2019-2020学年人教新课标选修3-5 16.5反冲运动 火箭 同步练习（解析版)
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年人教新课标选修3-5 16.5反冲运动 火箭 同步练习（解析版) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 139.6KB | ||
| 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 | 2020-02-18 00:28:15 | ||
图片预览
文档简介
16.5反冲运动火箭
同步练习（解析版)
1．下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲原理的是（ ）
A．喷灌装置的自动旋转
B．章鱼在水中前行和转向
C．运载火箭发射过程
D．码头边轮胎的保护作用
2．在光滑水平面上甲、乙两车相向而行，甲的速率为 ，乙的速率也为，甲车和车上人的总质量为10，乙车和车上人及货包的总质量为12，单个货包质量为，为不使两车相撞，乙车上的人以相对地面为v＝11的速率将货包抛出给甲车上的人，求：为使两车不相撞，乙车上的人应抛出货包的最小数量（ ）
A．10个 B．11个 C．12个 D．20个
3．“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是
A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力
B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C．喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D．在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒
4．载人气球开始静止于高h的高空，气球质量为M，人的质量为m．若人沿绳梯滑至地面，则绳梯的长度至少为（ ）
A． B．
C． D．
5．有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L．已知他的自身质量为m，水的阻力不计，船的质量为( )
A． B．
C． D．
6．如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )
A．v0＋(v0＋v) B．v0－v
C．v0＋v D．v0＋(v0－v)
7．质量为M的小船静止在水中，质量为m的人站在船头．当人从船头走到船尾时，测得船对地的位移为l．不计水的阻力，则船的长度为（ ）
A． B． C． D．
8．有一条窄长小船停靠在湖边码头，某同学想用一个卷尺粗略测定它的质量。他首先使船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，然后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，船长为L，已知他自身的质量为m，则船的质量M为
A． B． C． D．
9．在以下叙述的现象中利用了反冲现象的实例有（）
A．火箭喷气升空 B．射水鱼喷水捕食
C．章鱼喷水快速退游 D．潜水艇排水浮出
10．A、B两船的质量均为M，它们都静止在平静的湖面上，当A船上质量为的人以水平 速度v从A船跳到B船，再从B船跳回A船．设水对船的阻力不计，经多次跳跃后，人最终跳到B船上，则( )
A．A、B(包括人)速度大小之比为2∶3
B．A、B(包括人)动量大小之比为1∶1
C．A、B(包括人)动量之和为零
D．因跳跃次数未知，故以上答案均无法确定
11．一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s．设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒钟喷气20次．
（1）当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？
（2）运动第1 s末，火箭的速度多大？
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．总质量为M的火箭正以速度v水平飞行,若以相对自身的速度u向相反方向喷出质量为m的气体,火箭的速度变为____,在此过程中,系统的机械能增加了____．
14．有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）。一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：他将船平行码头自由停泊，在岸上记下船尾的位置，然后轻轻从船尾上船走到船头后下船，用卷尺测出哪几个距离，他还需知道自身的质量m，才能测出渔船的质量M。
请你回答下列问题：
①该同学是根据______定律来估测小船质量的；
②该同学测出的数据有：船长L和船后退距离d，则所测渔船的质量表达式为______。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故属于反冲运动，故A错误； 章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用，故B错误；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错误；码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用了反冲作用，故D正确。
2．A
【解析】
【详解】
规定水平向左为正方向，两车刚好不相撞，则两车速度相等，系统动量守恒，由动量守恒定律得：12mv0-10mv0=（12m+10m）v共，解得v共=；对甲及从甲车上接收到的小球，由动量守恒定律得： ，解得：n=10；故选A.
【点睛】
两辆车、小孩以及小球整个系统在作用的过程中动量守恒，抓住恰好不相撞时，两车速度相等，运用动量守恒定律即可求解.
