1 第6节 反冲现象 火箭-【重难点手册】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册同步练习册（人教版）

止状态，接着木块第三次与长木板共速的速度为=2· ()=1m/s,长木板与铁块1第三次发生弹性碰撞后的 速度分别为=m一4 32类3—之类—2m,一 2m m十M=20=2m/s综上分析可知，长木板与铁块1 第n次发生弹性碰撞后，木块第(n十1)次与长木板共速的速 度为木块最终的速度则有喉=名·（保）广=()“s &a,(22(号)'m3 【解析】(1)根据题意可知，所有碰撞均为弹性碰撞，由于钢球 的质量也为m,根据动量守恒和机械能守恒可知，碰撞过程 中，二者速度互换，则最终碰撞后最右侧钢球的速度大小等 于开始碰撞前玻璃球的初速度，大小为0 (2)根据题意可知，所有碰撞均为弹性碰撞，则由动量守恒定律 有m,=m1十3m,由能量守恒定律有分m6=mm+ X3mu,解得u1=m-3m 1 m十3ms 1 20,02= 2m n十3m 20,负号表示速度反向，则玻璃球的速度大小为2心 1 (3)根据题意并结合第(2)小问的分析可知，玻璃球与右侧第 一个小球碰撞后反弹，且速度大小变为碰擅前的}，右侧第 一个小球又与第二个小球发生弹性碰撞，速度互换，静止在 光滑水平面上，玻璃球反弹后与左侧第一个小球同样发生弹 性碰撞，同理可得，碰撞后玻璃球再次反弹，且速度大小为碰 撞前的2，综上所述，玻璃球碰撞2m次后速度大小为0 (兮)》广w,则玻璃球碰撞2如次后最终动能大小民=7m2 (侵)m. 第6节反冲现象火箭 基础过关练 1.C【解析】火箭的运动属于反冲运动，但汽车依靠地面摩擦 力驱动，并非反冲，故A错误；火箭的加速源于喷出燃料的 反冲力，而非推动外部空气，故B错误；用肩部抵住枪身可增 大系统质量，减小后坐速度，从而减小反冲影响，故C正确； 喷气式飞机通过喷气反冲前进，属于反冲；轮船螺旋桨依赖 水的反作用力，不属于反冲，故D错误 2A【解析肉速运动的速度一积-0,1m心设喷出气体 质量为m,航天员剩余质量为120一m,气体速度为50m/s (相对于空间站)，根据动量守恒定律有(120一m)·0.1= m·50,解得m≈0.24kg,故选A 3.C【解析】设射击后皮划艇的速度大小为1，子弹的速度大 小为2射击过程中，系统动量守恒，以子弹的速度方向为正 10 方向，有m0v2一(m一m0)01=0,又有v1一（一v2)=u,联立解 得-m4,2-m一m,故A,B错误；射击时，以子弹为研 m 究对象，根据动量定理可得F△t=mov2一0，解得F= m,Gm一m),根据牛顿第三定律可知，射击时枪所受到的 m△t 平均反冲作用力大小为m,m二m),故C正确，D错误 m△l 4.D【解析】喷气过程系统动量守恒，则有m2=(m一m2)o, 1m200 解得小车的速度大小u一m一m,故选D 5.A【解析】设喷水后水火箭获得的速度大小为o1,水火箭喷 水过程由动量守恒定律有0=一m10十m201,代入数据有0 =-0.8×10m/s十(1.2-0.8)v1,得1=20m/s,水火箭 做竖直上艳运动，上升的最大高度为-装-20m,放速A 综合提能练 1.D【解析】航天员此操作的原理为反冲，系统机械能要增 加，与弹性碰撞的原理不相同，故A错误；设在极短的时间 △t内喷出的气体的质量为△m,则△m=Sv△t,设对压缩气 体的作用力为F',则对压缩气体，根据动量定理有F'△= △mw,解得F'=pS02,由牛顿第三定律可知，喷气过程中航 天员受到喷出气体的作用力恒为F=F'=Sv,故B错误； 由于喷气过程中，气体的密度和速度恒定，且不考虑航天员 和装备总质量的变化，所以航天员受力恒定，做初速度为0 的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有F=Ma,由运动学 公式有2ad=v2,解得航天员到达空间站时相对空间站的 2pSd 速度为0=v√M,故C错误，D正确。 方法总结 求液体或气体冲击力问题：研究对象选在极短的时间 △t内喷出的气体（或液体）的质量为△n,根据动量定理有 F'△t=△mu. 2.C【解析】水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械 能不守恒，故A错误；竖直方向根据o?