课时梯级训练(9) 反冲(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

课时梯级训练(9)　反冲 1．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。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，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。 2．如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向水平运动，速率分别为2v0、v0，为避免两船相撞，乙船上的人将一个质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住。若不计水的阻力，则抛出货物的最小速率是(　　) A．v0 B．2v0 C．3v0 D．4v0 D　解析：设抛出货物的速度为v，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得乙船与货物12mv0＝11mv1－mv，甲船与货物10m×2v0－mv＝11mv2，两船不相撞的条件是v2≤v1，解得v≥4v0，则抛出货物的最小速率为4v0，D正确。 3．一艘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发炮弹，若两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、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 A　解析：整个过程动量守恒，由于两发炮弹的总动量为零，因而船的动量不变，又因为船发射炮弹后质量减小，因此船的速度增大，A正确。 4．某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为M(含水)的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m的水以相对地面为v0的速度竖直向下喷出。已知重力加速度为g，空气阻力不计，下列说法正确的是(　　) A．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力 B．水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒 C．火箭获得的最大速度为 D．火箭上升的最大高度为 D　解析：火箭的推力来源于火箭喷出的水对它的反作用力，A错误；水喷出的过程中，火箭和水组成的系统动量守恒，系统的机械能增加，B错误；设火箭获得的最大速度大小为v，由动量守恒定律得mv0＝(M－m)v，解得v＝，C错误；由竖直上抛运动规律，可得火箭上升的最大高度为h＝＝，D正确。 5．(多选)一挺机枪架在湖中小船上，船正以1 m/s的速度前进，小船及机枪总质量M＝200 kg，每颗子弹的质量为m＝20 g，在水平方向机枪以v＝600 m/s的对地速度射出子弹，打出5颗子弹后船的速度可能为(　　) A．1.4 m/s B．1 m/s C．0.8 m/s D．0.5 m/s BC　解析：若子弹射出方向与船前进的方向在同一直线上，则子弹、机枪和小船组成的系统动量守恒，有Mv0＝(M－5m)v′±5mv，若子弹向船前进的方向射出，反冲作用使船速减小，v1′＝＝0.7 m/s，若子弹向船前进的反方向射出，v2′＝＝1.3 m/s，可见船速应在0.7～1.3 m/s之间，B、C正确。 6．一个质量为M的航天器远离太阳和行星，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v1，加速后航天器的速度大小v2等于(v0、v1、v2均为相对同一参考系的速度)(　　) A． B． C． D． C　解析：以v0的方向为正方向，由动量守恒定律有Mv0＝－mv1＋(M－m)v2，解得v2＝，C正确。 7．一个质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量。求： (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。 答案：(1)　(2) 解析：(1)设烟花弹上升的初速度为v0，由题给条件有 E＝mv02① 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为t，由运动学公式有 0－v0＝－gt② 联立①②式得 t＝。③ (2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为h1，由机械能守恒定律有 E＝mgh1④ 火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设炸后瞬间其速度分别为v1和v2。由题给条件和动量守恒定律有 mv12＋mv22＝E⑤ mv1＋mv2＝0⑥ 由⑥式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动。设爆炸后烟花弹向上运动的部分继续上升的高度为h2，由机械能守恒定律有 mv12＝mgh2⑦ 联立④⑤⑥⑦式得，烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度为 h＝h1＋h2＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$