1、2012年粤教版高中物理选修 3-5 1.4反冲运动练习卷与答案（带解析） 选择题 小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为 S1、 S2、 S3、 S4(图中未全画出 )要使小车向前运动，可采用的方法是 ( ) A打开阀门 S1 B打开阀门 S2 C打开阀门 S3 D打开阀门 S4 答案： B 试题分析：水无论从哪个方向流出，二者水平总动量都为零。 打开前部阀门，水和小车动量守恒，水从车中流出时速度向前，小车水平速度向后， 打开后阀门，水和小车动量守恒，水从车中流出时速度向后，小车水平速度向前， 打开底部阀门，水和小车动量守恒，水从车中流出
2、时和小车水平速度相同，均为零， 侧面阀门打开水从侧面流出，二者侧面方向动量守恒，所以小车会向侧方向运动，但是向前的速度为零， 所以只有 B对。 考点：动量守恒的应用 点评：正确理解动量守恒的条件：（ 1）系统受到的合外力为零；（ 2）系统所受的外力比相互作用力（内力）小的多，以至可以忽略外力的影响；（ 3）系统总体上不满足动量守恒定律，但是在某一特定的方向上，系统不受外力，或所受的外力远小于内力，则 系统沿这一方向的分动量守恒。 静止的实验火箭，总质量为 M，当它以对地速度 v0喷出质量为 m的高温气体后，火箭的速度为 ( ) A B - C D - 答案： B 试题分析：由动量守恒定律得 m
3、v0 (M-m)v 0. 火箭的速度为 v - . 选项 B正确 考点：反冲 动量守恒 点评：正确理解动量守恒的条件：（ 1）系统受到的合外力为零；（ 2）系统所受的外力比相互作用力（内力）小的多，以至可以忽略外力的影响；（ 3）系统总体上不满足动量守恒定律，但是在某一特定的方向上，系统不受外力，或所受的外力远小于内力，则系统沿这一方向的分动量守恒。 一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向释放出一物体 P，不计空气阻力，则 ( ) A火箭一定离开原来轨道运动 B物体 P一定离开原来轨道运动 C火箭运动半径一定增大 D物体 P运动半径一定减小 答案： AC 试题分析：由反
4、冲运动的知识可知，火箭的速度一定增大，火箭做离心运动，运动半径增大但物体 P是否离开原来的轨道运动，要根据释放时的速度大小而定，若释 放时的速度与原来的速度大小相等，则 P仍在原来的轨道上反方向运动 考点：曲线运动 动量守恒 点评：物体做匀速圆周运动的条件是提供的向心力满足需要的，当速度变大时，物体将做离心运动，当速度变小时，物体将做近心运动，这是解题的关键。 一航天器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是 ( ) A探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B探测器加
5、速运动时，竖直向下喷气 C探测器匀速 运动时，竖直向下喷气 D探测器匀速运动时，不需要喷气 答案： C 试题分析：探测器由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行时，受到月球竖直向下的万有引力及沿气体喷气方向相反的反冲力，在两个力的合力作用下运动，再由探测器的运动状态来判断反冲力的方向，进而判断喷气方向 A、 B：探测器由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行加速运动时，加速度的方向沿直线与速度方向相同，即合力的方向也沿直线与速度方向相同，而受到月球的万有引力方向竖直向下，所以，反冲力方向与运动直线成一角度斜向上，那么，喷气方向与运动直线成一角度斜向下， 选项 A、 B错误 C、 D：探
6、测器匀速运动，受力平衡，合力为零，已知受到的月球的万有引力竖直向下，则受到的气体的反冲力竖直向上，因此，探测器竖直向下喷气， 选项 C正确，选项 D错误 故只有选项 C正确 考点：直线运动的条件 共点力平衡 点评：探测器受到两个力，一是 竖直向下的月球万有引力，另一个是喷气的反冲力，由探测器的运动状态结合力的合成平行四边形法则来确定反冲力的方向，自然喷气的方向就确定了 如图所示，火炮 (炮管水平 )连同炮弹的总质量为 M，在水平路面上以 v1的速度向右匀速行驶，发射一枚质量为 m的炮弹后，火炮的速度变为 v2，仍向右行驶，则炮弹相对炮筒的发射速度 v0为 ( ) A B C D 答案： B 试
7、题分析：火炮水平匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，系统动量守恒， 设向右为正方向，发射前总动量为 Mv1， 发射后系统的动量之和为 (M-m)v2 m(v0 v2)， 则由动量守恒定律可得： Mv1 (M-m)v2 m(v0 v2) 解得 v0 -v2 . 故答案：选 B. 考点：动量守恒 点评：本题比较简单，主要抓住动量守恒定律的应用，注意定律的适用条件以及公式中各个物理量的含义。 填空题 质量为 M的玩具汽车拉着质量为 m的小拖车，在水平地面上以速度 v匀速前进，某一时刻拉拖车的线突然断了，而小汽车的牵引力不变，汽车和拖车与地面间的动摩擦因数相同，一切阻力也不变则在拖车停止运动时，汽车的速度大