=2gh可得飞行高度 么-可知竖直方向的分速度越大，飞得越高，即当9=90 时，火箭飞得最高，故B错误；在水喷出后的瞬间，火箭获得 的速度最大，由动量守恒定律有(M一m)v一wo=0,解得 =n火箭上升的时间为=0-m9 g gM-m),故 C正确，D错误 3.BD【解析】火箭加速的原因：火箭喷出燃气，燃气的反作用 力推动火箭，故A错误；喷出燃气前后，火箭和燃气动量守 恒，火箭的动量改变量大小等于喷射燃气的动量改变量大小 △p=△mu,故B正确；根据动量定理有△p=F△t,火箭受到 的推力为F=四，故C错误；火箭和燃气动量守恒，可知 △=m△如，解得△如-，可知u越大，越大，火箭增 m 加的速度△就越大，故D正确. 4.BD【解析】虽然在太空中没有空气，但飞行器喷气时，飞行 器与喷出的气体之间存在相互作用力，根据牛顿第三定律， 喷出气体对飞行器有反作用力，所以飞行器可以在太空环境 中通过爆震加速，故A错误；每次喷气动量都守恒，所以每 次喷气时飞行器（含剩余燃料）动量增量大小与喷出气体的 动量增量大小相等，均为△p=△o,故B正确；根据动量守 恒定律，系统初始总动量为0，第一次喷气有0=△mw一(M △m)u,解得一M心，所以第一次喷气后速度增量 △u1=M风n第二次喷气后有(M-△m)01=△mw -2△m)u2,解得2M二2A,所以第二次喷气后速 M△mw 增量△？=-1=M-Am)M-2△m,以此类推，可以 看出每次喷气后飞行器速度增量大小不相同，故C错误；经 过n次喷气后，根据动量守恒定律可得0=n△m一(M一 n△m)ua,解得m三一nA,故D正确， 5.BD【解析】规定人原来的速度方向为正方向，设人上船后 船与人的共同速度为，由题意可知，水的阻力忽略不计，该 同学跳上小船后与小船达到同一速度的过程，人和船组成的 系统合外力为0，系统的动量守恒，则由动量守恒定律得 m以人一m船V船=(m人十m蟹)x,代入数据解得v=0.25m/s, 方向与人的速度方向相同，与船原来的速度方向相反，A、C错 误；人的动量的变化为△p=m人-m以以=60×(0.25一 2)kg·m/s=一105kg·m/s,负号表示方向与选择的正方 向相反，B正确；船的动量变化量为△p'=船)一船？船= 140×(0.25+0.5)kg·m/s=105kg·m/s,D正确. 6.(1)0.1m/s(2)4.5m/s 【解析】(1)对青蛙和木板组成的系统，在水平方向上动量守 恒，规定青蛙水平向右的初速度1=0.3/s的方向为正方 向，设木板速度为v2,根据动量守恒定律有w1+Mv2=0, 代入数据解得v2=-0.1m/s,负号表示向左后退. (2)如果青蛙水平跳出恰好入水，设青蛙的对地跳出初速度 为℃3，木板对地速度为v4,根据动量守恒有mo3十Mu4=0, 两边同时乘以时间t,变形为mL3=ML4,且L?十L4=s,根 据平抛运动规律有L,=t,A=2,联立解得， 4.5m/s. 培优突破练 1Q①ωF②ug3mw8)u,=lnM3m to M 【解析】(1)火箭在点火预热阶段喷出气体，火箭对气体的平 均作用力为F',以竖直向下为正方向，由动量定理有F'to= m。一0，解得F'-m.根据牛顿第三定律可知火箭在此 to 阶段获得的平均推力F的大小F=F'=m。」 to (2)运载物、燃料在喷出气体的过程中动量守恒，以竖直向上 为正方向，有Mo2-3mo1=0,解得2=M, (3)以地面为参考系，以竖直向上为正方向，第一级燃料燃烧 后，运载物获得的速度大小为V运1，依动量守恒定律有(M十 2m)v运1十m(-v十v运1)=0，第二级燃料燃烧后，运载物获 得的速度大小为y运2，则有(M十2m)v运2十m(一十v运2)= (M+2m)v运1，第三级燃料燃烧后，运载物获得的速度大小 为0运3，则有(M十2m)0运3十m(-v十V运3)=(M+2m)v运2， 解得v=M十3m,02=M牛3m+M十2m,v-M十3m 771U M++2m M+m' 同理，若把质量为3m的燃料分成n份，运载物最终获得的 3m 3m n 速度为Vn,则有v= M+n3m M+(n-1)320 71 3m 3m 3m n 十…十n 。