3．B
【解析】
【分析】
火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒，喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动。
【详解】
A、火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A错误；
B、在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有，解得火箭的速度大小为，故B正确；
C、喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得上升的最大高度为，故C错误；
D、在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误；
故选B。
【点睛】
关键是、在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒；在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒。
4．D
【解析】
【详解】
设人沿绳梯滑至地面，绳梯长度至少为L．以人和气球的系统为研究对象，竖直方向动量守恒，规定竖直向下为正方向可得：0=Mv2+mv1① 人沿绳梯滑至地面时，气球上升的高度为L-h，速度大小 ，② 人相对于地面下降的高度为h，速度大小为 ③ 将②③代入①得 ?解得，故选D.
5．A
【解析】
【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．取船的速度为正方向．则，；根据动量守恒定律：Mv-mv′=0，则得： ，解得船的质量： ,故选A．
6．A
【解析】
【详解】
人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：（M+m）v0=Mv′-mv，解得：v′=v0+（v0+v）；
A. v0＋(v0＋v)，与结论相符，选项A正确；
B. v0－v，与结论不相符，选项B错误；
C. v0＋v，与结论不相符，选项C错误；
D. v0＋(v0－v) ，与结论不相符，选项D错误；
7．B
【解析】
【详解】
船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行进，船向后退，规定人速度方向为正方向，令船的长度为，有：
则有：
解得船的长度为：
A.与分析不符，故A错误；
B.与分析相符，故B正确；
C.与分析不符，故C错误；
D.与分析不符，故D错误．
8．B
【解析】
【详解】
根据题意，人从船尾走到船头过程中，动量守恒，则有
Mv0=mv
即
Md=m（L－d）
解得船的质量为
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论相符，选项B正确；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误；
9．AC
【解析】火箭喷气升空通过喷气的方式改变速度，从而改变轨道，运用了反冲运动的原理，章鱼通过喷水快速退游也是利用了反冲原理；而射水鱼喷水捕食时，鱼没有获得速度，故不属于反冲；潜水艇排水浮出是利用浮力的改变，也不属于反冲，故AC正确，BD错误．故选AC．
10．BC
【解析】
【详解】
AB、以人与两船组成的系统为研究对象，人在跳跃过程中总动量守恒，初态总动量为0，所以A、B两船(包括人)的动量大小之比总是1:1；最终人在B船上，以系统为研究对象，在整个过程中，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，故B正确，A错误；
C、由于系统动量守恒，系统初动量为零，由动量守恒定律可知，系统末动量为零，即：A、B(包括人)动量之和为零，故C正确；
D、根据题意，应用都动量守恒定律可以求出速度之比、动量之比、动量之和，故D错误；
故选BC。
【点睛】
对系统应用动量守恒定律求出动量之比，然后求出船的速度之比，根据动量守恒定律求出系统总动量。
11．（1）2 m/s （2）13．5 m/s
【解析】
（1）选取整体为研究对象，运用动量守恒定律求解．
设喷出三次气体后火箭的速度为v3，
以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律得：
（M－3m）v3－3mv＝0，
v3＝＝2 m/s
（2）发动机每秒钟喷气20次，以火箭和喷出的20次气体为研究对象，根据动量守恒定律得：
（M－20m）v20－20mv＝0，
v20＝＝13．5 m/s．
12．
【解析】
【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：12mv0=11mv1-mv，甲船与货物：10m×2v0-mv=11mv2，两船不相撞的条件是：v2≤v1，解得：v≥4v0，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．v'=v+u ΔE=mu2
【解析】
【详解】
以火箭和喷出的气体为研究对象，以火箭飞行的方向为正方向，由动量守恒定律得：，得：；机械能增加了：，代入得：．
14．动量守恒 M=
【解析】
【详解】
①由题意可知，小船和人在相互作用过程中所受的外力之和为零，故系统动量守恒，该同学是根据动量守恒定律来估测小船质量的；
