人教版高中物理选修35反冲运动火箭同步练习题含答案文档格式.docx

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A.

B．－

C.

D．－

取火箭及气体为系统，则气流在向外喷气过程中满足动量守恒定律，由动量守恒定律得0＝Δmv0＋（M－Δm）v

解得v＝－

v0，所以B选项正确。

4．一个运动员在地面上跳远，最远可跳l，如果他立在船头，船头离河岸距离为l，船面与河岸表面平齐，他若从船头向岸上跳，下面说法正确的是（　　）

A．他不可能跳到岸上

B．他有可能跳到岸上

C．他先从船头跑到船尾，再返身跑回船头起跳，就可以跳到岸上

D．采用C中的方法也无法跳到岸上

立定跳远相当于斜抛运动，在地面上跳时，能跳l的距离，水平分速度为vx，在船上跳时，设人相对船的水平速度为vx，船对地的速度为v2，则人相对于地的速度为v1＝vx－v2。

由于人和船系统动量守恒，因此mv1＝Mv2，所以人在船上跳时，人相对于船的水平速度也为vx，但人相对于地的水平速度为v1＝vx－v2<

vx，故人可能跳上岸来。

A、D

5．一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射出一物体P，不计空气阻力，则（　　）

A．火箭一定离开原来轨道运动

B．P一定离开原来轨道运动

C．火箭运动半径可能不变

D．P运动半径一定减小

火箭射出物体P后，由反冲原理火箭速度变大，所需向心力变大，从而做离心运动离开原来轨道，半径增大A项对，C项错；

P的速率可能减小，可能不变，可能增大，运动也存在多种可能性，所以B、D错。

6．一装有柴油的船静止于水平面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图5－1所示。

不计水的阻力，船的运动情况是（　　）

A．向前运动

B．向后运动

C．静止

D．无法判断

虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程。

故A正确。

7．如图5－2所示，质量为m的小球从光滑的半径为R的半圆槽顶部A由静止滑下。

设槽与桌面无摩擦，则（　　）

A．小球不可能滑到右边最高点B

B．小球到达槽底的动能小于mgR

C．小球升到最大高度时，槽速度为零

D．若球与槽有摩擦，则系统水平动量不守恒

此系统水平方向动量守恒，机械能守恒，初状态总动量为零，运动中水平方向总动量也为零。

0＝mv－Mv′，在槽底，小球速度最大，槽的速度也最大，初状态的势能转变成球和槽的动能mgR＝

mv2＋

Mv′2，所以小球到达槽底的动能小于mgR，B对；

小球升到最大高度时，速度为零，槽速度也必定为零，C对；

由机械能守恒定律，此时小球一定到右边最高点B，A错；

若小球与槽之间有摩擦力，也是系统内力，系统的水平动量仍守恒，所以D错。

B、C

8．一个质量为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m1>

m2时，车子与甲运动方向一致

B．当v1＞v2时，车子与甲运动方向一致

C．当m1v1＝m2v2时，车子静止不动

D．当m1v1>

m2v2时，车子运动方向与乙运动方向一致

甲、乙两人与车组成的系统总动量为零且守恒，车子的运动情况取决于甲、乙两人的总动量，而与甲、乙的质量或速度无直接关系。

当甲乙的合动量为零时，车子的动量也为零，即车不动。

当甲的动量大于乙的动量时，甲乙的合动量与甲的动量方向相同，车子的动量应与甲相反，即车与乙运动的方向相同。

C、D

9．气球质量为200kg，载有质量为50kg的人，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为多长？

（不计人的高度）

下滑过程人和气球组成的系统总动量为零且守恒，以向下为正方向，设m1、m2分别为人和气球的质量，v1、v2分别为人和气球的平均速度大小，则m1v1－m2v2＝0，m1x1－m2x2＝0，x1＝20m，x2＝

＝5m，绳长l＝x1＋x2＝25m（竖直方向上的“人船模型”）。

25m

10．质量为m的人站在质量为M、长度为L的静止小船的右端，小船的左端靠在岸边，当他向左走到船的左端时，船左端离岸多远？

人和船组成的系统动量守恒

mx人＝Mx船①

又因为x人＋x船＝L②

由①②得船左端离岸的距离x船＝

。

11．如图5－3所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为R的半圆形光滑轨道，现将质量为m的小球在轨道的边缘由静止释放，当小球滑至半圆轨道的最低位置时，小车移动的距离为多少？