十n0 ，依题目已 M+(n-2)3m M+2×3m'M+1x3 n 知条件，当n→oo时，vm=vln M+3m M 第一章单元学能测评 1.B【解析】冲量表达式为I=Ft,其中力F的单位为N,且 1N=1kg·m/s2,时间t的单位为s,故用国际单位制中的 基本单位来表示冲量的单位为1kg·m/s,故选B. 2.D【解析】初动量为p1=mw1=0.18X25kg·m/s= 45kg·m/s,打击后动量为p2=w2=0.18X(一45)kg·m/s= 一8.1kg·m/s,故动量变化量为△中=p2-p1= 12.6kg·m/s,故选D. 3.B【解析】由题可知，羽毛球在运动过程中受到空气阻力作 用，且空气阻力做负功，所以机械能减小，所以A点的速度 大于B点的速度，故A错误；由于存在空气阻力作用，AP段 羽毛球处于上升阶段，其竖直向下的加速度大于重力加速 度，而PB段羽毛球处于下降阶段，加速度的竖直分量小于 重力加速度，由于位移大小相等，所以AP段的飞行时间小 于PB段的飞行时间，则AP段重力的冲量小于PB段重力 的冲量，故B正确，C错误；羽毛球在最高点P时水平方向 速度不为0，则在P点的动量不为0，故D错误.故选B. 4.C【解析】弹簧为轻质弹簧，质量忽略不计，弹簧的动量为 0,对小球进行受力分析，从小球开始接触弹簧到将弹簧压缩 至最短的过程中，小球先做自由落体运动，后向下做加速度 减小的变加速直线运动，最后向下做加速度增大的变减速直 线运动，可知速度先增大后减小，动量先增大后减小，小球和 弹簧组成的系统动量不守恒，故A错误；根据上述分析可 知，小球的动量先增大后减小，故B错误；根据上述分析可 知，从小球开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小 球先向下做加速度减小的变加速直线运动，后向下做加速度 11第6节 反X A基础过关练 。测试时间：15分钟 1.关于火箭、反冲现象，下列说法正确的是(). A.火箭、汽车的运动都属于反冲运动 B.火箭做加速运动的原因是发动机推动外部空 气，空气反作用力推动火箭 C.为了减少反冲的影响，用枪射击时要用肩部 抵住枪身 D.喷气式飞机、轮船航行的运动都属于反冲 运动 2.(2025·河北廊坊一中期末)2025年5月22日 16时49分，神舟二十号乘组航天员陈冬、陈中 瑞、王杰密切协同进行了约8小时的出舱活动， 完成了既定目标后顺利返舱.设某次出舱活动中 一位连同装备共120kg的航天员，脱离空间站 后，在离空间站30m的位置与空间站处于相对 静止的状态.装备中有一个高压气源，能以 50m/s的速度（相对于空间站）迅速喷出少量气 体.航天员返回空间站恰好用时5min,他向后 喷出气体的质量为(). A.0.24kg B.0.30kg C.0.36kg D.0.42kg 3.一个士兵坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的 总质量是m,这个士兵用狙击步枪水平射出一 发质量为m。的子弹，子弹在枪管中运动的时间 为△t,离开枪口时相对步枪的速度是u.射击前 皮划艇是静止的，不考虑水的阻力.下列说法正 确的是(). A射击后皮划艇的速度大小为”m, m 2mou B.射击后皮划艇的速度大小为m。 m-mo C.射击时枪所受到的平均反冲作用力大小为 mo(m-mo)u m△t D.射击时枪所受到的平均反冲作用力大小为 mou △t 第一章动量守恒定律 中现象火箭 4.如图所示，一个液化气瓶固定在位于光滑水平面 上的小车上，开始时小车静止，液化气瓶（含气） 与小车的总质量为1.打开液化气瓶，液化气瓶 向后喷射气体的速度（对地）大小恒为o,则当 液化气瓶喷射出质量为m2的气体时，小车的速 度大小为( nnnnnninnnnnnnihnmmmnnmn m1Uo m2Uo A. B. m1十m2 m1十m2 D. m2Vo m1-m2 m1-m2 5.(2025·安徽安庆一中月考) 前进的方向 为模拟火箭发射过程，某校科 高压 技小组发射水火箭如图所示。 已知水火箭的总质量为1.2kg, 瞬间将0.8kg的水以对地 八压出的水 10m/s的速度喷出.重力加速度g=10m/s2, 空气阻力不计，喷水后水火箭获得的速度大小和 水火箭上升的最大高度分别为( A.20m/s;20m B.20m/s;10m C.15m/s;20m D.15m/s;10m B综合提能练 ●测试时间：20分钟 1.(2025·福建三明一中期中)如图所示，假设一航 天员在距离空间站舱门为d的位置与空间站保 持相对静止，某一时刻航天员启动喷气背包返回 空间站，压缩气体通过横截面积为S的喷口以 相对空间站的速度)向后持续喷出，若喷出的压 缩气体密度恒为ρ，航天员连同整套舱外太空服 的质量为M,不计喷出气体后航天员和装备总 质量的变化，则下列说法正确的是( ☐航天员 空间站 A.