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课时作业(5) 反 冲
1.下列图片所描述的事例或应用中,没有利用反冲运动原理的是( )
D [喷灌装置是利用水流喷出时的反冲作用而运动的,乌贼在水中游行利用了喷出的水的反冲作用,火箭发射是利用喷气的方式而获得动力的,利用了反冲运动,故A、B、C不符合题意;码头边轮胎的作用是延长作用时间,从而减小作用力,没有利用反冲作用,故D符合题意.]
2.节日里,小朋友燃放“冲天炮”,有一个被点燃的“冲天炮”喷出气体后竖直向上运动,其中有一段时间内“冲天炮”向上做匀速直线运动,假设“冲天炮”在这段时间内受到的阻力不变,不计质量损失,则在这段时间内“冲天炮”( )
A.所受的合力为零 B.受到的反冲力变小
C.机械能不变 D.动量变小
A [由于“冲天炮”在这段时间内做匀速直线运动,处于平衡状态,所以“冲天炮”受到的合力为零,A正确;“冲天炮”在这段时间内做匀速直线运动,反冲力与重力、阻力平衡,保持不变,B错误;“冲天炮”在这段时间内做匀速直线运动,速度不变,动量不变,动能不变,重力势能增加,故机械能一定增加,C、D错误.]
3.一航天器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.航天器一定离开原来轨道
B.P一定离开原来轨道
C.航天器运动轨道的半径可能不变
D.P运动轨道的半径一定减小
A [火箭射出物体P后,由反冲原理可知火箭速度变大,则所需向心力变大,从而做离心运动离开原来轨道,故半径增大,A正确,C错误;P的速率与原火箭速率相比可能减小,也可能不变,还可能增大,故其运动也存在多种可能性,所以B、D错误.]
4.如图所示,人的质量m=60 kg,船的质量M=240 kg,船用缆绳固定,船离岸1.5 m 时,人恰好可以跃上岸.若撤去缆绳,人要安全跃上岸,船离岸至多为(不计水的阻力,每次跃岸人消耗的能量及所用时间均相等)( )
A.1.5 m B.1.2 m
C.1.34 m D.1.1 m
C [船用缆绳固定时,设人起跳的速度为v0,则x0=v0t.
撤去缆绳,由动量守恒得0=mv1-Mv2,两次人消耗的能量相等,即动能不变,则有mv=mv+Mv,
解得v1= v0
故x1=v1t= v0t= x0≈1.34 m,C正确.]
5.如图所示,气球下面有一根长绳,一个质量为m1=50 kg的人抓在大气球下方的绳子上.气球和长绳的总质量为m2=20 kg,长绳的下端刚好和水平面接触.当人与气球(含绳)静止时人离地面的高度为h=5 m.这个人(可以看作质点)开始沿绳向下滑,当他滑到绳下端时,他离地面的高度是( )
A.5 m B.3.6 m
C.2.6 m D.8 m
B [设人下滑的位移为h1,气球上升的位移为h2,如图所示.
由人与气球(含绳)动量守恒,得m1h1=m2h2,且h1+h2=h.解得h2=3.6 m,故选项B正确.]
6.静止在水平地面上的一门旧式火炮,炮身质量为1.0×103 kg,当火炮以400 m/s的水平速度发射一颗质量为10 kg的炮弹时,火炮的反冲速度为多大?若火炮与地面的动摩擦因数为0.5,则火炮将后退多远的距离?
解析 设炮身的反冲速度大小为v1,规定炮弹原来的速度方向为正方向,则炮车和炮弹组成的系统水平方向动量守恒,由动量守恒定律得
mv0-Mv1=0
代入数据解得v1=4 m/s.
对炮身,由动能定理得
-μMgx=0-Mv
代入数据解得x=1.6 m.
答案 4 m/s 1.6 m
7.如图所示,一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上,斜面体质量为M,顶端高度为h.一质量为m的小物体(M>m,且可看作质点)沿光滑斜面下滑,当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时,斜面体在水平面上移动的距离是( )
A. B.
C. D.
C [此题属于“人船模型”问题,m与M组成的系统在水平方向上动量守恒,以m在水平方向上对地位移的方向为正方向,设m在水平方向上对地位移大小为x1,M在水平方向上对地位移大小为x2,则
0=mx1-Mx2①
且x1+x2=②
由①②可得x2=,故选C.]
8.某同学质量为60 kg,在军事训练中要求他从岸上以2 m/s 的速度跳到一条向他缓缓飘来的小船上,然后去执行任务.规定人原来的速度方向为正方向,小船的质量是140 kg,原来的速度是0.5 m/s,该同学上船后又跑了几步,最终停在船上.水的阻力忽略不计,则此时小船的速度v和该同学动量的变化量Δp分别为( )
A.0.25 m/s,70 kg·m/s
B.0.25 m/s,-105 kg·m/s
C.0.95 m/s,-63 kg·m/s
D.0.95 m/s,-35 kg·m/s
B [设人上船后,船与人