②取船的速度方向为正，根据动量守恒定律得：
Mv-mv′=0
即有：
得：
同步练习（解析版)
1．下列图片所描述的事例或应用中，没有利用反冲原理的是（ ）
A．喷灌装置的自动旋转
B．章鱼在水中前行和转向
C．运载火箭发射过程
D．码头边轮胎的保护作用
2．在光滑水平面上甲、乙两车相向而行，甲的速率为 ，乙的速率也为，甲车和车上人的总质量为10，乙车和车上人及货包的总质量为12，单个货包质量为，为不使两车相撞，乙车上的人以相对地面为v＝11的速率将货包抛出给甲车上的人，求：为使两车不相撞，乙车上的人应抛出货包的最小数量（ ）
A．10个 B．11个 C．12个 D．20个
3．“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是
A．火箭的推力来源于空气对它的反作用力
B．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
C．喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D．在火箭喷气过程中，万户及所携设备机械能守恒
4．载人气球开始静止于高h的高空，气球质量为M，人的质量为m．若人沿绳梯滑至地面，则绳梯的长度至少为（ ）
A． B．
C． D．
5．有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船．用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L．已知他的自身质量为m，水的阻力不计，船的质量为( )
A． B．
C． D．
6．如图所示，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在船尾，相对小船静止．若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )
A．v0＋(v0＋v) B．v0－v
C．v0＋v D．v0＋(v0－v)
7．质量为M的小船静止在水中，质量为m的人站在船头．当人从船头走到船尾时，测得船对地的位移为l．不计水的阻力，则船的长度为（ ）
A． B． C． D．
8．有一条窄长小船停靠在湖边码头，某同学想用一个卷尺粗略测定它的质量。他首先使船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，然后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，船长为L，已知他自身的质量为m，则船的质量M为
A． B． C． D．
9．在以下叙述的现象中利用了反冲现象的实例有（）
A．火箭喷气升空 B．射水鱼喷水捕食
C．章鱼喷水快速退游 D．潜水艇排水浮出
10．A、B两船的质量均为M，它们都静止在平静的湖面上，当A船上质量为的人以水平 速度v从A船跳到B船，再从B船跳回A船．设水对船的阻力不计，经多次跳跃后，人最终跳到B船上，则( )
A．A、B(包括人)速度大小之比为2∶3
B．A、B(包括人)动量大小之比为1∶1
C．A、B(包括人)动量之和为零
D．因跳跃次数未知，故以上答案均无法确定
11．一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s．设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒钟喷气20次．
（1）当第三次喷出气体后，火箭的速度多大？
（2）运动第1 s末，火箭的速度多大？
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．总质量为M的火箭正以速度v水平飞行,若以相对自身的速度u向相反方向喷出质量为m的气体,火箭的速度变为____,在此过程中,系统的机械能增加了____．
14．有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）。一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：他将船平行码头自由停泊，在岸上记下船尾的位置，然后轻轻从船尾上船走到船头后下船，用卷尺测出哪几个距离，他还需知道自身的质量m，才能测出渔船的质量M。
请你回答下列问题：
①该同学是根据______定律来估测小船质量的；
②该同学测出的数据有：船长L和船后退距离d，则所测渔船的质量表达式为______。
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
喷灌装置的自动旋转是利用水流喷出时的反冲作用而运动的，故属于反冲运动，故A错误； 章鱼在水中前行和转向是利用喷出的水的反冲作用，故B错误；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错误；码头边的轮胎的作用是延长碰撞时间，从而减小作用力，不是利用了反冲作用，故D正确。
2．A
【解析】
【详解】
规定水平向左为正方向，两车刚好不相撞，则两车速度相等，系统动量守恒，由动量守恒定律得：12mv0-10mv0=（12m+10m）v共，解得v共=；对甲及从甲车上接收到的小球，由动量守恒定律得： ，解得：n=10；故选A.
【点睛】
两辆车、小孩以及小球整个系统在作用的过程中动量守恒，抓住恰好不相撞时，两车速度相等，运用动量守恒定律即可求解.