航天员此操作与弹性碰撞的原理相同 19 用重难点手册高中物理选择性必修第一册RJ。 B.喷气过程中，航天员受到喷出气体的作用力 恒为F=pSv C.喷气过程中航天员相对空间站做加速度逐渐 增大的加速运动 D.航天员到达空间站时相对空间站的速度为 2pSd 0λNM 2.如图所示，某中学放飞“水火箭”的活动中，同学 们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，的速度与水平方向成0角斜 向下喷出.不计空气阻力，重力加速度为g,下列 说法正确的是(). A水喷出的过程中，火箭和水的机 械能守恒 B.当0=45时，火箭飞得最高 C火箭的初速度大小为 D.火箭从射出点到最高点所用时间为 mvocos 0 g(M-m) 3.(多选)2025年4月24日17时17分，长征二号 F运载火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞，将神 舟二十号载人飞船成功送入预定轨道.长征二号 F运载火箭飞行时，设在极短时间△t内喷射燃 气的质量是△，喷出的燃气相对喷气前火箭的 速度是，喷出燃气后火箭的质量是m,下列说 法正确的是(). A.火箭加速的原因：燃气推动周围空气，空气的 反作用力推动火箭 B.喷出燃气后，火箭的动量改变量大小为△mu C喷出燃气时，火箭受到的推力为显 D.u越大，越大，火箭增加的速度△口就越大 4.(2025·湖北襄阳五中月考)（多选）中国某新型 连续旋转爆震发动机(CRDE)测试中，飞行器 总质量（含燃料）为M,设每次爆震瞬间喷出气 体质量均为△，喷气速度均为v(相对地面)， 20 喷气方向始终与飞行器运动方向相反.假设飞 行器最初在空中静止，相继进行多次爆震（喷 气时间极短，忽略重力与阻力).下列说法正确 的是(). A.由于在太空中没有空气提供反作用力，所以 该飞行器无法在太空环境中爆震加速 B.每次喷气后，飞行器（含剩余燃料）动量增量 大小相同 C.每次喷气后，飞行器（含剩余燃料）速度增量 大小相同 卫经过n次喷气后，飞行器速度为 5.（多选)某同学质量为60kg,在军事训练中要求 他从岸上以大小为2m/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，小船的质 量是140kg,原来的速度大小是0.5m/s,该同 学上船后又跑了几步，最终停在船上.则( A.人和小船最终静止在水面上 B.该过程同学的动量变化量大小为105kg·m/s C.船最终的速度是0.95m/s D.船的动量变化量大小是105kg·m/s 6.如图，在平静的水面上漂浮着一块质量M=150g 的带有支架的木板，木板左边的支架上静静地蹲 着一只质量为m=50g的青蛙，支架高为h= 20cm,支架右方的水平木板长s=120cm,突然青 蛙向右水平跳出.水的阻力不计，g=10m/s2. (1)如果青蛙相对地面跳出的初速度是0.3m/s, 则木板后退的速度是多大？ (2)如果青蛙水平跳出恰好入水，则对地跳出的 初速度至少为多少？ 水面 C培优突破练 。测试时间：10分钟 1.如图所示为三级火箭示意图，运载物的质量为 M,每一级燃料的质量均为m,燃料燃烧后喷出 炽热高速气体.火箭从地面由静止发射，若不考虑 空气阻力、重力的影响，燃料外壳质量不计.求： 运载物 第三级 第二级 第一级 三级火箭 (1)假如火箭在点火加速阶段，尚未离开地面，在 时间t。内，相对于地面以速度v。喷出质量 为m。的气体，火箭在此阶段获得的平均推 力F的大小 (2)假如一次性把三级燃料燃烧后瞬间全部喷 出，喷出的气体相对于地面的速度为1，运 载物可获得速度v2的大小. (3)假如依次把每一级火箭的燃料燃烧后瞬间全 部喷出，喷出的气体相对火箭的速度为，运 载物可获得速度的大小为3.根据v3的表 达式，若把燃料总质量3m分为n份(n为正 第一章动量守恒定律 整数)，依次把的然料燃烧后瞬间喷出， 喷出的气体相对火箭的速度为v,若n取到 无穷大，则火箭最终可获得的理想最大速度 n为多大 已知：S.=a十b+2a千b+3a千b+…+ (n-1)a十b十a十ba,b为正的常数，n为 正整数，当no时，则S.=n(1+号)】」 21