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课后提升练(六) 反冲现象 火箭
[对应学生用书P132]
1.(2022·江苏淮安车桥中学高二开学考试)下列属于反冲现象的是( )
A.乒乓球碰到墙壁后弹回
B.直升飞机上升
C.用力向后蹬地时,人向前运动
D.章鱼向某个方向喷出水时,身体向相反的方向运动
D 解析:乒乓球碰到墙壁后弹回,是因为受到了墙壁的作用力,不属于反冲现象,A错误;直升飞机是利用空气的浮力上升的,不属于反冲现象,B错误;用力向后蹬地,人向前运动,是人脚与外部地面的作用,不属于反冲现象,C错误;章鱼向某个方向喷出水,身体向相反的方向运动,当章鱼向某个方向喷水时,受到沿喷水方向相反的作用力,会向喷水的反方向运动,二者之间的相互作用力是系统内力,属于反冲现象,D正确。
2.(2022·北京汇文中学高三期末)将静置在地面上、质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,设火箭每次喷出质量为m,对地速度为v0的炽热气体。忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响,则当第三次喷出气体后,火箭模型获得的速度大小是( )
A.v0 B.v0 C.v0 D.v0
D 解析:根据动量守恒定律可知3mv0=(M-3m)v,解得v=v0,D正确。
3.(2022·北京教育科学研究中心高二期中)一枚搭载着卫星的火箭以速率v0进入太空预定位置,接着由控制系统使箭体与卫星分离。已知整体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-v2 B.v0+v2
C.v0-v2 D.v0+(v0-v2)
D 解析:火箭和卫星组成的系统分离时,在水平方向上动量守恒,规定初速度的方向为正方向,有(m1+m2)v0=m2v2+m1v1,解得v1=v0+(v0-v2),D正确,A、B、C错误。
4.如图所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,小车上有n个质量为m的小球。现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度v向右水平抛出:第一种方式是将n个小球一起抛出;第二种方式则是将小球一个接一个地抛出。比较这两种方式抛完小球后,小车的最终速度( )
A.第一种较大 B.第二种较大
C.两种一样大 D.不能确定
C 解析: 抛球的过程动量守恒,以第一种方式一起抛出时,取向右为正方向,则有0=nmv-Mv′,得v′=;第二种方式是将小球一个接一个地抛出,每抛出一个小球列动量守恒方程,由数学归纳的思想可得v′=,C正确。
5.“世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。如图所示,他把47个自制的火箭绑在椅子上,自己双手举着大风筝,设想利用火箭的推力,飞上天空,然后再利用风筝平衡着陆。假设万户及所携设备[火箭(含燃料)、椅子、风筝等]总质量为M,点燃火箭后在极短的时间内,质量为m的炽热燃气以相对地面v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A.火箭的推力来源于空气对它的反作用力
B.在燃气喷出后的瞬间,火箭的速度大小为
C.喷出燃气后,万户及所携设备组成的系统重心能上升的最大高度为
D.在火箭喷气的过程中,万户和所携设备组成的系统机械能守恒
B 解析:火箭的推力来源于燃料燃烧时喷出的高温高压气体对火箭的作用力,A错误;在燃气喷出后的瞬间,视万户及所携设备为系统,该系统动量守恒,设火箭的速度大小为v,规定火箭运动方向为正方向,则有(M-m)v-mv0=0,解得火箭的速度大小为v=,B正确;喷出燃气后,万户及所携设备这个系统做竖直上抛运动,根据运动学公式可得其重心上升的最大高度为h==,C错误;在火箭喷气过程中,燃料燃烧时有化学能转化为内能和机械能,所以万户及所携设备组成的系统机械能不守恒,D错误。
6.(多选)(2022·河北石家庄高二期末)某同学自制了总质量为M的火箭,现从地面竖直向上发射,该火箭在极短的时间内,将质量为m的气体以相对地面v0的速度竖直向下喷出后,开始做竖直上抛运动。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.火箭受到的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B.喷出气体的过程中,火箭和气体组成的系统机械能守恒
C.火箭获得的最大速度为
D.火箭上升的最大高度为
CD 解析:火箭的推力来源于燃料燃烧时喷出的高温高压气体对火箭的反作用力,A错误;在火箭喷气过程中,喷出的高温高压气体对火箭及其所携设备做正功,所以火箭及其所携设备组成的系统机械能不守恒,B错误;在燃气喷出后的瞬间,火箭及其所携设备组成的系统内力远大于外力,故系统动量视为守恒,设火箭的速度大小为v,规定火箭运动方向为正方向,由动量守恒定律得(M-m)v-mv0=0,解得火箭的速度大小为v=,C正确;喷出燃气后