1.6 反冲现象　火箭 课时练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

1.6.反冲现象　火箭 基础巩固 1.2025年3月12日凌晨,长征八号遥六运载火箭以“一箭十八星”方式将千帆星座第五批组网卫星送入预定轨道。若最后火箭壳体的质量为m,最后一颗卫星的质量为5m,分离前一起绕地球在椭圆轨道运动,到离地心距离为r的远地点时速度为v,此时卫星与火箭分离,分离时卫星以u=的速度相对于火箭向前运动,分离后卫星绕地球做半径为r的匀速圆周运动,设地球质量为m地,引力常量为G,则速度v的表达式为(　　) A.v= B.v= C.v= D.v= 2.如图所示,装有炮弹的火炮总质量为m1,炮弹的质量为m2,炮弹射出炮口时对地的速率为v0。若炮管与水平地面的夹角为θ,则火炮后退的速度大小为(设水平面光滑)(　　) A.v0 B. C. D. 3.如图所示,大气球质量为100 kg,载有质量为50 kg的人,静止在空气中距地面20 m高的地方,气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子。此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则这绳长至少应为(可以把人看作质点)(　　) A.10 m B.30 m C.40 m D.60 m 4.2025年10月31日,我国神舟二十一号载人飞船把3名航天员送上太空。设运载火箭和飞船发射前的总质量是m',开始发射一段时间内火箭以对地速度v0向下喷出质量为m的燃料,若不计重力和空气阻力的影响,此时火箭的速度多大? 能力提升 1.(多选)向空中发射一物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b两块,若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向,则(　　) A.b的速度方向一定与原速度方向相反 B.从炸裂到落地的这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大 C.a、b一定同时到达水平地面 D.在炸裂过程中,a、b受到的力大小一定相等 2.如图所示,有一只小船停靠在湖边码头,小船又窄又长(质量约为1 t)。一位同学想用一个卷尺粗略测量它的质量。他进行了如下操作:首先将船平行于码头岸边自由停泊,人轻轻从船尾上船,走到船头停下,而后轻轻下船。用卷尺测出船后退的距离d,然后用卷尺测出船长l。已知他的自身质量为m,水的阻力不计,则船的质量为(　　) A. B. C. D. 3.一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有向右的水平速度v0=2 m/s,它爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1。不计质量损失,重力加速度g取10 m/s2。则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是(　　) 4.平板车停在水平光滑的轨道上,平板车上有一人从固定在车上的货箱边沿水平方向顺着轨道方向跳出,落在平板车地板上的A点,A点距货箱的水平距离为l=4 m,如图所示。人的质量为m,车连同货箱的质量为m0=4m,货箱高度为h=1.25 m。求车在人跳出后到落到平板车地板前的反冲速度的大小。g取10 m/s2。 5.(拔高题)一质量为1 kg的烟花弹从地面斜向上发射,发射速度大小为50 m/s,方向与水平方向夹角为53°,如图所示,达到最高点时炸裂为质量相等的A和B两部分。爆炸后A又上升了3 s,且恰好落回出发点,不计空气阻力,爆炸的时间极短且忽略爆炸前后的总质量变化,重力加速度g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。 (1)求爆炸点到抛出点的水平、竖直距离。 (2)求炸裂后A的速度大小。 (3)求爆炸过程中释放的化学能。 1.6.反冲现象　火箭 基础巩固 1.A 分离后卫星绕地球做半径为r的匀速圆周运动,设此时的速度大小为v1,根据万有引力提供向心力有,解得v1=,在火箭壳体和卫星分离时,规定分离前的速度方向为正方向,设火箭壳体的速度为v2,对火箭和火箭壳体组成的系统,根据动量守恒定律有(m+5m)v=5mv1+mv2,其中v1=u+v2,联立解得v=,故A正确,B、C、D错误。 2.C 炮弹与炮管在水平方向动量守恒,由m2v0cos θ=(m1-m2)v得v=,故选C。 3.B 人与气球组成的系统动量守恒,设人的速度为v1,气球的速度为v2,运动时间为t。以人与气球组成的系统为研究对象,以向下为正方向,由动量守恒得m1v1-m2v2=0,则m1-m2=0,代入数据得s气球=s人=×20 m=10 m,则绳子长度l=s气球+s人=10 m+20 m=30 m,即绳子至少30 m长,故选B。 4. 由动量守恒定律得 (m'-m)v=mv0 则v=。 能力提升 1. CD 爆炸后系统的总机械能增加,但不能确定a、b两块的速度大小及b块的速度方向,所以A、B不能确定;因炸开后两者都做平抛运动,且高度相同,故C对;由牛顿第三定律知D对。 2.B 设人走动的时候船的速度为v,人的速度为v' ,人从船尾走到船头用时为t,人的位移为l-d,船的位移为d ,所以v=,v'=。以船的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有m0v-mv'=0,可得m0=m,解得小船的质量为m0=m,故B项正确。 3.B 弹丸爆炸瞬间内力远大于外力,故爆炸瞬间动量守恒。因两弹片均水平飞出,飞行时间t==1 s,取向右为正方向,由水平速度v=知,选项A中,v甲=2.5 m/s,v乙=-0.5 m/s;选项B中,v甲=2.5 m/s,v乙=0.5 m/s;选项C中,v甲=1 m/s,v乙=2 m/s;选项D中,v甲=-1 m/s,v乙=2 m/s。因爆炸瞬间动量守恒,故mv0=m甲v甲+m乙v乙,其中m甲=m,m乙=m,v0=2 m/s,代入数值计算知选项B正确。 4. 1.6 m/s 人从货箱边跳离的过程,系统(人、车和货箱)在水平方向动量守恒,设人的水平速度是v1,车的反冲速度是v2,取向右为正方向,则mv1-m0v2=0,解得v2=v1 人跳离货箱后做平抛运动,车以速度v2做匀速运动,运动时间为t= s=0.5 s。由图可知,在这段时间内人的水平位移x1和车的位移x2分别为x1=v1t,x2=v2t 由于x1+x2=l 即v1t+v2t=l 所以v2= m/s=1.6 m/s。 5.(1)120 m　80 m (2)15 m/s (3)1 462.5 J (1)烟花弹从抛出点运动至最高点(爆炸点)的过程,水平方向位移x=v0cos θ·,竖直方向位移h=,解得x=120 m,h=80 m。 (2)爆炸后,A部分做抛体运动,其竖直方向分速度vAy=gtA,设爆炸后A运动的总时间为t,满足-h=vAyt-gt2,水平方向分速度vAx=-,合速度大小vA=,解得vA=15 m/s。 (3)爆炸瞬间,系统动量守恒,水平方向有m总v0cos θ=mAvAx+mBvBx,竖直方向有0=mAvAy+mBvBy,爆炸释放的化学能ΔE=(mAmB)-m总(v0cos θ)2,解得ΔE=1 462.5 J。 学科网（北京）股份有限公司 $