高中物理 选修一(2019)第一章 动量守恒定律 第6节反冲现象 火箭提高练习(含答案)

A．A到C小钢球动量守恒
B．A到C小钢球机械能守恒
C．A到B小钢球的加速度先减小后增大
D．B到C小钢球完全失重状态
11．如图所示，质量为3m的容器静止在光滑水平面上，该容器的内壁是半径为R的光滑半球面，在容器内壁的最高点由静止释放一质量为m的小滑块P，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．P滑到最低点时，容器的动能为
B．P滑到最低点时，容器的动能为
C．P从开始到最低点过程中，容器的位移大小为
D．P从开始到最低点过程中，容器的位移大小为
12．如图所示，在光滑的水平面上静止放置A、B、C三个物体，A、B、C的质量分别为mA=1kg，mB=3kg，mC=2kg。物体C为一光滑的圆弧轨道，弧面足够长，物体A、B之间有一根轻质弹簧（弹簧和物体A、B均未栓接），现用力把弹簧压缩后再用绳子把物体A、B固定，使A、B处于静止。现剪断绳子，之后弹簧把A向左弹出，已知A离开弹簧后的速度大小为3m/s，A、B分开后把弹簧撤去（重力加速度g=10m/s2）。下说法正确的是
A． B． C． D．
7．有关实际中的现象，下列说法不符合事实的是（）
A．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度
B．体操运动员在着地时曲腿是为了减小地面对运动员的作用力
C．用枪射击时要用肩部抵住枪身是为了减少反冲的影响
D．为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度，发动机舱越坚固越好
二、多选题
8．向空中发射一枚炮弹，不计空气阻力，当炮弹的速度v0恰好沿水平方向时，炮弹炸裂成a、b两块，若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向，则()
C、设小球的质量为m，小球向右最大位移大小为x，小车向左运动的最大位移大小为x´，取水平向右为正方向，根据系统水平动量守恒得：m -5m =0，且有：x+x´=2L，解得：x= ，故C正确．
D、原来系统水平总动量为零，当小球摆至最低点时，根据系统水平动量守恒知，系统的水平总动量也为零，则小球动量与小车的动量大小相等，方向相反．设此时小车的速度为v1，小球的速度为v2．取水平向右为正方向，根据系统水平动量守恒得：mv2-5mv1=0，根据系统的机械能守恒得：mgL= mv22+ 5mv12，联立解得：v1= ，故D正确．
x1+x2=R
则容器的位移为
故C正确，D错误。
故选AC。
12．BC
【详解】
A．A、B物块被弹簧弹开的过程中，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=0，解得：
vB=1m/s，
由能量守恒知：
；
故A错误；
B．当A、C的速度相等时，A离地面最高，根据动量守恒得， ，由能量守恒知： ，联立解得：
h=0.3m；
A．小球和小车组成的系统总动量守恒
B．摆动过程中小球和小车组成系统的机械能守恒
C．小球向右最大位移为 L
D．当小球摆至最低点时，小球与小车的动量大小相等，方向相反，此时小车的速度为
10．一课间大刘老师把小钢球放在竖直的轻弹簧上，并将小钢球下压至如图甲所示A位置。放手后小钢球经过弹簧原长B点 图乙 上升到最高点 图丙 。忽略空气阻力。下列说法正确的是（）。
A．弹簧把A、B弹开的过程中释放出的弹性势能为4.5J
B．A滑上C上表面的最大离地高度为0.3m
C．A从C上离开后不能追上B
D．A从C上离开后能追上B
三、解答题
13．如图所示，水平轨道O点左侧粗糙，右侧光滑，在A、B两物块中间安放一颗微型炸药，并紧挨着放置于O点保持静止，物块C静置在O点右侧的P点上．某时刻引爆炸药，使两物块相向运动，A滑行到Q点后停止，B与C相碰后粘在一起向右运动．已知物块A与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.10，O、Q间的距离L＝2.0 m，物块的质量分别为mA＝2.0 kg，mB＝1.0 kg，mC＝3.0 kg，重力加速度g＝10 m/s2，A、B、C均可视为质点，爆炸时间极短．求：
(1)外力压缩弹性物质所做的功；
(2)小车的实际长度．
16．如图所示，质量M=80kg、长L=12m的平板静置于光滑的水平冰面上，质量m=40kg的小军从平板的左端静止开始向右走动．已知小军走到平板正中间时的速度v0=2m/s，求：
（1）小军从平板的左端走到平板正中间的过程中，小军对平板摩擦力的冲量I；
木块下滑时，只有重力做功，系统机械能守恒，由机械能守恒定律得
联立解得，木块滑出槽口的速度
故B正确，ACD错误。
7．D
【详解】
A．火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大速度，故A正确；
B．体操运动员在着地时屈腿可以延长着地时间，从而可以减小地面对运动员的作用力，故B正确；
