2018學年高中物理 第一章 碰撞與動量守恒 動量守恒定律的應用（反沖）習題（提高篇）教科版選修3-5.doc

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動量守恒定律的應用（反沖）(提高篇) 一、選擇題 1．航天飛機利用噴出的氣體進行加速，是利用了高速氣體的哪種作用？（ ）． A．產生的浮力 B．向外的噴力 c．反沖作用 D．熱作用 2．豎直發(fā)射的火箭質量為6103 kg．已知每秒鐘噴出氣體的質量為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為（ ）． A．700 rn／s B．800 m／s C．900 m／s D．1000 m／s 3．質量相等的A、B兩球之間壓縮一根輕質彈簧，靜置于光滑水平桌面上，當用板擋住小球A而只釋放B球時，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同時釋放，則四球的落地點距桌邊（ ）． 　　　　　　 A． B． C．s D． 4．質量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、乙向右同時以相對于岸3 m／s的速度躍入水中，如圖所示，則小船的運動速率和方向為（ ）． 　　　　　　 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．質量為m，半徑為R的小球，放在半徑為2R，質量為2m．的大空心球內，大球開始靜止在光滑水平面上，當小球從圖所示位置無初速地沿內壁滾到最低點時，大球移動的距離為（ ）． 　　　　　　 A． B． C． D． 6．一個質量為M的平板車靜止在光滑的水平面上，在平板車的車頭與車尾站著甲、乙兩人，質量分別為m1和m2，當兩人相向而行時（ ）． A．當m1＞m2時，車子與甲運動方向一致 B．當v1＞v2時，車子與甲運動方向一致 C．當m1v1＝m2v2時，車子靜止不動 D．當m1v1＞m2v2時，車子運動方向與乙運動方向一致 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．設第一次射出子彈后，人后退的速度為v，則（ ）． A．無論射出多少顆子彈，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，當氣球下的吊梯上站著的人沿著梯子向上爬時，下列說法不正確的是（ ）． A．氣球可能勻速上升 B．氣球可能相對地面靜止 C．氣球可能下降 D．氣球運動速度不發(fā)生變化 9．一小型火箭在高空繞地球做勻速圓周運動，若其沿運動方向的相反方向射出一物體P，不計空氣阻力，則（ ）． A．火箭一定離開原來軌道運動 B．P一定離開原來軌道運動 C．火箭運動半徑可能不變 D．P運動半徑一定減小 10．如圖所示，質量為M的密閉汽缸置于光滑水平面上，缸內有一隔板P，隔板右邊是真空，隔板左邊是質量為m的高壓氣體，若將隔板突然抽去，則汽缸的運動情況是（ ）． 　　　　 A．保持靜止不動 B．向左移動一定距離后恢復靜止 C．最終向左做勻速直線運動 D．先向左移動，后向右移動回到原來位置 二、填空題 11．如圖所示，質量為m，長為a的汽車由靜止開始從質量為M、長為b的平板車一端行至另一端時，汽車發(fā)生的位移大小為________，平板車發(fā)生的位移大小為________．（水平地面光滑） 　　 12．小車靜置在光滑水平面上，站在車上的人練習打靶，靶裝在車上的另一端，如圖所示（小圓點表示槍口）．已知車、人、槍和靶的總質量為M（不含子彈），每顆子彈質量為m，共n發(fā)．打靶時，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，小車移動的距離為________． 　　　　　　 三、解答題 13．如圖所示，一玩具車攜帶若干質量為m1的彈丸，車和彈丸的總質量為m2，在半徑為尺的水平光滑軌道上以速率v0做勻速圓周運動，若小車每轉一周便沿運動方向相對地面以恒定速度u發(fā)射一枚彈丸．求： 　　　　　　 （1）至少發(fā)射多少顆彈丸后小車開始反向運動？ （2）寫出小車反向運動前發(fā)射相鄰兩枚彈丸的時間間隔的表達式． 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動，假如噴出的水流流量保持為210－4 m3／s，噴出速度保持為對地10 m／s，啟動前火箭總質量為1.4 kg，則啟動2 s末火箭的速度可以達到多少？（已知火箭沿水平軌道運動，阻力不計，水的密度是103 kg／m3） 15．如圖所示，一質量為m的玩具蛙蹲在質量為M的小車的細桿上，小車放在光滑的水平面上，若車長為L，細桿高為h且位于小車的中央，試問玩具蛙對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】動量守恒，即每秒噴出氣體的動量等于火箭每秒增加的動量，即m氣v氣=m箭v箭，由動量定理得火箭獲得的動力，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，彈簧的彈性勢能全部轉化為B球的動能，有，擋板撤走后，彈性勢能兩球平分，則有，由以上兩式解得，D對． 4．【答案】A 5．【答案】B 6．【答案】CD　 【解析】車子向哪一個方向運動，取決于甲、乙兩人的動量大小關系，根據動量守恒定律可知選項C、D正確． 7．【答案】C　 【解析】設人、槍(包括子彈)的總質量為M，每顆子彈質量為m，子彈出射速度為v0. 由已知有0＝(M－m)v－mv0.設射出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C正確． 8．【答案】D　 【解析】系統(tǒng)滿足動量守恒：(M＋m)v0＝Mv1＋mv2，當人沿梯子向上爬時，v1可能為零，可能為正，也可能為負，則只有D的說法不正確． 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，從而做離心運動離開原來軌道，半徑增大．P的速率可能減小、可能不變、可能增大，運動也存在多種可能性，所以A對，B、C、D錯． 10．【答案】B　 【解析】突然撤去隔板，氣體向右運動，汽缸做反沖運動，當氣體充滿整個汽缸時，它們之間的作用結束．由動量守恒定律可知，開始時系統(tǒng)的總動量為零，結束時總動量必為零，汽缸和氣體都將停止運動，故B正確． 二、填空題 11．【答案】 12．【答案】 三、解答題 13．【答案】見解析 【解析】（1）由動量守恒定律得發(fā)射了n顆彈丸后小車的速度為，小車開始反向時，vn=0，所以． （2）由動量守恒定律得，小車向前發(fā)射第k顆子彈后小車的速度，則時間間隔 且． 14．【答案】見解析 【解析】“水火箭”噴出水流做反沖運動，設火箭原來總質量為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＇．由動量守恒定律，得 (M－Qt)v＇=Qtv， 火箭啟動后2 s末的速度為 ． 15．【答案】 【解析】蛙和車組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，則 Mv′－mv＝0　　　　　　　　　　　　　　① 蛙下落時間 ② 若蛙恰好落地，則有 ③ 解①②③得：．