2019-2020学年粤教版选修3-5 1.4反冲运动 达标作业（解析版)

1.4反冲运动
达标作业（解析版)
1．如图所示，光滑水平面上A、B、C三个质量均为1 kg的物体紧贴着放在一起，A、B之间有微量炸药。炸药爆炸过程中B对C做的功为4 J，若炸药爆炸过程释放的能量全部转化为三个物体的动能，则炸药爆炸过程中释放出的能量为
A．8 J
B．16 J
C．24 J
D．32 J
2．下面物理原理中说法不正确的是(　　)
A．物体所受合外力越大，它的动量变化就越快
B．发射火箭的基本原理是利用直接喷出的高温高压气体，获得强大的反冲推力
C．物体所受合外力对其所做总功为零，则该物体机械能一定守恒
D．某系统在爆炸或碰撞瞬间内力远大于外力，可近似认为该系统动量守恒
3．电影《火星救援》中，宇航员在太空中与飞船之间相距7.5m，飞船无法实施救援活动，为了靠近飞船，男主角剪破自己的宇航服，反向喷出气体使自己飞向飞船。假设气体能以50m/s的速度喷出，宇航员连同装备共100kg，开始时宇航员和飞船保持相对静止，宇航员必须在100s内到达飞船，喷出气体的质量至少为（　　）
A．0.1kg B．0.15kg C．0.2kg D．0.25kg
4．一质量为M的航天器远离太阳和行星，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质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v1，加速后航天器的速度大小v2等于(v0、v1、v2均为相对同一参考系的速度)(　　)
A． B．
C． D．
5．如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M，固定在小车上的杆用长为l的轻绳与质量为m的小球相连，将小球拉至水平右端后放手，则小车向右移动的最大距离为(　　)
A． B． C． D．
6．我国的“长征“系列运载火箭已经成动发射了240多颗不同用途的卫星。火箭升空过程中向后喷出高速气体，从而获得较大的向前速度。火箱飞行所能达到的最大速度是燃料燃尽时火篇获得的最终速度。影响火带最大速度的因素是
A．火箭向后喷出的气体速度
B．火箭开始飞行时的质量
C．火箭喷出的气体总质量
D．火箭喷出的气体速度和火箭始、末质量比
7．将质量为1.00㎏的模型火箭点火升空，50g燃烧的燃气以大小为500m/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．5.7×102kg·m/s B．25kg·m/s
C．6.0×102kg·m/s D．6.3×102kg·m/s
8．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．
9．如图所示，设质量为M的导弹运动到空中最高点时速度为v0，突然炸成两块，忽略空气阻力的作用，质量为m的一块以速度v沿v0的方向飞去，则另一块的运动

A．一定沿v0的方向做平抛运动
B．一定沿v0的反方向做平抛运动
C．可能沿v0的反方向做平抛运动
D．可能做自由落体运动
10．如图所示，水平面上O点的正上方有一个静止物体P，炸成两块a、b水平飞出，分别落在A点和B点，且OA>OB．若燥炸时间极短，空气阻力不计，则( )
A．a的质量小于b的质量
B．落地时a的速度小于b的速度
C．燥炸过程中a增加的动能大于b增加的动能
D．燥炸过程中a增加的动能小于b增加的动能
11．湖面上静止的一条小船，船长L=3m，质量M为120kg．质量m为60kg的人从船头走向船尾，求在此过程中，人和船相对于地面的位移x1和x2.
12．有一艘质量为M=120kg的船停在静水中,船长L=3m,船上一个质量为m=60kg的人从船头走到船尾.不计水的阻力,则船在水中移动的距离为多少?
