高中物理 第16章 動量守恒定律 5 反沖運動 火箭學業(yè)分層測評 新人教選修3-5
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反沖運動 火箭 (建議用時:45分鐘) 學業(yè)達標1一氣球由地面勻速上升,當氣球下的吊梯上站著的人沿著梯子上爬時,下列說法正確的是 ()A氣球可能勻速上升B氣球可能相對地面靜止C氣球可能下降D氣球運動速度不發(fā)生變化E氣球可能加速上升【解析】設氣球質量為M,人的質量為m,由于氣球勻速上升,系統(tǒng)所受的外力之和為零,當人沿吊梯向上爬時,動量守恒,則(Mm)v0mv1Mv2,在人向上爬的過程中,氣球的速度為v2.當v20時,氣球可勻速上升;當v20時氣球靜止;當v20時氣球下降所以,選項A、B、C均正確要使氣球運動速度不變,則人的速度仍為v0,即人不上爬,顯然不對,D選項錯誤E項違背動量守恒【答案】ABC2質量為m的人在質量為M的小車上從左端走到右端,如圖1656所示,當車與地面摩擦不計時,那么()圖1656A人在車上行走,若人相對車突然停止,則車也突然停止B人在車上行走的平均速度越大,則車在地面上移動的距離也越大C人在車上行走的平均速度越小,則車在地面上移動的距離就越大D不管人以什么樣的平均速度行走,車在地面上移動的距離相同E人在車上行走的平均速度越大,車在地面移動的平均速度也越大【解析】由人與車組成的系統(tǒng)動量守恒得:mv人Mv車,可知A、E正確;設車長為L,由m(Lx車)Mx車得,x車L,車在地面上移動的位移大小與人的平均速度大小無關,故D正確,B、C均錯誤【答案】ADE3一裝有柴油的船靜止于水平面上,若用一水泵把前艙的油抽往后艙,如圖1657所示不計水的阻力,船的運動情況是_(填“向前運動”“向后運動”或“靜止”)圖1657【解析】雖然抽油的過程屬于船與油的內力作用,但油的質量發(fā)生了轉移,從前艙轉到了后艙,相當于人從船的一頭走到另一頭的過程【答案】向前運動4質量為M的火箭,原來以速度v0在太空中飛行,現在突然向后噴出一股質量為m的氣體,噴出氣體相對火箭的速度為v,則噴出氣體后火箭的速率為_【解析】依題意可知,火箭原來相對地的速度為v0,初動量為p0Mv0,質量為m的氣體噴出后,火箭的質量為(Mm),設氣體噴出后,火箭和氣體相對地的速度分別為v1和v2,則氣體相對火箭的速度為:vv1v2,v2vv1,選v1的方向為正方向,則系統(tǒng)的末動量為:p(Mm)v1m(vv1)Mv1mv,由動量守恒定律,有pp0,則:Mv1mvMv0,所以v1(Mv0mv)/M.【答案】(Mv0mv)/M5如圖1658所示,火炮連同炮彈的總質量為M,當炮管水平,火炮車在水平路面上以v1的速度向右勻速行駛中,發(fā)射一枚質量為m的炮彈后,火炮的速度變?yōu)関2,仍向右行駛則炮彈相對炮筒的發(fā)射速度v0為_圖1658【解析】火炮水平勻速行駛時,牽引力與阻力平衡,系統(tǒng)動量守恒設向右為正方向,發(fā)射前動量之和為Mv1,發(fā)射后系統(tǒng)的動量之和為(Mm)v2m(v0v2),由Mv1(Mm)v2m(v0v2),解得v0v2.【答案】6有一條捕魚小船??吭诤叴a頭,小船又窄又長(估計重1噸左右),一位同學想用一個卷尺粗略測定它的質量,他進行了如下操作:首先將船平行碼頭自由停泊,然后他輕輕從船尾上船,走到船頭后停下,而且輕輕下船,用卷尺測出船后退的距離d,然后用卷尺測出船長L.已知他身體的質量為m,則小船的質量為多少?【解析】如圖所示,設該同學在時間t內從船尾走到船頭,由動量守恒定律知,人、船在該時間內的平均動量大小相等,即:mM又:x人Ld解得M.【答案】能力提升7平靜的水面上停著一只小船,船頭站立著一個人,船的質量是人的質量的8倍從某時刻起,這個人向船尾走去,走到船中部他突然停止走動水對船的阻力忽略不計下列說法中正確的是()A人走動時,他相對于水面的速度大于小船相對于水面的速度B他突然停止走動后,船由于慣性還會繼續(xù)走動一小段時間C人在船上走動過程中,人對水面的位移是船對水面的位移的9倍D人在船上走動過程中,人的動能是船的動能的8倍E人在船上走動過程中,人對水面的位移是船對水面的位移的8倍【解析】人船系統(tǒng)動量守恒,總動量始終為零,因此人、船動量等大,速度與質量成反比,A正確;人“突然停止走動”是指人和船相對靜止,設這時人、船的速度為v,則(Mm)v0,所以v0,說明船的速度立即變?yōu)榱悖珺錯誤;人和船系統(tǒng)動量守恒,速度和質量成反比,因此人的位移是船的位移的8倍,C錯誤E正確;動能、動量關系Ek,人在船上走動過程中人的動能是船的動能的8倍,D正確【答案】ADE8如圖1659所示,一個傾角為的直角斜面體靜置于光滑水平面上,斜面體質量為M,頂端高度為h.今有一質量為m的小物體,沿光滑斜面下滑,當小物體從斜面頂端自由下滑到底端時,斜面體在水平面上移動的距離是多少? 【導學號:66390015】圖1659【解析】此題屬于“人船模型”問題,m與M組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,設m在水平方向上對地位移為x1,M在水平方向上對地位移為x2因此0mx1Mx2且x1x2hcot 由可得x2.【答案】9某校課外科技小組制作了一只“水火箭”,用壓縮空氣壓出水流使火箭運動假如噴出的水流流量保持為2104 m3/s,噴出速度保持水平且對地為10 m/s.啟動前火箭總質量為1.4 kg,則啟動2 s末火箭的速度可以達到多少?已知火箭沿水平軌道運動,阻力不計,水的密度是103 kg/m3.【解析】“水火箭”噴出水流做反沖運動,設火箭原來總質量為m,噴出水流的流量為Q,水的密度為,水流的噴出速度為v,火箭的反沖速度為v,由動量守恒定律得(mQt)vQtv火箭啟動后2 s末的速度為v m/s4 m/s.【答案】4 m/s10如圖16510所示,一質量為m的玩具蛙蹲在質量為M的小車的細桿上,小車放在光滑的水平面上,若車長為L,細桿高為h且位于小車的中央,試問玩具蛙對地最小以多大的水平速度跳出才能落到地面上(重力加速度為g)?圖16510【解析】蛙和車組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒,則Mvmv0蛙下落時間t若蛙恰好落地,則有vtvt解得v.【答案】- 配套講稿:
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