内容正文:
6.反冲现象 火箭
1.ACD 反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果,选项A正确;系统某一方向上合外力为零的反冲运动也可以用动量守恒定律来分析,选项B错误;反冲运动的原理既适用于宏观物体,也适用于微观粒子,选项C正确;在没有空气的宇宙空间,火箭向下喷气时,由于反冲作用,火箭仍可加速前行,选项D正确。
2.A 炮弹重力远小于爆炸内力,则炮弹爆炸过程中动量守恒, 炮弹爆炸前动量斜向右上方,所以爆炸后瞬间两部分的动量矢量和也一定斜向右上方。A选项所示情况,爆炸后两部分的动量矢量和沿水平方向,所以是不可能的;B、C、D选项所示情况,爆炸后两部分的动量矢量和可以斜向右上方,所以是可能的。故选A。
3.B 火箭的工作原理是反冲运动,火箭发动机将燃料燃烧产生的高温高压气体从尾部迅速喷出时,气体的反作用力推动火箭,使火箭获得反冲速度,故B正确。
4.B 点燃火箭后在极短的时间内,根据动量守恒定律可知mv0=(M-m)v,解得v=,所以要增大火箭的发射速度大小,应增大m和v0的同时减小M。故选B。
5.D 分别用M、m表示火箭初始质量和燃料燃尽时的质量,v0表示喷气速度大小,则火箭喷气过程,根据动量守恒定律有mv-(M-m)v0=0,即火箭最大速度v=v0,影响火箭最大速度的因素是火箭喷出的气体速度和火箭始、末质量比,故选D。
6.D 系统的动能和重力势能都增大,系统机械能不守恒,故A错误;水火箭靠压出的水给的反作用力加速,故B错误;由动量守恒定律有0=-mv1+(M-m)v2,得喷水后水火箭获得的速度为v2=16 m/s,故C错误;水火箭上升的最大高度约为h==12.8 m,故D正确。
7.D 根据题意,设跃离后滑板的速度大小为v1,取向右为正方向,由动量守恒定律有M(v-v1)-mv1=0,解得v1=v,故选D。
8.D 设人、枪(包括子弹)的总质量为M,每颗子弹质量为m,子弹射出速度为v0,射出第1颗子弹,有0=(M-m)v-mv0,设人射出n颗子弹后的速度为v',则(M-nm)v'=nmv0,可得v=,v'=,因M-m>M-nm,所以v'>nv,故选项D正确。
9.A 设航天员装备未喷气前质量为M,设喷出的气体质量为m、速度为v,则喷出气体后的航天员速度设为v1、质量为(M-m),根据题意可知M=120 kg、m=0.2 kg、v=40 m/s,把喷出的气体和喷出气体后的航天员作为系统,分析可知,该过程系统动量守恒,取喷出的气体速度方向为正方向,则0=mv-(M-m)v1,解得v1≈0.066 8 m/s,喷气后,航天员匀速运动到空间站,故所需时间t== s≈450 s,故A正确,B、C、D错误。
10.(1) (2)
解析:(1)由动量守恒定律得(m1+m2-Δm)v船-Δmv1=0
解得v船=。
(2)对喷射出的气体运用动量定理得FΔt=Δmv1
解得F=
由牛顿第三定律得,小船所受气体的平均作用力大小为
F'=。
11.CD 根据题意可知,系统只是在水平方向所受的合力为零,竖直方向的合力不为零,故系统在水平方向动量守恒,而小球和小车组成的系统总动量不守恒,故A错误;根据系统水平方向动量守恒及系统机械能守恒可知,小球摆到左侧最高点时系统的速度为零,则小球仍能向左摆到原高度,故C正确;小球向左摆到原高度后,速度为零,然后再向右摆动,根据水平方向动量守恒,此时小车速度向左,故B错误;设小球在水平方向上的平均速度大小为vm,小车在水平方向上的平均速度大小为vM,由动量守恒定律有mvm-MvM=0,则有mxm=MxM,又根据题意有xm+xM=2l,联立解得小车向右移动的最大距离为xM=,故D正确。
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6.反冲现象 火箭
知识点一 反冲现象
1.〔多选〕判断下列说法正确的是( )
A.反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果
B.只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析
C.反冲运动的原理既适用于宏观物体,也适用于微观粒子
D.在没有空气的宇宙空间,火箭仍可加速前行
