1、1第十六章 第五节 反冲运动火箭基础夯实 一、选择题(单选题)1下列不属于反冲运动的是( B )A喷气式飞机的运动 B直升机的运动C火箭的运动 D反击式水轮机的运动解析：直升机运动是飞机螺旋桨与外部空气作用的结果，不属于反冲运动。2(陕西省西安电子科技中学 20162017 学年高二下学期月考)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( B )A燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭B火箭发动机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C火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭D火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭解析：火箭工作的原理是利用
2、反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得的反冲速度，故正确答案为选项 B。3(2017全国卷，14)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 )A30 kgm/s B5.710 2 kgm/sC6.010 2 kgm/s D6.310 2 kgm/s 解析： 燃气从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和燃气组成的系统动量守恒，设燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为 p，根据动量守恒定律，可得 p mv00，解得p m
3、v00.050kg600m/s30kgm/s，选项 A 正确。4竖直发射的火箭质量为 6103kg。已知每秒钟喷出气体的质量为 200kg。若要使火箭最初能得到 20m/s2的向上的加速度，则喷出气体的速度应为( C )A700m/s B800m/sC900m/s D1000m/s解析：每秒喷出气体的动量等于火箭每秒增加的动量，即 m 气 v 气 m 箭 v 箭 ，由动量定2理得火箭获得的动力 F 200 v，又 F m 箭 g m 箭 a，得 v900m/s。m箭 v箭t m气 v气t5(江西九江一中 20152016 学年高二下学期期中)如图所示，在光滑的水平地面上有一辆平板车，车的两端分
4、别站着人 A 和 B， A 的质量为 mA， B 的质量为 mB， mA mB。最初人和车都处于静止状态，现在两人同时由静止开始相向而行， A 和 B 相对地面的速度大小相等，则车( C )A静止不动 B向右运动C向左运动 D左右往返运动解析： A 和 B 与小车作用过程中系统动量守恒，开始都静止，总动量为零。由于mA mB，两人速度大小相等，则 A 向右的动量大于 B 向左的动量，故小车应向左运动；故选 C。二、非选择题6课外科技小组制作一只“水火箭” ，用压缩空气压出水流使火箭运动。假如喷出的水流流量保持为 2104 m3/s，喷出速度保持为对地 10m/s。启动前火箭总质量为 1.4kg
5、，则启动 2s 末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是103kg/m3。答案：4m/s解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动，设火箭原来总质量为 M，喷出水流的流量为Q，水的密度为 ，水流的喷出速度为 v，火箭的反冲速度为 v，由动量守恒定律得(M Qt )v Qtv火箭启动后 2s 末的速度为v m/s4m/s QtvM Qt 103210 42101.4 103210 427如图所示，光滑水平面上有两辆车，甲车上面有发射装置，甲车连同发射装置质量M11kg，车上另有一个质量为 m0.2kg 的小球。甲车静止在平面上，乙车以 v08m/s 的速度向甲车运动，乙车上有
6、接收装置，总质量 M22kg，问：甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上，两车才不会相撞？(球最终停在乙车上)答案：25m/s解析：要使两车不相撞，则两车速度相等。以三者为系统，动量守恒：0 M2v0( M1 m M2)v 共 ，解得 v 共 5m/s，以球与乙车为系统，动量守恒：3M2v0 mv( m M2)v 共 ，解得 v25m/s。能力提升 一、选择题(单选题)1(湖北黄冈市黄梅二中 20162017 学年高二下学期期中)有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，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：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下