3．B
【解析】
【分析】
火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒，喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动。
【详解】
A、火箭的推力来源于燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对火箭的反作用力，故A错误；
B、在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有，解得火箭的速度大小为，故B正确；
C、喷出燃气后万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得上升的最大高度为，故C错误；
D、在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒，故D错误；
故选B。
【点睛】
关键是、在燃气喷出后的瞬间，视万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)为系统，动量守恒；在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以万户及所携设备机械能不守恒。
4．D
【解析】
【详解】
设人沿绳梯滑至地面，绳梯长度至少为L．以人和气球的系统为研究对象，竖直方向动量守恒，规定竖直向下为正方向可得：0=Mv2+mv1① 人沿绳梯滑至地面时，气球上升的高度为L-h，速度大小 ，② 人相对于地面下降的高度为h，速度大小为 ③ 将②③代入①得 ?解得，故选D.
5．A
【解析】
【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．取船的速度为正方向．则，；根据动量守恒定律：Mv-mv′=0，则得： ，解得船的质量： ,故选A．
6．A
【解析】
【详解】
人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒，规定向右为正方向，由动量守恒定律得：（M+m）v0=Mv′-mv，解得：v′=v0+（v0+v）；
A. v0＋(v0＋v)，与结论相符，选项A正确；
B. v0－v，与结论不相符，选项B错误；
C. v0＋v，与结论不相符，选项C错误；
D. v0＋(v0－v) ，与结论不相符，选项D错误；
7．B
【解析】
【详解】
船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行进，船向后退，规定人速度方向为正方向，令船的长度为，有：
则有：
解得船的长度为：
A.与分析不符，故A错误；
B.与分析相符，故B正确；
C.与分析不符，故C错误；
D.与分析不符，故D错误．
8．B
【解析】
【详解】
根据题意，人从船尾走到船头过程中，动量守恒，则有
Mv0=mv
即
Md=m（L－d）
解得船的质量为
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论相符，选项B正确；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误；
9．AC
【解析】火箭喷气升空通过喷气的方式改变速度，从而改变轨道，运用了反冲运动的原理，章鱼通过喷水快速退游也是利用了反冲原理；而射水鱼喷水捕食时，鱼没有获得速度，故不属于反冲；潜水艇排水浮出是利用浮力的改变，也不属于反冲，故AC正确，BD错误．故选AC．
10．BC
【解析】
【详解】
AB、以人与两船组成的系统为研究对象，人在跳跃过程中总动量守恒，初态总动量为0，所以A、B两船(包括人)的动量大小之比总是1:1；最终人在B船上，以系统为研究对象，在整个过程中，以A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，解得：，故B正确，A错误；
C、由于系统动量守恒，系统初动量为零，由动量守恒定律可知，系统末动量为零，即：A、B(包括人)动量之和为零，故C正确；
D、根据题意，应用都动量守恒定律可以求出速度之比、动量之比、动量之和，故D错误；
故选BC。
【点睛】
对系统应用动量守恒定律求出动量之比，然后求出船的速度之比，根据动量守恒定律求出系统总动量。
11．（1）2 m/s （2）13．5 m/s
【解析】
（1）选取整体为研究对象，运用动量守恒定律求解．
设喷出三次气体后火箭的速度为v3，
以火箭和喷出的三次气体为研究对象，据动量守恒定律得：
（M－3m）v3－3mv＝0，
v3＝＝2 m/s
（2）发动机每秒钟喷气20次，以火箭和喷出的20次气体为研究对象，根据动量守恒定律得：
（M－20m）v20－20mv＝0，
v20＝＝13．5 m/s．
12．
【解析】
【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：12mv0=11mv1-mv，甲船与货物：10m×2v0-mv=11mv2，两船不相撞的条件是：v2≤v1，解得：v≥4v0，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．v'=v+u ΔE=mu2
【解析】
【详解】
以火箭和喷出的气体为研究对象，以火箭飞行的方向为正方向，由动量守恒定律得：，得：；机械能增加了：，代入得：．
14．动量守恒 M=
【解析】
【详解】
①由题意可知，小船和人在相互作用过程中所受的外力之和为零，故系统动量守恒，该同学是根据动量守恒定律来估测小船质量的；
②取船的速度方向为正，根据动量守恒定律得：
Mv-mv′=0
即有：
得：