用力的原理制成的,不属于反冲运动,故D错误。
故选:C。
(多选)(2022秋 衢州期末)2022年11月29日23时08分,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,发射任务取得圆满成功。下列关于火箭的描述,正确的是(  )
A.增加燃气喷射量可以增大火箭的推力
B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D.火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与火箭之间的相互作用
【解答】解:AB.根据动量定理可知FΔt=mΔv,F,增加燃气喷射量可以增大冲量,未控制时间不变,不能确定火箭的推力F一定增大,故A错误,而增大燃气相对于火箭的喷射速度,同时时间t也将变短,由F可知,可以增大火箭的推力F,故B正确;
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时,燃气相对火箭仍有速度,仍可使得火箭加速,故C错误;
D.火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与火箭之间的相互作用力,故D正确。
故选:BD。
(2022秋 高新区期中)近年来,我国的航天事业取得巨大成就。关于火箭下列说法正确的是(  )
A.火箭点火后离开地面向上运动,是地面对火箭反作用力的结果
B.为了提高火箭的速度,实际上可以不断的增加火箭的级数
C.火箭喷出燃气速度越大,火箭本身质量与喷出物质质量之比越大,火箭获得速度越大
D.火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能
【解答】A、火箭点火,加速上升离开地面过程中,并不是地面对其的反作用,而是气体对其的作用力使其加速上升,故A错误;
B、火箭的级数不可以无限增加,因为增加级数会增大火箭质量,故B错误;
C、设喷出燃气的质量为m,v1为燃气速度,火箭本身质量为M,v2为火箭速度,规定向下为正方向,根据动量守恒有mv1﹣Mv2=0,则有
由此可知:火箭喷出燃气速度v1越大,火箭本身质量与火箭喷出物质质量之比越小,火箭获得速度越大,故C错误;
D、根据能量守恒可知火箭获得的机械能来自于燃料燃烧释放的化学能,故D正确。
故选:D。
(2022春 武功县校级月考)2021年10月3日神舟十三号飞船发射成功,神舟十三号飞船采用长征二号火箭发射,在发射过程中靠喷射燃料获得反冲速度,发射初期火箭的速度远小于燃料的喷射速度,可忽略;已知燃料的喷射速度为u,在极短的时间t内火箭喷射的燃料质量为Δm,喷气后神舟飞船与火箭(包括燃料)的总质量为m0,地面附近的重力加速度为g,求:
(1)这过程中飞船和火箭增加的速度大小Δv;
(2)发射初期火箭沿竖直方向运动,不考虑极短时间喷出燃料引起的火箭质量变化,则此时飞船与火箭所获得的平均推力大小。
【解答】解:(1)以火箭为参考系,设竖直向上为正方向,根据动量守恒定律得:﹣Δm u+m0 Δv=0
解得这过程中飞船和火箭增加的速度大小Δv为:Δv
(2)发射初期火箭沿竖直方向运动,不考虑极短时间喷出燃料引起的火箭质量变化,规定竖直向下为正方向,对火箭喷射的燃料,由动量定理得:
Ft=Δm Δv
联立解得燃料受到的作用力为:F
根据牛顿第三定律,可得飞船与火箭所获得的平均推力大小为:F′=F
答:(1)这过程中飞船和火箭增加的速度大小Δv为;
(2)此时飞船与火箭所获得的平均推力大小为。
(2022秋 东城区期末)2021年10月3日神舟十三号飞船发射成功,神舟十三号与中国空间站的天和核心舱对接后,与空间站一起绕地球做匀速圆周运动,三位宇航员将在空间站驻留六个月从事科学等各项研究工作。已知我国空间站距离地球表面的高度为h,空间站(包括神舟十三号飞船与核心舱对接后)总质量为m,地球质量为M,地球半径为R。
(1)求空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T;
(2)神舟十三号飞船采用长征二号火箭发射,在发射过程中靠喷射燃料获得反冲速度,发射初期火箭的速度远小于燃料的喷射速度,可忽略;已知燃料的喷射速度为u,在极
短的时间内火箭喷射的燃料质量为Δm,喷气后神舟飞船与火箭(包括燃料)的总质量为m0,求这过程中飞船和火箭增加的速度大小Δv;
(3)在空间站中,宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适,科学家设想建造一种环形空间站,如图所示。圆环绕中心匀速旋转,宇航员站在旋转舱内的侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为g,圆环的半径为r,宇航员可视为质点,为达到目的,旋转舱绕其轴线匀速转动的角速度应为多大?