8、小为 _ 答案： v 试题分析：由于汽车和拖车组成的系统所受的牵引力和阻力始终是一对平衡力， 故系统的动量守恒，由 (M m)v Mv， 得 v v 考点：动量守恒 点评：系统合力为零，满足总动量守恒的条件，所以直接应用动量守恒即可，属于简单题，应熟练掌握。 一个质量为 M的平板车静止在光滑的水平面上，在平板车的车头与车尾站着甲、乙两人，质量分别为 m1和 m2，当两人相向而行时 ( ) A当 m1m2时，车子与甲运动方向一致 B当 v1v2时，车子与甲运动方向一致 C当 m1v1 m2v2时，车子静止不动 D当 m1v1m2v2时，车子运动方向与乙运动方向一致 答案： CD 试题分析：甲、乙
9、和平板车组成的系统在水平方向动量守恒， 设甲运动的方向为正方向，有 0 m1v1-m2v2 Mv. 可见当 m1v1 m2v2时， v 0，即车子静止不动， C正确； 当 m1v1m2v2时， v0，即车子与乙运动方向相同， D正确 考点：动量守恒 点评：动量守恒的系统可以由多部分组成，不要局限于只是相互作用的两个物体间动量守恒，也可以是相互作用的三个物体间动量守恒，这是学生们易错的地方。 计算题 一旧式高射炮的炮筒与水平面的夹角为 60，当它以 v0 100 m/s的速度发射出炮弹时，炮车反冲后退，已知炮弹的质量为 m 10 kg，炮车的质量 M200 kg，炮车与地面间的动摩擦因数 0.2
10、，如图所示则炮车后退多远停下来？ (取 g 10 m/s2) 答案： .56 m 试题分析：以炮弹和炮车组成的系统为研究对象，在发射炮弹过程中系统在水平方向动量守恒， 设炮车获得的反冲速度为 v，以 v0的水平分速度方向为正方向， 有 mv0cos -Mv 0 得 v m/s 2.5 m/s 由牛顿第二定律得炮车后退的加速度大小为 a g 2 m/s2 由运动学公式得炮车后退的距离为： s m1.56 m. 考点：动量守恒 牛顿第二定律 运动学规律 点评：此题属于一个小综合题，是系统总体上不满足动量守恒定律，但是在某一特定的方向上，系统不受外力，或所受的外力远小于内力，则系统沿这一方向的分动量
11、守恒。 如图所示，一个质量为 m的玩具蛙，蹲在质量为 M的小车的细杆上，小车放在光滑的水平桌面上，若车长为 L，细杆高为 h且位于小车的中点，试求：当玩具蛙至少以多大的水平速度 v跳出，才能落到桌面上 答案： 试题分析：蛙跳出后做平抛运动，运动时间为 t ，蛙与车组成的系统水平方向动量守恒 由动量守恒定律得 Mv-mv 0， 若蛙恰好落在桌面上，则有 vt vt ， 上面三式联立可求出 v 考点：动量守恒 平抛运动 点评：某一方向动量守恒也是动量守恒的一种典型模型，系统总体上不满足动量守恒定律，但是在某一特定的方向上，系统不受外力，或所受的外力远小于内力，则系统沿这一方向的分动量守恒。 在沙堆
12、上有一木块，质量 m1 5 kg，木块上放一爆竹，质量 m2 0.1 kg.点燃爆竹后，木块陷入沙中深度为 d 5 cm，若沙对木块的平均阻力为 58 N，不计爆竹中火药的质量和空气阻力，求爆竹上升的最大高度 答案： m 试题分析：爆竹爆炸时系统内力远大于外力，竖直方向动量守恒，取向上为正方向，则 0 m2v-m1v， 木块陷入沙中的过程做匀减速运动直到停止，由动能定理得 (f-m1g)d m1v2 解得 v 0.4 m/s， 代入 式，得 v v 20 m/s 爆竹以速度 v做竖直上抛运动，上升的最大高度为 h 20 m 考点：动量守恒 动能定理 竖直上抛 点评：动量守恒的条件是解决此题的关
13、键，综合动能定理和运动学解题是常见的类型，应该熟练掌 握。 课外科技小组制作了一只 “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 210-4 m3/s，喷出速度保持为对地 10 m/s.启动前火箭总质量为 1.4 kg，则启动 2 s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 1103 kg/m3. 答案： m/s 试题分析： “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 ，喷出水流的速度为 v，火箭的反冲速度为 v， 由动量守恒定律得 火箭启动 2 s末的速度为 v m/s 4 m/s 考点：动量守恒定律的应用 点评：正确理解动量守恒的条件：（ 1）系统受到的合外力为零；（ 2）系统所受的外力比相互作用力（内力）小的多，以至可以忽略外力的影响；（ 3）系统总体上不满足动量守恒定律，但是在某一特定的方向上，系统不受外力，或所受的外力远小于内力，则系统沿这一方向的分动量守恒
