高中物理6 反冲现象 火箭作业ppt课件

这是一份高中物理6 反冲现象 火箭作业ppt课件，共24页。

1.(多选)下列运动属于反冲运动的有(　　)A.汽车的运动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 汽车的运动利用了汽车的牵引力,不属于反冲运动,故A错误;直升机的运动利用了空气的反作用力,不属于反冲运动,故B错误;火箭的运动是利用喷气的方式获得动力的,属于反冲运动,故C正确;反击式水轮机的运动利用了水的反冲作用而获得动力,属于反冲运动,故D正确。
2.如图所示,一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置,由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1,后部分的箭体质量为m2,分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行,若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化,则分离后卫星的速率v1为(　　)A.v0-v2B.v0+v2
解析 火箭和卫星组成的系统在分离时,水平方向的动量守恒,规定初速度的方向为正方向,由动量守恒定律得(m1+m2)v0=m2v2+m1v1,解得v1=v0+ (v0-v2),D正确。
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地沿内壁滚到最低点时,大球移动的距离是(　　)
解析 小球沿大球内壁滚到最低点的过程,系统在水平方向的动量守恒,且水平方向总动量始终为零,可利用“人船模型”的规律分析。由水平方向
4.一航天探测器完成对月球的探测后,离开月球的过程中,由静止开始沿着与月球表面成一定倾角的直线飞行,先加速运动后匀速运动。探测器通过喷气而获得动力,以下关于喷气方向的说法正确的是(　　)A.探测器加速运动时,向后喷射B.探测器加速运动时,竖直向下喷射C.探测器匀速运动时,竖直向下喷射D.探测器匀速运动时,不需要喷射
解析 航天探测器通过反冲运动获得动力,可以根据探测器的运动状态结合牛顿第二定律判断合力的情况,由喷气方向可以判断推动力的方向。航天探测器做加速直线运动时,合力应当与运动方向相同,喷气方向应当是向斜后方喷射;航天器做匀速直线运动时,合力为零,由于受到月球的万有引力的作用,航天器必然要朝竖直向下的方向喷射,来平衡万有引力,不可能不喷气。故只有选项C正确。
5.如图所示,甲、乙两人静止在光滑的冰面上,甲推乙后,两人向相反的方向滑去,已知甲的质量为45 kg,乙的质量为50 kg。关于分开后两人的动量和速率,下列说法正确的是(　　)
A.两人的总动量增加B.甲与乙两人的速率之比为10∶9C.质量大的人动量数值大D.甲与乙两人的速率之比为1∶1
解析 甲、乙组成的系统,初状态总动量为零,由于推动过程中动量守恒,所以甲、乙的总动量始终为零,故A、C错误;甲、乙两人组成的系统动量守恒,以两人组成的系统为研究对象,以甲的速度方向为正方向,由动量守恒定律得m甲v甲-m乙v乙=0,解得 ,B正确,D错误。
6.光滑水平面上停有一质量为m0的平板小车,小车上站有质量均为m的两个人,由于两人朝同一水平方向跳离小车,从而使小车获得一定的速度,则下列说法正确的是(　　)A.两人同时以2 m/s的速度(相对地面)跳离车比先后以2 m/s的速度(相对地面)跳离车使小车获得的速度要大些B.上述A项中,应该是两人一先一后跳离时,小车获得的速度大C.上述A项中的结论应该是两种跳离方式使小车获得的速度一样大D.两种跳离方式使小车获得的速度不相等,但无法比较哪种跳法使小车获得的速度大
解析 由于小车和两人所组成的系统动量守恒,两人无论是同时跳离小车或是不同时跳离小车,跳离后两人都有相同的动量,所以无论两个人如何跳离小车,小车最后的动量都一样,即两种跳法,使小车获得的动量相等,所以两种跳离方式使小车获得的速度相同,故正确选项为C。
7.某校课外科技小组制作了一只“水火箭”(如图所示),用压缩空气来压出水流使火箭运动。将火箭放在光滑水平轨道上,喷出水流的流量保持为2×10-4 m3/s,喷出速度保持水平且对地为10 m/s。启动前火箭总质量为1.4 kg,水的密度是103 kg/m3。则启动2 s后(水还没有流完)火箭的速度大小可以达到多少?
