2018學(xué)年高中物理 第一章 碰撞與動(dòng)量守恒 動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用（反沖）習(xí)題（提高篇）教科版選修3-5.doc

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動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用（反沖）(提高篇) 一、選擇題 1．航天飛機(jī)利用噴出的氣體進(jìn)行加速，是利用了高速氣體的哪種作用？（ ）． A．產(chǎn)生的浮力 B．向外的噴力 c．反沖作用 D．熱作用 2．豎直發(fā)射的火箭質(zhì)量為6103 kg．已知每秒鐘噴出氣體的質(zhì)量為200 kg．若要使火箭最初能得到20. 2 m／s。的向上加速度，則噴出氣體的速度應(yīng)為（ ）． A．700 rn／s B．800 m／s C．900 m／s D．1000 m／s 3．質(zhì)量相等的A、B兩球之間壓縮一根輕質(zhì)彈簧，靜置于光滑水平桌面上，當(dāng)用板擋住小球A而只釋放B球時(shí)，B球被彈出落到距桌邊水平距離為s的地面上，如圖所示．若再次以相同力壓縮該彈簧，取走A左邊的擋板，將A、B同時(shí)釋放，則四球的落地點(diǎn)距桌邊（ ）． 　　　　　　 A． B． C．s D． 4．質(zhì)量m=100 kg的小船靜止在平靜水面上，船兩端載著m甲=40 kg，m乙=60 kg的游泳者，在同一水平線上甲向左、乙向右同時(shí)以相對(duì)于岸3 m／s的速度躍入水中，如圖所示，則小船的運(yùn)動(dòng)速率和方向?yàn)椋? ）． 　　　　　　 A．0.6 m／s，向左 B．3 m／s，向左 C．0.6 m／s，向右 D．3 m／s，向右 5．質(zhì)量為m，半徑為R的小球，放在半徑為2R，質(zhì)量為2m．的大空心球內(nèi)，大球開(kāi)始靜止在光滑水平面上，當(dāng)小球從圖所示位置無(wú)初速地沿內(nèi)壁滾到最低點(diǎn)時(shí)，大球移動(dòng)的距離為（ ）． 　　　　　　 A． B． C． D． 6．一個(gè)質(zhì)量為M的平板車(chē)靜止在光滑的水平面上，在平板車(chē)的車(chē)頭與車(chē)尾站著甲、乙兩人，質(zhì)量分別為m1和m2，當(dāng)兩人相向而行時(shí)（ ）． A．當(dāng)m1＞m2時(shí)，車(chē)子與甲運(yùn)動(dòng)方向一致 B．當(dāng)v1＞v2時(shí)，車(chē)子與甲運(yùn)動(dòng)方向一致 C．當(dāng)m1v1＝m2v2時(shí)，車(chē)子靜止不動(dòng) D．當(dāng)m1v1＞m2v2時(shí)，車(chē)子運(yùn)動(dòng)方向與乙運(yùn)動(dòng)方向一致 7．穿著溜冰鞋的人，站在光滑的冰面上，沿水平方向舉槍射擊．設(shè)第一次射出子彈后，人后退的速度為v，則（ ）． A．無(wú)論射出多少顆子彈，人后退的速度為v保持不變 B．射出n顆子彈后，人后退的速度為nv C．射出n顆子彈后，人后退的速度大于nv D．射出n顆子彈后，人后退的速度小于nv 8．一氣球由地面勻速上升，當(dāng)氣球下的吊梯上站著的人沿著梯子向上爬時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是（ ）． A．氣球可能勻速上升 B．氣球可能相對(duì)地面靜止 C．氣球可能下降 D．氣球運(yùn)動(dòng)速度不發(fā)生變化 9．一小型火箭在高空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若其沿運(yùn)動(dòng)方向的相反方向射出一物體P，不計(jì)空氣阻力，則（ ）． A．火箭一定離開(kāi)原來(lái)軌道運(yùn)動(dòng) B．P一定離開(kāi)原來(lái)軌道運(yùn)動(dòng) C．火箭運(yùn)動(dòng)半徑可能不變 D．P運(yùn)動(dòng)半徑一定減小 10．如圖所示，質(zhì)量為M的密閉汽缸置于光滑水平面上，缸內(nèi)有一隔板P，隔板右邊是真空，隔板左邊是質(zhì)量為m的高壓氣體，若將隔板突然抽去，則汽缸的運(yùn)動(dòng)情況是（ ）． 　　　　 A．保持靜止不動(dòng) B．向左移動(dòng)一定距離后恢復(fù)靜止 C．最終向左做勻速直線運(yùn)動(dòng) D．先向左移動(dòng)，后向右移動(dòng)回到原來(lái)位置 二、填空題 11．如圖所示，質(zhì)量為m，長(zhǎng)為a的汽車(chē)由靜止開(kāi)始從質(zhì)量為M、長(zhǎng)為b的平板車(chē)一端行至另一端時(shí)，汽車(chē)發(fā)生的位移大小為_(kāi)_______，平板車(chē)發(fā)生的位移大小為_(kāi)_______．（水平地面光滑） 　　 12．小車(chē)靜置在光滑水平面上，站在車(chē)上的人練習(xí)打靶，靶裝在車(chē)上的另一端，如圖所示（小圓點(diǎn)表示槍口）．已知車(chē)、人、槍和靶的總質(zhì)量為M（不含子彈），每顆子彈質(zhì)量為m，共n發(fā)．打靶時(shí)，每發(fā)子彈打入靶中，就留在靶里，且待前一發(fā)打入靶中后，再打下一發(fā)．