小球的速度大小为多少？

以车和小球为系统在水平方向总动量为零且守恒。

当小球滑至最低处时车和小球相对位移是R，利用“人船模型”可得小车移动距离为

R。

设此时小车速度为v1，小球速度为v2，由动量守恒有Mv1＝mv2，由能量守恒有mgR＝

Mv

＋

mv

，解得v2＝

R　

12．一火箭喷气发动机每次喷出m＝200g的气体，喷出的气体相对地面的速度v＝1000m/s。

设此火箭初始质量M＝300kg，发动机每秒喷气20次，在不考虑地球引力及空气阻力的情况下，火箭发动机1s末的速度是多大？

以火箭和它在1s内喷出的气体为研究对象，系统动量守恒。

设火箭1s末的速度为v′，1s内共喷出质量为20m的气体，以火箭前进的方向为正方向。

由动量守恒定律得（M－20m）v′－20mv＝0，解得v′＝

＝

m/s≈13.5m/s。

13.5m/s

13．一置于桌面上质量为M的玩具炮，水平发射质量为m的炮弹。

炮可在水平方向自由移动。

当炮身上未放置其它重物时，炮弹可击中水平地面上的目标A；

当炮身上固定一质量为M的重物时，在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B。

炮口离水平地面的高度为h，如果两次发射时“火药”提供的机械能相等，求B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。

炮弹做平抛运动，竖直下落时间t＝

，水平方向xA＝vAt，xB＝vBt

又发射过程中动量守恒，即0＝mvA－Mv1,0＝mvB－（M＋M0）v2

解得v1＝

vA，v2＝

vB。

因两次发射时“火药”提供的机械能相等，即

（M＋M0）v

，

将v1、v2代入上式，得

，故B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比

14．如图5－4所示，一对杂技演员（都视为质点）荡秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到高处A。

求男演员落地点C与O点的水平距离x。

已知男演员质量m1和女演员质量m2之比

＝2，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C点比O点低5R。

设分离前男女演员在秋千最低点处B的速度为v0，由机械能守恒定律

（m1＋m2）gR＝

（m1＋m2）v

设刚分离时男演员速度的大小为v1，方向与v0相同，女演员速度的大小为v2，方向与v0相反，由动量守恒，（m1＋m2）v0＝m1v1－m2v2，分离后，男演员做平抛运动。

设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t，根据题给条件，由运动学规律，4R＝

gt2，x＝v1t

根据题给条件，女演员刚好回到A点，由机械能守恒定律，

m2gR＝

m2v

已知m1＝2m2，由以上各式可得x＝8R。

8R

15．一个质量为M的雪橇静止在水平雪地上，一条质量为m的因纽特狗站在该雪橇上，狗向雪橇的正后方跳下，随后又追赶并向前跳上雪橇；

其后狗又反复地跳下、追赶并跳上雪橇。

狗与雪橇始终沿一条直线运动。

若狗跳离雪橇时雪橇的速度为v，则此时狗相对于地面的速度为v＋v′（其中v′为狗相对于雪橇的速度，v＋v′为代数和，若以雪橇运动的方向为正方向，则v为正值，v′为负值）。

设狗总以速度v＋v′追赶和跳上雪橇，雪橇与雪地间的摩擦忽略不计。

已知v的大小为5m/s，v′的大小为4m/s，M＝30kg，m＝10kg。

（1）求狗第一次跳上雪橇后两者的共同速度的大小。

（2）求雪橇最终速度的大小和狗最多能跳上雪橇的次数。

（供使用但不一定用到的对数值：

lg2＝0.301，lg3＝0.477）

（1）设雪橇运动的方向为正方向，狗第一次跳下雪橇后雪橇的速度为v1，根据动量守恒定律，有

Mv1＋m（v1＋v′）＝0。

狗第一次跳上雪橇时，雪橇与狗的共同速度v′1满足Mv1＋mv＝（M＋m）v′1，

可解得v′1＝

将v′＝－4m/s，v＝5m/s，M＝30kg，m＝10kg代入，

得　　v′1＝2m/s。

（2）方法一：

设雪橇运动的方向为正方向。

狗第（n－1）次跳下雪橇后雪橇的速度为vn－1，则狗第（n－1）次跳上雪橇后的速度vn－1′满足Mvn－1＋mv＝（M＋m）vn－1′，

这样，狗n次跳下雪橇后，雪橇的速度为vn满足

Mvn＋m（vn＋v′）＝（M＋m）vn－1′，

解得

vn＝（v－v′）

－

n－1。

狗追不上雪橇的条件是vn≥v，

可化为

n－1≤

最后可求得n≥1＋

代入数据，得n≥3.41，狗最多能跳上雪橇3次。

雪橇最终的速度大小为v4＝5.625m/s。

方法二：

第一次跳下：

Mv1＋m（v1＋v′）＝0，

v1＝

＝1m/s。

第一次跳上：

Mv1＋mv＝（M＋m）v′1。

第二次跳下：

（M＋m）v′1＝Mv2＋m（v2＋v′），

v2＝

＝3m/s。

第二次跳上：

Mv2＋mv＝（M＋m）v′2，

v′2＝

第三次跳下：

（M＋m）v′2＝Mv3＋m（v3＋v′），

v3＝

＝4.5m/s。

第三次跳上：

Mv3＋mv＝（M＋m）v′3，

v′3＝

第四次跳下：

（M＋m）v′3＝Mv4＋m（v4＋v′），

v4＝

＝5.625m/s。

此时雪橇的速度大于狗追赶的速度，狗将不可能追上雪橇。

因此，狗最多能跳上雪橇3次。

雪橇最终的速度大小为5.625m/s。

（1）2m/s　

（2）5.625m/s　3次