【解答】解:(1)空间站绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,则有:解得:T
(2)以火箭为参考系,设竖直向上为正,根据动量守恒定律得:
﹣Δm u+m0 Δv=0
解得:Δv
(3)设地球表面的物体质量为m0,在不考虑地球自转时有:m0g,
当人随空间站一起自转且加速度为g时,可获得与地球表面相同的重力,所以m0g,
解得:ω
答:(1)空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T为;
(2)这过程中飞船和火箭增加的速度大小Δv为;
(3)旋转舱绕其轴线匀速转动的角速度应为。
反冲运动的应用——“人船模型”
1.“人船模型”问题
两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为零,则动量守恒.
2.人船模型的特点
(1)两物体满足动量守恒定律:m11-m22=0.
(2)运动特点:人动船动,人停船停,人快船快,人慢船慢,人左船右,人、船位移比等于它们质量的反比,即=.
类人船模型
(2)反冲运动的三个特点
(1)物体的不同部分在内力作用下向相反方向运动.
(2)反冲运动中,相互作用的内力一般情况下远大于外力或在某一方向上内力远大于外力,所以两部分组成的系统动量守恒或在某一方向动量守恒.
(3)反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的机械能增加.
3.讨论反冲运动应注意的两个问题
(1)速度的方向性:对于原来静止的整体,可任意规定某一部分的运动方向为正方向,则反方向的另一部分的速度就要取负值.
(2)速度的相对性:反冲问题中,若已知相互作用的两物体的相对速度,应先将相对速度转换成相对地面的速度,再列动量守恒方程.
【巩固练习】
(2022春 沙坪坝区校级期末)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(  )
A.火箭吸入空气,然后向后排出,空气对火箭的反作用力推动火箭
B.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭
C.火箭发动机用力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
D.燃料燃烧推动空气,空气反作用力推动火箭
【解答】解:由于反冲运动的作用,火箭燃料燃烧产生的气体给火箭一个反作用力使火箭加速运动,这个反作用力并不是空气给的,故C正确,ABD错误。
故选:C。
(2022秋 东莞市期末)火箭发射后,在升空过程中向后喷出高速燃气,从而获得较大前进速度。那么,制约火箭获得速度的因素是(  )
A.火箭初始质量和喷出气体速度(对地)
B.火箭喷出气体总质量和喷气速度(对地)
C.火箭初始质量和喷出气体总质量
D.火箭喷气速度(对地)和火箭始末质量比
【解答】解:分别用M、m表示火箭初始质量和燃料耗尽时的质量,v0表示喷气速度大小,火箭喷气过程系统动量守恒,以竖直向上为正方向,由动量守恒定律得:mv﹣(M﹣m)v0=0,解得,v=()v0,故火箭最大速度v的制约因素是火箭喷气速度和火箭始末质量比,故ABC错误,D正确;
故选:D。
(多选)(2022秋 上城区校级期中)2022年10月13日6时53分,太原卫星发射中心用长征二号丙运载火箭成功将环境减灾二号E星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。下列关于火箭的描述,正确的是(  )
A.增加单位时间内燃气的喷射量可以增大火箭的推力
B.增大燃气相对于火箭的喷射速度可以增大火箭的推力
C.当燃气喷出火箭喷口的速度相对于地面为零时火箭就不再加速
D.火箭发射时获得的推力来自于喷出的燃气与发射台之间的相互作用
【解答】解:AB、根据动量定理可知Ft=mΔv,F,增加单位时间的喷射量可以增加火箭对气体的力大小,增加喷射燃气的速度可增加火箭对气体的作用力,力的作用是相互的,气体对火箭的反作用力也会变大,故AB正确;
C、火箭喷出燃气的速度相对于地面速度为零,但是燃气的速度相对于火箭的速度不为零,气体和火箭依然存在相互作用力,火箭依然会加速,故C错误;
D、火箭获得的推力是火箭和气体之间的相互作用力,故D错误;
故选:AB。
(2022秋 莲池区校级月考)一质量为M的航天器正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v1,加速后航天器的速度大小v2,则喷出气体的质量m为(  )