2.在某次演练中,一颗炮弹在斜向上飞行过程中爆炸,如图所示。爆炸后,炮弹分成两部分。若炮弹重力远小于爆炸内力,则关于爆炸后两部分的运动轨迹不可能的是( )
知识点二 火箭
3.运送人造地球卫星的火箭开始工作后,火箭做加速运动的原因是( )
A.燃料燃烧推动空气,空气的反作用力推动火箭
B.火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出,气体的反作用力推动火箭
C.火箭吸入空气,然后向后推出,空气对火箭的反作用力推动火箭
D.火箭燃料燃烧发热,加热周围空气,空气膨胀推动火箭
4.(2025·江苏扬州期中)“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,自己坐在椅子上,双手举着大风筝,设想利用火箭的推力飞上天空,然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备的总质量为M,点燃火箭后在极短的时间内,质量为m的炽热燃气相对地面以v0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响,要增大火箭的发射速度大小,下列操作中可行的是( )
A.减小v0的同时减小m B.增大v0的同时减小M
C.增大M的同时减小m D.同比例增大M、m
5.我国的“长征”系列运载火箭已经成功发射了240多颗不同用途的卫星。如图所示,火箭升空过程中向后喷出高速气体,从而获得较大的向前速度。火箭飞行所能达到的最大速度是燃料燃尽时火箭获得的最终速度。影响火箭最大速度的因素是( )
A.火箭向后喷出的气体速度
B.火箭开始飞行时的质量
C.火箭喷出的气体总质量
D.火箭喷出的气体速度和火箭始、末质量比
6.(2025·贵州黔东南期中)某物理兴趣社在社团活动中发射水火箭如图所示,已知水火箭总质量为3 kg,在极短时间内将2 kg的水以对地8 m/s的速度喷出。空气阻力可忽略,g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.该过程中系统机械能守恒
B.水火箭靠空气给的反作用力加速
C.喷水后水火箭获得的速度为20 m/s
D.水火箭上升的最大高度约为12.8 m
7.(2025·北京丰台期中)如图所示,质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦。小孩以相对滑板的速度v沿水平方向跃离了滑板,则跃离后滑板的速度大小为( )
A.v B.v C.v D.v
8.穿着溜冰鞋的人静止站在光滑的冰面上,沿水平方向举枪射击,每次射击时子弹对地速度相等,设第一次射出子弹后,人相对于地后退的速度为v,下列说法正确的是( )
A.无论射出多少子弹,人后退的速度都为v
B.射出n颗子弹后,人后退的速度为nv
C.射出n颗子弹后,人后退的速度小于nv
D.射出n颗子弹后,人后退的速度大于nv
9.(2025·山东德州期中)如图所示,一个连同装备总质量为120 kg的航天员,装备内有一个喷嘴可以使压缩气体以相对空间站40 m/s的速度喷出。航天员在距离空间站30 m处与空间站处于相对静止状态,航天员完成太空行走任务后,必须向着返回空间站方向的反方向释放压缩气体,才能回到空间站。若喷出的气体总质量为0.2 kg,则返回时间约为( )
A.450 s B.500 s
C.550 s D.600 s
10.某小组在探究反冲运动时,将质量为m1的一个小液化瓶固定在质量为m2的小船上,利用液化瓶向外喷射气体作为船的动力。现把整个装置静止放在平静的水面上,已知打开液化瓶后向外喷射气体的对地速度为v1,如果在Δt的时间内向后喷射的气体的质量为Δm,忽略水的阻力,求:
(1)喷射出质量为Δm的气体后,小船的速度大小;
(2)喷射出质量为Δm气体的过程中,小船所受气体的平均作用力的大小。
11.〔多选〕如图所示,一质量为M的小车静止在光滑水平面上,车上固定一个竖直支架,轻绳一端固定在支架上,另一端固定一质量为m的小球,轻绳长为l,将小球向右拉至轻绳水平后,从静止释放,则在接下来的运动中( )
A.小球和小车组成的系统满足动量守恒
B.小球每次运动到最低点时,小车速度都是水平向右
C.小球能向左摆到原高度
D.小车向右移动的最大距离为
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