7、，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。已知他自身的质量为 m，则渔船的质量为( B )A Bm L dd m L ddC DmLd m L dL解析：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 v ， v ，dt L dt根据动量守恒定律得： Mv mv0，解得，船的质量： M ，故选 B。m L dd2(山东寿光实验中学 20152016 学年高二下学期质检)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，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(
8、C )A一定沿 v0的方向飞去 B一定沿 v0的反方向飞去C可能做自由落体运动 D以上说法都不对解析：根据动量守恒得 v ， mv 可能大于、小于或等于 Mv0，所以 v可能Mv0 mvM m小于、大于或等于零。3质量为 m、半径为 R 的小球，放在半径为 2R、质量为 2m 的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上。当小球从如图所示的位置无初速度沿内壁滚到最低点时，大球移动4的距离是( B )A B R2 R3C DR4 R6解析：由水平方向平均动量守恒有： mx 小球 2 mx 大球 ，又 x 小球 x 大球 R，所以 x 大球 R。134如图所示，滑槽 M1与滑块 M2紧靠在一起，静止于
9、光滑的水平面上。小球 m 从 M1的右上方无初速度地下滑，当 m 滑到 M1左方最高处时， M1将( B )A静止 B向左运动C向右运动 D无法确定解析：小球 m 和滑槽 M1、滑块 M2三个物体构成一个系统，这个系统在水平方向所受的合外力为 0，所以系统水平方向动量守恒，小球 m 下滑前系统总动量为 0，小球 m 下滑后和滑槽 M1作用，滑槽 M1和滑块 M2作用，作用结果使滑块 M2向右运动，有向右的动量。当 m滑到 M1左方最高点时，小球 m 和滑槽 M1的相对速度为 0，但小球 m 和滑槽 M1这个整体向左运动，有向左的动量，这样才能保证系统水平总动量为 0。故选项 B 正确。5如图所
10、示，装有炮弹的火炮总质量为 m1，炮弹的质量为 m2，炮弹射出炮口时对地的速率为 v0，若炮管与水平地面的夹角为 ，则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)( C )A v0 B m2m1 m2v0m1 m2C Dm2v0cosm1 m2 m2v0cosm1解析：火炮发射炮弹的过程中水平方向动量守恒，以向右为正方向，根据动量守恒定律得： m2v0cos ( m1 m2)v0，解得 v 。故选 C。m2v0cosm1 m25二、非选择题6以初速度 v0与水平方向成 60角斜向上抛出的手榴弹，到达最高点时炸成质量分别为 m 和 2m 的两块。其中质量大的一块沿着原来的方向以 2v0 的速度飞行。求：
11、(1)质量较小的另一块弹片速度的大小和方向；(2)爆炸过程有多少化学能转化为弹片的动能？答案：(1)2.5 v0，方向与爆炸前速度的方向相反(2) mv274 20解析：手榴弹爆炸过程，爆炸力是内力，远大于重力，因此爆炸过程各弹片组成的系统动量守恒，因为爆炸过程火药的化学能转化为内能，进而有一部分转化为弹片的动能，所以此过程系统的机械能(动能)增加。(1)斜抛的手榴弹在水平方向上做匀速直线运动，在最高点处爆炸前的速度v1 v0cos60 v0。设 v1的方向为正方向，如图所示，由动量守恒定律得：123mv12 mv 1 mv2其中爆炸后大块弹片速度 v 12 v0，解得 v22.5 v0， “
12、”号表示 v2的速度与爆炸前速度方向相反。(2)爆炸过程中转化为动能的化学能等于系统动能的增量， Ek 2mv mv (3m)v mv 。12 21 12 2 12 21 274 207平板车停在水平光滑的轨道上，平板车上有一人从固定在车上的货箱边缘沿水平方向顺着轨道方向跳出，落在平板车地板上的 A 点，距货箱水平距离为 l4m，如图所示。人的质量为 m，车连同货箱的质量为 M4 m，货箱高度为 h1.25m。求车在人跳出后到落到地板前的反冲速度为多大。答案：1.6m/s解析：人从货箱边跳离的过程，系统(人、车和货箱)水平方向动量守恒，设人的水平速度是 v1，车的反冲速度是 v2，取向右为正方向，则 mv1 Mv20，解得 v2 v1，14人跳离货箱后做平抛运动，车以 v2做匀速运动，运动时间为6t s0.5s。2hg 21.2510在这段时间内人的水平位移 s1和车的位移 s2分别为 s1 v1t， s2 v2t， s1 s2 l即 v1t v2t l，则 v2 m/s1.6m/s。l5t 450.5