A. B.
C. D.
【解答】解:规定航天器的速度方向为正方向,由动量守恒定律可得:Mv0=(M﹣m) v2﹣mv1
解得喷出气体的质量为:
故ABD错误,C正确;
故选:C。
(多选)(2022秋 宁波期中)为完成某种空间探测任务,需要在太空站上发射空间探测器,探测器通过向后喷气而获得反冲力使其加速.已知探测器的质量为M,每秒钟喷出的气体质量为m,喷射气体的功率恒为P,不计喷气后探测器的质量变化.则(  )
A.喷出气体的速度为
B.喷气Δt秒后探测器获得的动能为
C.喷出气体的速度为
D.喷气Δt秒后探测器获得的动能为
【解答】解:AC、根据动能定理可得:
将t=1s代入可得:
v,故A错误,C正确;
BD、选择探测器的运动方向为正方向,根据动量守恒定律可得:
0=Mv1﹣mΔt v
根据动能的计算公式可得:
联立解得:Ek,故B正确,D错误;
故选:BC。
(多选)(2022春 张家口期末)章鱼遇到危险时可将吸入体内的水在极短时间内向后喷出,由此获得一个反冲速度,从而迅速向前逃窜完成自救.假设有一只章鱼吸满水后的总质量为M,静止悬浮在水中一次喷射出质量为m的水,喷射速度大小为v0,章鱼体表光滑,则以下说法中正确的是(  )
A.喷水的过程中,章鱼和喷出的水组成的系统动量守恒
B.喷水的过程中,章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒
C.章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为
D.章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为
【解答】解:A、章鱼喷水过程所用的时间极短,内力远大于外力,外力冲量可忽略不计,则章鱼和喷出的水组成的系统动量守恒,故A正确;
B、在章鱼喷水的过程中,章鱼体内的化学能转化为机械能,系统机械能增加,故B错误;
CD、以章鱼和喷出的水组成的系统为研究对象,规定章鱼喷水后瞬间逃跑的方向为正方向,由动量守恒定律得:0=(M﹣m)v﹣mv0,可得章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为v,故C错误,D正确。
故选:AD。
(2020秋 东港区校级月考)一架喷气式飞机质量为M,当水平飞行速度为v时,连续不断向后喷气。每次喷出气体的质量均为m,喷出气体相对飞机的速度均为u。求:
(1)第n次喷气时飞机的速度增大了多少?
(2)若10m<M,则第10次喷气后飞机速度多大?
(3)若10m<M,10次喷气所用时间为t,则该过程中飞机受到的平均反冲力多大?
【解答】解:(1)飞机喷气过程系统动量守恒,以飞机的速度方向为正方向,设飞机的速度为v,
第1次喷气过程,由动量守恒定律得:
Mv=(M﹣m)v1﹣m(u﹣v1)
解得第1次喷气后飞机速度v1=v
第2次喷气过程,以飞机的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
(M﹣m)v1=(M﹣2m)v2﹣m(u﹣v2)
解得第2次喷气后飞机速度v2=v1
同理第3次喷气,由动量守恒定律得:
(M﹣2m)v2=(M﹣3m)v3﹣m(u﹣v3)
解得第3次喷气后飞机速度v3=v2
同理可得第n次喷气后飞机速度vn=vn﹣1
故第n次喷气后飞机速度增大了Δvn
(2)若10m<<M,则前10次喷气过程中每次喷气后飞机速度增大量Δvn
第10次喷气后飞机速度v10=v
(3)前10次喷气过程中,对飞机,由动量定理得:
Ft=(M﹣10m)v10﹣Mv
解得飞机受到的平均反冲力大小为:
F
答:(1)第n次喷气时飞机的速度增大了。
(2)若10m<M,则第10次喷气后飞机速度大小是v。
(3)若10m<M,10次喷气所用时间为t,则该过程中飞机受到的平均反冲力大小是。
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