内容正文:
课时分层训练(六) 反冲现象 火箭
知识点1 反冲现象
1.一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,下列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
C 解析:探测器在加速运动时,因为受月球引力的作用,喷气所产生的推力一方面要平衡月球的引力,另一方面还要提供加速的动力,则应沿着后下方某一个方向喷气,选项A、B错误;探测器在匀速运动时,因为受月球引力的作用,喷气产生的推力只需要平衡月球的引力即可,故应竖直向下喷气,选项C正确,D错误。
2.(多选)某科幻大片中有这样的情节:为了自救,人类提出一个大胆计划,即倾全球之力在地球表面建造上万座行星发动机,推动地球离开太阳系,用2 500年的时间奔往另外一个栖息之地。这个科幻情节利用了反冲的原理。现实中的下列运动,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
CD 解析:汽车是利用摩擦力前进的,不属于反冲运动;直升机是利用空气的反作用力上升的,不属于反冲运动;火箭运动时利用喷气的方式获得动力,利用了反冲原理;反击式水轮机是利用水的反冲作用获得动力的,利用了反冲原理。故选C、D。
知识点2 火箭发射原理
3.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Δm的高温气体后,火箭的速度为( )
A. B.- C. D.-
B 解析:由动量守恒定律得Δmv0+(M-Δm)v=0,解得火箭的速度为v=-,选项B正确。
4.我国自行研制的第五代隐形战机“歼20”以速度v0水平向右匀速飞行,到达目标地时,将质量为M的导弹自由释放,导弹向后喷出质量为m、对地速率为v1的燃气,则喷气后导弹的速率为( )
A. B. C. D.
A 解析:以导弹飞行的方向为正方向,由动量守恒定律有Mv0=(M-m)v-mv1,解得v=,故选A。
5.如图所示,质量为M的密闭汽缸置于光滑水平面上,缸内有一隔板P,隔板右边是真空,隔板左边是质量为m的高压气体,若将隔板突然抽去,则汽缸的运动情况是( )
A.保持静止不动
B.向左移动一定距离后恢复静止
C.最终向左做匀速直线运动
D.先向左移动,后向右移动回到原来位置
B 解析:突然撤去隔板,气体向右运动,汽缸做反冲运动,当气体充满整个汽缸时,它们之间的作用结束。由动量守恒定律可知,开始时系统的总动量为0,结束时系统的总动量必为0,汽缸和气体都将停止运动,故B正确。
6.将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度在很短时间内从火箭喷口喷出。在所有燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A.30 kg·m/s
B.5.7×102 kg·m/s
C.6.0×102 kg·m/s
D.6.3×102 kg·m/s
A 解析:开始时总动量为0,规定燃气喷出的方向为正方向,根据动量守恒定律有0=m1v1+p,解得火箭的动量p=-m1v1=-30 kg·m/s,负号表示与规定的正方向相反,故A正确,B、C、D错误。
7.长度为L、质量为M的平板车的左端紧靠着墙壁,右端站着一个质量为m的人(可视为质点),如图所示,某时刻人向左跳出,恰好落到车的左端,而此时车已离开墙壁有一段距离,那这段距离为(车与水平地面间的摩擦不计)( )
A.L B. C. D.
C 解析:设人从小车上跳起后沿水平方向的分速度大小为v1,小车沿水平方向的速度大小为v2,人和小车组成的系统在水平方向动量守恒,选取向左为正方向,则有mv1-Mv2=0,设人从小车右端到达左端的时间为t,则有mv1t-Mv2t=0,又v1t=x1(人的位移大小),v2t=x2(车的位移大小),则有mx1=Mx2,由空间几何关系得x1+x2=L,解得车的位移大小为x2=,故C正确。
8.平静的水面上停着一只小船,船头站立着一个人,船的质量是人的质量的8倍。从某时刻起,这个人向船尾走去,走到船中部他突然停止走动。水对船的阻力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.人走动时,他相对于水面的速度和小船相对于水面的速度大小相等、方向相反
B.他突然停止走动后,船由于惯性还会运动一小段时间
C.人在船上走动的过程中,人对水面的位移是船对水面的位移的9倍
D.人在船上走动的过程中,人的动能是船的动能的8倍
D 解析:人与船组成的系统动量守恒,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得 m人v人-m船v船=0,又m船=8m人,所以v人=8v船,人、船速