若槍口到靶的距離為d，待打完n發(fā)子彈后，小車(chē)移動(dòng)的距離為_(kāi)_______． 　　　　　　 三、解答題 13．如圖所示，一玩具車(chē)攜帶若干質(zhì)量為m1的彈丸，車(chē)和彈丸的總質(zhì)量為m2，在半徑為尺的水平光滑軌道上以速率v0做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若小車(chē)每轉(zhuǎn)一周便沿運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)地面以恒定速度u發(fā)射一枚彈丸．求： 　　　　　　 （1）至少發(fā)射多少顆彈丸后小車(chē)開(kāi)始反向運(yùn)動(dòng)？ （2）寫(xiě)出小車(chē)反向運(yùn)動(dòng)前發(fā)射相鄰兩枚彈丸的時(shí)間間隔的表達(dá)式． 14．課外科技小組制作一只“水火箭”，用壓縮空氣壓出水流使水火箭運(yùn)動(dòng)，假如噴出的水流流量保持為210－4 m3／s，噴出速度保持為對(duì)地10 m／s，啟動(dòng)前火箭總質(zhì)量為1.4 kg，則啟動(dòng)2 s末火箭的速度可以達(dá)到多少？（已知火箭沿水平軌道運(yùn)動(dòng)，阻力不計(jì)，水的密度是103 kg／m3） 15．如圖所示，一質(zhì)量為m的玩具蛙蹲在質(zhì)量為M的小車(chē)的細(xì)桿上，小車(chē)放在光滑的水平面上，若車(chē)長(zhǎng)為L(zhǎng)，細(xì)桿高為h且位于小車(chē)的中央，試問(wèn)玩具蛙對(duì)地最小以多大的水平速度跳出才能落到地面上？ 　　　　 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】C 2．【答案】C 【解析】動(dòng)量守恒，即每秒噴出氣體的動(dòng)量等于火箭每秒增加的動(dòng)量，即m氣v氣=m箭v箭，由動(dòng)量定理得火箭獲得的動(dòng)力，又F－m箭g=m箭a，得v氣=900 m／s． 3．【答案】D 【解析】擋板擋住A球時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為B球的動(dòng)能，有，擋板撤走后，彈性勢(shì)能兩球平分，則有，由以上兩式解得，D對(duì)． 4．【答案】A 5．【答案】B 6．【答案】CD　 【解析】車(chē)子向哪一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，取決于甲、乙兩人的動(dòng)量大小關(guān)系，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知選項(xiàng)C、D正確． 7．【答案】C　 【解析】設(shè)人、槍(包括子彈)的總質(zhì)量為M，每顆子彈質(zhì)量為m，子彈出射速度為v0. 由已知有0＝(M－m)v－mv0.設(shè)射出n顆后，后退速度為v′.則有(M－nm)v′＝nmv0.由以上分析有，． 因M－m＞M－nm，所以有v′＞nv，選項(xiàng)C正確． 8．【答案】D　 【解析】系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒：(M＋m)v0＝Mv1＋mv2，當(dāng)人沿梯子向上爬時(shí)，v1可能為零，可能為正，也可能為負(fù)，則只有D的說(shuō)法不正確． 9．【答案】A　 【解析】火箭射出物體P后，由反沖原理知火箭速度變大，所需向心力變大，從而做離心運(yùn)動(dòng)離開(kāi)原來(lái)軌道，半徑增大．P的速率可能減小、可能不變、可能增大，運(yùn)動(dòng)也存在多種可能性，所以A對(duì)，B、C、D錯(cuò)． 10．【答案】B　 【解析】突然撤去隔板，氣體向右運(yùn)動(dòng)，汽缸做反沖運(yùn)動(dòng)，當(dāng)氣體充滿整個(gè)汽缸時(shí)，它們之間的作用結(jié)束．由動(dòng)量守恒定律可知，開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量為零，結(jié)束時(shí)總動(dòng)量必為零，汽缸和氣體都將停止運(yùn)動(dòng)，故B正確． 二、填空題 11．【答案】 12．【答案】 三、解答題 13．【答案】見(jiàn)解析 【解析】（1）由動(dòng)量守恒定律得發(fā)射了n顆彈丸后小車(chē)的速度為，小車(chē)開(kāi)始反向時(shí)，vn=0，所以． （2）由動(dòng)量守恒定律得，小車(chē)向前發(fā)射第k顆子彈后小車(chē)的速度，則時(shí)間間隔 且． 14．【答案】見(jiàn)解析 【解析】“水火箭”噴出水流做反沖運(yùn)動(dòng)，設(shè)火箭原來(lái)總質(zhì)量為M，噴出水流的流量為Q，水的密度為，水流的噴出速度為v，火箭的反沖速度為v＇．由動(dòng)量守恒定律，得 (M－Qt)v＇=Qtv， 火箭啟動(dòng)后2 s末的速度為 ． 15．【答案】 【解析】蛙和車(chē)組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，則 Mv′－mv＝0　　　　　　　　　　　　　　① 蛙下落時(shí)間 ② 若蛙恰好落地，則有 ③ 解①②③得：．