1.6 反冲现象火箭常见五种题型 过关卷 -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 火箭常见五种题型(过关卷)
题型一 反冲现象的理解与守恒判断
题型二 人船模型与相对位移
题型三 火箭与喷气反冲
题型四 爆炸与分离问题
题型五 系统反冲与综合计算
题型一 反冲现象的理解与守恒判断
【解题技巧】(深挖守恒判断的易错点:系统总动量守恒不代表每个物体动量不变;某方向守恒不代表总动量守恒。人跳车、投篮、摆球往复等问题中,竖直方向支持力随运动变化,只有水平方向可用守恒律。近似守恒条件"内力远大于外力"要结合作用时间判断,不能只看力的大小。)
1.如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为、
,两船沿同一直线同一方向运动,速率分别为
、
,乙船上的人将一质量为
的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,刚好可避免两船相撞,同时保证两船继续同向运动,不计水的阻力。则抛出货物的速率是( )
A. B.
C.
D.
2.如图所示,质量为的小船在静止水面上以速率
向右匀速行驶,一质量为
的救生员站在船尾,相对小船静止。若救生员以相对小船速率
水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率约为( )
A.3.6m/s B.5m/s
C.3.4m/s D.2.4m/s
3.如图所示,质量为m的小圆环A穿在光滑水平直杆上,通过细线与小圆环B相连,初始时细线恰好水平拉直。现将A、B从图示位置由静止释放,B的运动轨迹如图中虚线所示,Q点为右侧轨迹的最高点,Q点到A的初始位置的距离为绳长的,不计空气阻力,则B的质量为( )
1
学科网(北京)股份有限公司
A. B.
C.
D.
4.如图所示,质量为M、半径为R的内壁光滑半圆槽静置在光滑水平地面上,现将可视为质点、质量为m的小球从半圆槽左侧圆心等高处由静止释放。已知,不计空气阻力,重力加速度为g,小球从释放到最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A.球和槽组成系统的动量守恒 B.球的位移大小为
C.球在最低点时速度大小为 D.槽受到的合外力冲量大小为
题型二 人船模型与相对位移
【解题技巧】(多阶段人船问题:人从一船跳到另一船、反复抛接物体时,每一步都单独守恒,但全系统初末总动量始终不变,最终状态与过程细节无关。避免相撞、恰好到达某端等临界条件对应速度相等或位移关系。求极值(最大速度、最小绳长)时先写出速度或位移的表达式再分析单调性。)
1.如图所示,一质量为M、长为L 的木板静止在光滑水平面上,质量为m(M>m)的机械蛙静止蹲在木板的左端,机械蛙向右上方跳起,恰好落至木板右端,且立刻相对木板静止,机械蛙可看作质点,起跳与着板过程时间极短,空气阻力忽略不计,木板的厚度不计。下列说法正确的是( )
A.机械蛙和木板都向右运动
B.机械蛙和木板组成的系统动量守恒
C.机械蛙相对于水平面的位移大小为
D.由于木板惯性大,因此机械蛙落在木板上后,木板还要继续向前运动
2.(多选)如图所示,光滑水平面上静止一长为L=5 m、质量为M=60 kg的平板小车,一质量为m=40 kg的小孩站在小车左端。小孩从小车左端移动到小车右端(不打滑),在这一过程中小孩对地的最大速度v人max=1.5 m/s,小孩可视为质点。下列说法中正确的是( )
A.小孩和小车组成的系统动量守恒,机械能守恒
1
学科网(北京)股份有限公司
B.小车对地的最大速率v车max=1 m/s
C.整个过程中小孩发生对地的位移为3 m
D.若小孩运动至最右端静止,小车因惯性不会立刻静止
3.(多选)如图所示,甲乙两人做抛球游戏,甲站在一辆平板车上,甲与车的总质量kg,车与水平地面间的摩擦不计。另有一质量
kg的球,乙站在车对面的地上,身旁有若干质量不等的球。开始车静止,甲将球以速度v(相对于地面)水平抛给乙,乙接到抛来的球后,马上将另一只球以相同速率v水平抛回给甲,甲接到球后,再以速率v将此球水平抛给乙,这样反复进行,乙每次抛回给甲的球的质量都等于他接到球的质量的2倍,则( )
A.甲第二次抛出球后,比第一次抛出球后的速度增加了0.20v
B.甲第三次抛出球后,比第二次抛出球后的速度增加了0.32v
C.从第一次算起,甲抛出5个球后,再也不能接到乙抛回来的球
D.从第一次算起,甲抛出4个球后,再也不能接到乙抛回来的球
4.如图所示,A和B两小车静止在光滑的水平面上,质量分别为,
,A车上有一质量为
的机器人,相对地面以
的水平速度向右跳上B车,并与B车相对静止
不考虑空气阻力
。求:
(1)机器人跳离A车后,A车的速度大小;
(2)机器人跳上B车后与B车一起运动的速度大小;
(3)机器人跳离A车的过程中,对A车所做的功。
题型三 火箭与喷气反冲
【解题技巧】(喷气反冲的进阶模型:变质量系统的微元法,取 Δt 内喷出的气体 Δm=ρSvΔt,由动量定理得推力 F=Δm·Δv/Δt;反冲体受阻力 f=kv 时,对"剩余部分+动量定理"逐段分析或用图像面积处理。多次喷射问题逐次列动量守恒,注意每次喷射后系统质量已变化。)
1.2021年7月4日,神舟十二号航天员刘伯明、汤洪波从空间站天和核心舱节点舱成功出舱,身上穿着我国自主研制的“飞天”舱外航天服,航天服内置微型喷气发动机和操纵系统,相当于微型载人航天器,未来有一天,航天员登陆月球,在月球表面悬停。已知航天服连同人和装备的总质量为,喷气口的横截面积为
,气体的密度为
,且气体喷出前的速度为零,月球的质量为
,月球的半径为
,引力常量为
。要使航天员能在月球表面悬停,则喷射的气体的速度大小为( )
1
学科网(北京)股份有限公司