2019-2020学年人教新课标选修3-5 16.5反冲运动 火箭 达标作业(解析版)

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名称 2019-2020学年人教新课标选修3-5 16.5反冲运动 火箭 达标作业(解析版)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2020-02-11 22:36:33

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文档简介

16.5反冲运动火箭
达标作业(解析版)
1.如图所示,光滑水平面上停着一辆小车,小车的固定支架左端用不计质量的细线系一个小铁球.开始将小铁球提起到图示位置,然后无初速释放.在小铁球来回摆动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小车和小球系统动量守恒
B.小球向右摆动过程小车一直向左加速运动
C.小球摆到右方最高点时刻,由于惯性,小车仍在向左运动
D.小球摆到最低点时,小车的速度最大
2.将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)
A.30 B.5.7×102
C.6.0×102 D.6.3×102
3.人的质量m=60kg,船的质量M=240kg,若船用缆绳固定,船离岸1.5m时,人可以跃上岸.若撤去缆绳,如图所示,人要安全跃上岸,船离岸至多为(不计水的阻力,两次人消耗的能量相等,两次从离开船到跃上岸所用的时间相等)(   )
A.1.5m B.1.2m C.1.34m D.1.1m
4.光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为α的斜面体A,斜面体质量为M、底边长为L,如图所示.将一质量为m、可视为质点的滑块B从斜面的顶端由静止释放,滑块B经过时间t刚好滑到斜面底端.此过程中斜面对滑块的支持力大小为FN,则下列说法中正确的是(  )
A.FN=mgcos α
B.滑块下滑过程中支持力对B的冲量大小为FNtcos α
C.滑块B下滑的过程中A、B组成的系统动量守恒
D.此过程中斜面体向左滑动的距离为L
5.2019年1月3日早上,“嫦娥四号”探测器从距离月面15公里处开始实施动力下降,不断接近月球。在距月面某高度处开始缓速下降,对障碍物和坡度进行识别,并自主避障,30s后降落在月面。若“嫦娥四号”的质量为1.2×103kg,月球表面的重力加速度大小为1.6m/s2,悬停时,发动机向下喷出速度为3.6×103m/s的高温高压气体,则探测器在缓速下降的30s内消耗的燃料质量约为(认为探测器的质量不变)
A.4kg
B.16kg
C.80kg
D.160kg
6.如图,质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆狐轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点,质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点.已知小车质量M=3m,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则( )
A.全程滑块水平方向相对地面的位移R+L
B.全程小车相对地面的位移大小
C.小车运动过程中的最大速度
D.μ.L.R三者之间的关系为
7.有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出,到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东,在最高点爆炸成质量不等的两块,其中一块质量为2m,速度大小为v,方向水平向东,则另一块的速度是(  )
A.3v0-v B.2v0-3v
C.3v0-2v D.2v0+v
8.小车AB静置于光滑的水平面上,A端固定一个轻质弹簧,B端粘有橡皮泥,AB车的质量为M、长为L,质量为m的木块C放在小车上,用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时AB与C都处于静止状态,如图所示,当突然烧断细绳,弹簧被释放,使物体C离开弹簧向B端冲去,并跟B端橡皮泥黏在一起,以下说法中正确的是(  )
A.如果AB车内表面光滑,整个系统任何时刻机械能都守恒
B.整个系统任何时刻动量都守恒
C.当木块对地运动速度大小为v时,小车对地运动速度大小为v
D.AB车向左运动最大位移大于
9.质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。初始时小物块停在箱子正中间,如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间,井与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为( )
A. B.
C. D.
10.如图所示,放在光滑水平桌面上的A、B木块之间夹一被压缩的弹簧。现释放弹簧,A、B木块被弹开后,各自在桌面上滑行一段距离飞离桌面。A落地点距桌边水平距离为0.5m,B落地点距桌边水平距离为1m,则
A.A、B离开弹簧时的速度比为1:2
B.A、B离开弹簧时的速度比为1:1
C.A、B质量之比为1:2
D.A、B质量之比为2:1
11.一列火车总质量为M,在平直轨道上以速度v匀速行驶,突然最后一节质量为m的车厢脱钩,假设火车所受的阻力与质量成正比,牵引力不变,当最后一节车厢刚好静止时,前面火车的速度大小为多少?