答案 4 m/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ρ,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-ρQt)v'=ρQtv,火箭启动2 s后的速度大小为
8.一炮艇在湖面上匀速行驶,突然从船头和船尾同时向前和向后发射一颗炮弹,设两炮弹质量相同,相对于地的速率相同,牵引力和阻力均不变,则船的动量和速度的变化情况是(　　)A.动量不变,速度增大B.动量变小,速度不变C.动量增大,速度增大D.动量增大,速度减小
解析 整个过程动量守恒,且两发炮弹的总动量为零,所以船的动量不变,又因为船发射炮弹后的质量变小,所以船的速度增大,故A正确。
9.(2023河南安阳阶段练习)如图甲所示,光滑的水平面上静置一斜面,一个小物块放置在距离水平面h高处的光滑斜面上,小物块由静止释放,滑至斜面底部后与斜面分离,此时小物块相对地面的水平位移为x。改变小物块在斜面上的高度h,得到小物块的水平位移x和高度h的关系图像如图乙所示,图中p、q为已知量。已知斜面与小物块的质量之比为2∶1,关于小物块下滑的过程,下列说法正确的是(　　)
A.斜面对小物块做正功B.斜面倾角的正弦值为C.斜面倾角的正弦值为D.小滑块与斜面组成的系统动量守恒
解析 由于各个接触面都光滑,可知小物块和斜面组成的系统满足机械能守恒,小物块下滑过程对斜面的压力垂直于斜面向下,使斜面向左运动,可知斜面的机械能增加,故小物块的机械能减少,斜面对小物块做负功,A错误;小物块静止释放后,小物块竖直方向存在加速度,斜面竖直方向没有加速度,可知小物块和斜面组成的系统在竖直方向的合力不为零,故系统动量不守恒,D错误;小物块与斜面组成的系统在水平方向的合力为零,故系统水平方向动量守恒,假设小物块质量为m,斜面的质量为m0=2m,斜面倾角为θ,小物块和斜面在同一时刻的水平速度分别为vx和vx',则有mvx=m0vx',可得m t=m0 't,即mx=m0x',又x+x'= ,联立可得
10.(2023湖北宜昌阶段练习)如图所示,质量为m=2 kg的小环穿在足够长的光滑直杆上,并通过L=0.5 m的轻绳连接一质量为m0=3 kg的小球。假设把这一装置固定在空间站中,并给小环和小球提供方向相反、大小分别为v1=3 m/s、v2=2 m/s的初速度,则当小球摆到轻绳与直杆平行的位置时,小环的位移为(　　)A.0.3 mB.0.2 mC.0.5 mD.0.1 m
解析 小球与小环水平方向合力为零,所以水平方向动量守恒,有mv1-m0v2= mv1'-m0v2',可得mv1'-m0v2'=0,则有ml1-m0l2=0,l1+l2=0.5,联立得小环的位移l1=0.3 m,故A正确。
11.如图所示,小车静止在光滑水平面上,AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块(可视为质点)从小车上A点由静止开始沿轨道滑下,然后滑入BC轨道,最后恰好停在C点。已知小车的质量为2m,重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　)A.滑块运动过程中的最大速度为B.整个运动过程中,小车和滑块组成的系统动量守恒C.整个运动过程中,小车的位移大小为D.滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ>
12.(2023云南玉溪高二阶段练习)发射洲际导弹、人造卫星和宇宙飞船要用三级火箭,发射时先点燃第一级火箭,燃料用完后,空壳自动脱落,然后下级火箭开始工作,三级火箭能及时把空壳抛掉,使总质量减小。已知运载物的质量为m1,每级燃料及空壳质量均为m2,燃料燃气喷出相对运载物的速度大小为v0。(1)如果一次把三级的燃气喷完,运载物获得的速度是多少?(2)若三级火箭逐渐向后喷气,运载物最后获得的速度是多少?火箭一次把燃气喷完与逐渐向后三次喷气哪一种情况获得更大的反冲速度?
解析 (1)由于火箭发射过程中内力远大于外力,系统动量守恒,以火箭运动的方向为正方向,若三级火箭一次把燃气喷完,运载物获得的速度为v,由动量守恒定律得0=m1v+3m2(v-v0)