13．一门旧式大炮水平射出一枚质量为10kg的炮弹,炮弹飞出的水平速度为600m/s,炮身质量是2吨,则大炮后退的速度为________。
14．如图，质量为M的船停在静止的水面上，船长为L，一质量为m的人，由船头走到船尾，若不计水的阻力，则整个过程人相对于水面移动的距离为__________，船相对于水面移动的距离为__________________________
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
因为在光滑水平面上，所以爆炸后B与C速度相等，因为B对C做的功为4 J，根据动能定理 ，所以C的速度 。根据动量守恒有 ，根据能量守恒有 。
A. 8 J与计算结果不符，A错误。
B. 16 J与计算结果不符，B错误。
C. 24 J与计算结果相符，C正确。
D. 32 J与计算结果不符，D错误。
2．C
【解析】
【详解】
A．物体所受合外力越大，加速度就越大，物体速度变化就越快，所以它的动量变化就越快，故A正确；
B．发射火箭的基本原理是利用直接喷出的高温高压气体，获得强大的反冲推力，选项B正确；
C．物体所受合外力对其所做总功为零，则该物体机械能不一定守恒，例如匀速上升的物体，选项C错误；
D．某系统在爆炸或碰撞瞬间内力远大于外力，可近似认为该系统动量守恒，选项D正确；
3．B
【解析】
【详解】
设宇航员反冲获得的速度为u，则：u0.075m/s，设喷出气体的质量为m，宇航员连同装备的质量为M，喷出气体的过程系统动量守恒，以气体的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv﹣（M﹣m）u＝0，解得：m≈0.15kg，故选B。
4．C
【解析】
设加速后航天器的速度大小为v，由动量守恒定律有Mv0=-mv1+（M-m）v解得 ，故选C.
5．C
【解析】
【详解】
当小球向下摆动的过程中，小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，满足水平方向动量守恒定律，开始系统水平方向动量为零，所以水平方向任意时刻m与M的动量等大反向；以小球和小车组成的系统，小球与小车组成的系统水平方向平均动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：…①，①式两边同时乘以t解得：，即：mS1=MS2…②；小球和小车共走过的距离为2L，有：S1+S2=2l…③，由②③解得：，故C正确，ABD错误。
6．D
【解析】分别用M、m表示火箭初始质量和燃料燃尽时的质量， 表示喷气速度大小，则火箭喷气过程动量守恒，有，即火箭最大速度，影响火带最大速度的因素是火箭喷出的气体速度和火箭始、末质量比，D正确．
7．B
【解析】
【详解】
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，火箭的动量为：p=-m1v1=-0.05×500kg?m/s=-25kg?m/s，负号表示方向，故B正确，BCD错误。故选：A。
8．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．
9．CD
【解析】
【详解】
以整个导弹为研究对象，取v0的方向为正方向．根据爆炸的瞬间系统在水平方向上动量守恒，得：Mv0=（M-m）v′+mv；则得另一块的速度为：；若 Mv0＞mv，则v′＞0，说明另一块沿v0的方向飞去做平抛运动；若 Mv0＜mv，则v′＜0，说明另一块沿v0的反方向飞去做平抛运动；若 Mv0=mv，则v′=0，说明另一块做自由落体运动．则选项AB错误，CD正确．
10．AC
【解析】
【详解】
爆炸后a、b都做平抛运动，下落的高度相同，落地时间相等．由x=v0t知，OA＞OB，则爆炸后瞬间，a的速度大于b的速度．落地时速度表达式，故落地时a的速率大于b的速率，故B错误．爆炸过程中系统水平方向不受外力，系统的动量守恒，取水平向左为正方向，根据动量守恒定律，有：?mava-mbvb=0，由于va＞vb，故ma＜mb；根据，知P相等，ma＜mb，所以爆炸过程中a增加的动能大于b增加的动能，故AC正确，D错误．
11．2m；1m
【解析】
船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行进，船向右退，有．
人从船头走到船尾，，即，
又因为船长为．
联立解析
12．1m
【解析】船和人组成的系统，在水平方向上动量守恒，人在船上行进，船向右退，有mv=MV。人从船头走到船尾，设船后退的位移大小为x，则人相对于岸的位移大小为L-x。由 ；解得，； 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．
13．3m/s
【解析】设炮身反冲速度大小为v1，规定炮弹原来速度方向为正方向，炮车和炮弹组成的系统动量守恒，有，则；
14．
【解析】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，有：
mv?MV=0.
人从船头走到船尾，设船后退的距离为x=Vt，则人相对于地面的距离为vt=L?x.
则有：mL?mx=Mx,解得：x=.
人相对于地面的距离为vt=L?x=
点睛：人和小船组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求出船移动的位移大小．