12.一礼炮车(不包含礼炮弹)的质量为M=2000kg,礼炮弹的质量为m=5kg,发射时炮口和水平地面成60°角,在某次试射礼炮弹成功后,礼炮车在水平地面上后退了0.1m,若礼炮车受到的地面阻力是车重的一半,不考虑炮弹发射时间,重力加速度g取10m/s2,求礼炮弹离开炮口时的速度大小。
13.将总质量为1.05kg的模型火箭点火升空,在0.02s时间内有50g燃气以大小为200m/s的速度从火箭尾部喷出.在燃气喷出过程,火箭获得的平均推力为_____N,在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为_____m/s(燃气喷出过程中重力和空气阻力可忽略).
14.一静止在湖面上的小船质量为100kg,船上一个质量为60kg的人,以6m/s的水平速度向后跳离此小船,则人离开小船瞬间,小船的速度大小为________m/s。
若船长为10m,则当此人由船头走到船尾时,船移动的距离为________m。(不计水的阻力和风力影响)
参考答案
1.D
【解析】
【详解】
小车与小球组成的系统在水平方向动量守恒,在竖直方向动量不守恒,系统整体动量不守恒,故A错误;小球从图示位置下摆到最低点,小车受力向左加速运动,当小球到最低点时,小车速度最大。当小球从最低点向右边运动时,小车向左减速,当小球运动到与左边图示位置相对称的位置时,小车静止。故小球向右摆动过程小车先向左加速运动,后向左减速运动,小球摆到最低点时,小车的速度最大,故BC错误,D正确.
2.A
【解析】
开始总动量为零,规定气体喷出的方向为正方向,根据动量守恒定律得,0=m1v1+p,解得火箭的动量,负号表示方向,故A正确,BCD错误;
【点睛】解决本题的关键掌握动量守恒定律的条件,以及知道在运用动量守恒定律时,速度必须相对于地面为参考系。
3.C
【解析】
【详解】
以人的方向为正方向,撤去缆绳,由动量守恒定律可知,0=mv1-Mv2;
由于两次人消耗的能量相等,故人跳起时的动能不变;
则由功能关系可知:
解得:
所以,故C正确.
4.D
【解析】
当滑块B相对于斜面加速下滑时,斜面A水平向左加速运动,所以滑块B相对于地面的加速度方向不再沿斜面方向,即沿垂直于斜面方向的合外力不再为零,所以斜面对滑块的支持力不等于,A错误;滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为,B错误;由于滑块B有竖直方向的分加速度,所以系统竖直方向合外力不为零,系统的动量不守恒,C错误;系统水平方向不受外力,水平方向动量守恒,设A、B两者水平位移大小分别为,则,,解得,D正确;故选D.
5.B
【解析】
【详解】
“嫦娥四号”在月球表面受到的重力大小 ,悬停时发动机产生的推力与“嫦娥四号”所受的重力大小相等,由反冲运动和动量定理可知缓慢下降过程中消耗的燃料质量,故 B正确,ACD错误;故选B
6.B
【解析】
【详解】
小车和滑块系统在水平方向动量守恒,全程小车相对地面的位移大小为s,则由动量守恒定律结合“人船模型”:,解得s=(R+L);滑块水平方向相对地面的位移为:(R+L),选项A错误,B正确;滑块到达B点时,小车的速度最大,小车与滑块组成的系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv-Mvm=0,滑块从A到B过程,由能量守恒定律得:mgR=mv2+Mvm2,解得:vm=;选项C错误;滑块到达C点时,系统的速度变为零,由能量关系可知:,即R=μL,选项D错误;故选B.
【点睛】
该题主要考查系统水平方向动量守恒和能量守恒的问题,求解两物体的位移,往往根据平均速度研究,也可直接用“人船模型”列式子;也可以根据题目提供的特殊的条件:在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的3倍,不使用动量守恒定律.