C．用枪射击时要用肩部抵住枪身是可以防止枪身快速后退而造成伤害；故是为了减少反冲的影响，故C正确；
(1)若人最终落在车上，求跳出时相对地的初速度v0的最大值；
(2)如果人以(1)中v0的最大值跳出，当人落在车上站定后，求车的速度．
15．如图所示，一质量为M的小车置于光滑水平面上，小车两侧壁均固定长度为l的弹性物质．将质量为M的光滑物块放到小车上，物块与小车右侧的弹性物质接触但不连接．现将小车固定，在外力作用下推动物块压缩弹性物质，弹性物质压缩到一定程度后，同时释放小车和物块．由小车之外的固定传感器获得小车对地运动的加速度大小与时间的a-t图象如图所示(图象中数据为已知量，弹性物质始终在弹性限度内)．求：
A．b的速度方向一定与原来速度方向相反
B．从炸裂到落地的这段时间内，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受到的爆炸力的大小一定相等
9．如图所示，小车的立柱上O点固定有长L的不可伸长的轻绳，绳的末端拴有小球A(可视为质点)．小车静止在光滑的水平面上且OA水平，此时将小球由静止释放．小车的质量是小球的5倍．小球在摆动时不计空气和摩擦阻力．下面说法中正确的是（）
反冲现象火箭提高练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，大气球质量为100kg，载有质量为50kg的人（可以把人看做质点），静止在空气中距地面20m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
故B正确；
CD．A从C上离开时的速度分别为v1、v2，根据动量守恒得： ，由能量守恒知： ，联立解得：
v1=-0.6m/s，（方向向左）
v2=1.2m/s，
由上可知vB=1m/s>0.6m/s，所以A从C上离开后不能追上B，故C正确，D错误。
故选BC。
13．(1)vA=2m/s (2)vB=4m/s(3)E=6J
D.炸裂过程中，a、b之间的力为相互作用力，则a、b受到的爆炸力的大小一定相等，故D正确．
9．BCD
【详解】
A、小球由静止释放过程中，小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，故系统只在水平方向动量守恒；小球摆动过程中，小球与小车系统竖直方向受力不为零，总动量不守恒，故A错误．
B、小球与小车系统在摆动过程中只有重力做功，系统机械能守恒，故B正确．
5．D
【详解】
A、在弹开时，动量守恒，则两物体动量大小之比为1：1．故AB错误；
C、根据动量守恒定律得：0=m1v1-m2v2，则两物体的速度大小之比等于质量之反比，为： = = ．故C错误，D正确．
故选D．
6．B
【详解】
圆槽在光滑水平面上可动，当木块开始下滑到脱离槽口的过程中，对木块和槽所组成的系统，水平方向不受外力，水平方向动量守恒，设木块滑出槽口时的速度为v1，槽的速度为v2，在水平方向上，由动量守恒定律可得
（2）小军从平板的左端走到右端的过程中，平板后退的位移大小l．
参考答案
1．B
【详解】
人与气球组成的系统动量守恒，设人的速度v1，气球的速度v2，设运动时间为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 ，解得：
则绳子长度：
L=s球+s人=10m+20m=30m
10．CD
【详解】
A．A到C的过程中，小钢球所受合力不为零，合力的冲量不为零，所以动量不守恒，所以A错误；
B．A到C的过程中，小钢球除了重力做功外，弹簧弹力对小球做正功，所以机械能不守恒，所以B错误；
C．A到B的过程中，弹簧逐渐恢复原长，弹力逐渐减小，刚开始弹力大于重力，合力方向向上，大小逐渐减小，小钢球做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力等于重力时，合力为零，小钢球速度达到最大值，往后弹簧弹力小于重力，合力方向向下且大小逐渐增大，小钢球做加速度增大的减速运动，所以C正确；
D．B到C的过程中，小钢球只受重力作用，小钢球处于完全失重状态，所以D正确。
故选CD。
11．AC
【详解】
AB．设小滑块到达最低点的速度为v1，容器的速度为v2，系统水平方向动量守恒，则
mv1=3mv2
此过程中系统机械能守恒，则
解得
则容器的动能为
故A正确，B错误；
CD．根据动量守恒
mv1=3mv2
可知容器在水平方向的速度总是为小滑块的 ，所以滑块在水平方向位移是容器的3倍，当滑块到达容器底端时，两者在水平方向的相对位移为R，则
A．20m
B．30m
C．40m
D．50m
2．一个不稳定的原子核质量为 ，处于静止状态。放出一个质量为 的粒子后反冲。已知放出的粒子的动能为 ，则原子核反冲的动能为（ ）
A． B． C． D．
3．有一艘质量为M=120kg的船停在静水中，船长L=3m，船上一个质量为m=60kg的人从船头走到船尾。不计水的阻力，则船在水中移动的距离为（ ）
即绳子至少长30m长。
A．20m。故A不符合题意。
B．30m。故B符合题意。