7.C
【解析】
爆竹在最高点速度大小为v0、方向水平向东,爆炸前动量为3mv0,其中一块质量为2m,速度大小为v,方向水平向东,设爆炸后另一块瞬时速度大小为v′,取爆竹到最高点未爆炸前的速度方向为正方向,爆炸过程水平方向动量守恒,
则有:3mv0=2mv+m?v′
解得:v′=3v0?2v
故选C
【名师点睛】
爆竹在最高点速度方向水平,爆炸时水平方向动量守恒,由动量守恒定律可求出爆炸后另一块的速度大小.
8.BC
【解析】
【详解】
AB与C这一系统所受合外力为零,系统在整个过程中动量守恒,但粘接过程有机械能损失。根据动量守恒有:
则有:
同时该系统属于人船模型,则有:
所以车向左的位移应为:

故AD错误,BC正确;
故选BC。
9.BD
【解析】
试题分析:设物块与箱子相对静止时共同速度为V,则由动量守恒定律得,得,系统损失的动能为,B正确,AC错误.根据能量守恒定律得知,系统产生的内能等于系统损失的动能,根据功能关系得知,系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功,则有.D正确,
故选BD
考点:动量守恒定律;功能关系.
点评:两个相对运动的物体,当它们的运动速度相等时候,往往是最大距离或者最小距离的临界条件.本题是以两物体多次碰撞为载体,综合考查功能原理,动量守恒定 律,要求学生能依据题干和选项暗示,从两个不同角度探求系统动能的损失.又由于本题是陈题翻新,一部分学生易陷入某种思维定势漏选B或者D,另一方面,若 不仔细分析,易认为从起点开始到发生第一次碰撞相对路程为,则发生N次碰撞,相对路程为,而错选C.
10.AD
【解析】
【分析】
A、B离开桌面后都做平抛运动,它们抛出点的高度相同,运动时间相等,由水平位移可以求出它们的初速度关系,弹簧弹开物体过程中,系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出它们的质量关系;
【详解】
A、A和B离开桌面后做平抛运动,下落的高度相同,它们的运动时间相等,由得速度之比:,故A正确,B错误;
C、弹簧弹开物体的过程,两物体及弹簧组成的系统动量守恒,取向左为正方向,由动量守恒定律得:,则质量之比:,故C错误,D正确。
【点睛】
解决本题的关键要掌握平抛运动的规律,知道弹簧弹开物体的过程,系统的动量守恒,再结合动量守恒定律进行求解即可。
11.Mv/(M-m)
【解析】
因整车匀速运动,故整体合外力为零;脱钩后合外力仍为零,系统的动量守恒.
取列车原来速度方向为正方向.由动量守恒定律,可得 解得,前面列车的速度为;
12.800m/s
【解析】
【详解】
设炮弹离开炮口时速度大小为,炮车后退速度为,炮车后退过程中由动能定理可得
取炮车后退方向为正,炮弹离开炮口瞬间,炮弹和炮车在水平方向符合动量守恒。则在水平方向由动量守恒得
解得的
=800m/s
13.500 10
【解析】
【分析】
根据动能定理可求燃气获得的平均推力,根据牛顿第三定律可知火箭获得的平均推力,在喷气的很短时间内,火箭和燃气组成的系统动量守恒,结合动量守恒定律求出火箭的速度大小;
【详解】
在燃气喷出过程,以燃气为对象,规定火箭的速度方向为正方向,根据动能定理可得:,解得,根据牛顿第三定律可得火箭获得的平均推力为500N;喷射前后系统的动量守恒,根据动量守恒定律得,解得火箭的速度大小;
14.3.6 3.75
【解析】
【详解】
规定人跳出的方向为正方向.选择河面为参照系.人跳离此小船前后小船与船上人动量守恒.0=m人v人-m船v船,解得:v船=3.6m/s.
设当人从船头走向船尾时,船后退的距离为x,则对人船系统:0=m人(L-x)-m船x,解得x=3.75m.