高中物理 16.5 反冲运动 火箭课后课时精练 新人教版选修3-5
高中物理 16.5 反冲运动 火箭课后知能检测 新人教版选
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 16.5 反冲运动火箭课后知能检测新人教版选修3-51．能正确解释黑体辐射实验规律的是( )A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的能量微粒说【解析】根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B正确．【答案】 B2．普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是( )A．6.02×10－23 mol B．6.625×10－3mol·sC．6.626×10－34J·s D．1.38×10－16mol·s【解析】普朗克常量是一个定值，由实验测得它的精确数值为 6.626×10－34J·s，在记忆时关键要注意它的单位．【答案】 C3．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )【解析】由黑体实验规律知温度越高，辐射越强，且最大强度向波长小的方向移动，A对，B、C、D错．【答案】 A4．下列叙述正确的是( ) A ．一切物体都在辐射电磁波B ．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C ．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D ．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波【解析】 根据热辐射的定义，A 项正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知，一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B 项错误，C 项正确；根据黑体的定义知D 项正确．【答案】 ACD5．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P ，c 表示光速，h 为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为( )A.λPhc B ．hP λcC.cPλhD ．λPhc【解析】 每个光量子的能量ε＝hν＝hcλ，每秒钟发射的总能量为P ，则n ＝Pt ε＝λPhc.【答案】 A6．单色光从真空射入玻璃时，它的( ) A ．波长变长，速度变小，光量子能量变小 B ．波长变短，速度变大，光量子能量变大 C ．波长变长，速度变大，光量子能量不变 D ．波长变短，速度变小，光量子能量不变【解析】 因为光的频率不变，光量子的能量不变；再根据折射率n ＝c v ＝λλ′可知，光的速度变小，波长变短．【答案】 D7．对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是( ) A ．太阳光是由各种单色光组成的复合光B ．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光C ．在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为紫光D ．组成太阳光的各单色光，其能量都相同【解析】 根据棱镜散射实验得，太阳光是由各种单色光组成的复合光，故A 正确；根据能量子的概念得，光的能量与它的频率有关，而频率又等于光速除以波长，由于红光波长最长，紫光波长最短，可以得出各单色光中能量最强的为紫光，能量最弱的为红光，即B 、D 错，C 正确．【答案】 AC8．已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c ，普朗克常量为h ，则电磁波辐射的能量子ε的值为( )A ．h c λB ．h λC.c hλD ．以上均不正确【解析】 由波速公式v ＝λν可得：ν＝c λ由光的能量子公式ε＝hν＝h c λ故选A. 【答案】 A9．氦氖激光器发出波长为663 nm 的激光，当激光器的输出功率为1 mW 时，每秒发出的光子数为( )A ．2.2×1015B ．3.3×1015C ．2.2×1014D ．3.3×1014【解析】 一个光子的能量ε＝hν＝hc λ，当激光器输出功率为1 mW 时，每秒钟光子数为N ＝Ptε＝1×10－3×16.63×10－34×3×108663×10－9＝3.3×1015(个)． 【答案】 B10．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmin .根据热辐射理论， λmin 与辐射源的绝对温度T 的关系近似为Tλmin ＝2.90×10－3m·K.则老鼠发出最强的热辐射的波长为( )A ．7.8×10－5m B ．9.4×10－6m C ．1.16×10－4mD ．9.7×10－8m【解析】 由Tλmin ＝2.90×10－3m·K 可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λ＝2.90×10－3Tm ＝2.90×10－3273＋37m ＝9.4×10－6m ，B 正确．【答案】 B11．医生用红外热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知他的体温是多少，你知道其中的道理吗？【解析】 根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温了．【答案】 见解析12．小灯泡的功率P ＝1 W ，设其发光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6m ，求在距离d ＝1.0×104m 处，每秒钟落在垂直于光线方向面积为 1 cm 2上的光子数是多少？(h ＝6.63×10－34J·s)【解析】 每秒钟内小灯泡发出的能量为E ＝Pt ＝1 J 1个光子的能量：ε＝hν＝hc λ＝6.63×10－34×3×10810－6J ＝1.989×10－19J 小灯泡每秒钟辐射的光子数：n ＝E ε＝11.989×10－19＝5×1018(个) 距离小灯泡d 的球面面积为：S ＝4πd 2＝4π×(1.0×104)2m 2＝1.256×109m 2＝1.256×1013cm 2每秒钟内射到1 cm 2的球面上的光子数为：N ＝n S ＝5×10181.256×1013＝4×105(个)． 【答案】 4×105个。
物理选修3-5课后训练：第十六章 5反冲运动火箭 含解析
课后训练基础巩固1.下列属于反冲运动的有()A．喷气式飞机的运动B．直升机上升C．火箭上升D．反击式水轮机的运动2．质量为M的原子核，原来处于静止状态，当它以速度v放出质量为m的粒子时(设v方向为正)，剩余部分速度为()A．mvM m-B．mvM m--C．MvM m-D．mvM-3．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是()A．燃料燃烧推动空气，空气反作用推动火箭B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后喷出，气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭4．一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是()A．动量不变，速度增大B．动量变小，速度不变C．动量增大，速度增大D．动量增大，速度减小5．课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动。
假如喷出的水流流量保持为2×10－4 m3/s，喷出速度保持为对地10 m/s。
启动前火箭总质量为1.4 kg，则启动2 s末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动阻力不计，水的密度是103 kg/m3。
能力提升6．如图所示，一艘小船静止在平静的水面上，船前舱有一抽水机，抽水机把前舱的水均匀抽往后舱，不计水的阻力，在船的前舱与后舱分开、不分开的两种情况下，船的前舱运动情况分别是()A．不动；向前匀速运动B．向前加速运动；不运动C．不动；向后匀速运动D．向后匀速运动；不动7．如图所示，半径为R，质量为M，内表面光滑的半球物体放在光滑的水平面上，左端紧靠着墙壁，一个质量为m的小球从半球形物体的顶端的a点无初速释放，图中b点为半球的最低点，c点为半球另一侧与a同高的顶点，关于物体M和m的运动，下列说法中正确的有()A．m从a点运动到b点的过程中，m与M系统的机械能守恒、动量守恒B．m从a点运动到b点的过程中，m的机械能守恒C．m释放后运动到b点右侧，m能到达最高点cD．当m首次从右向左到达最低点b时，M的速度达到最大8．如图所示，质量为M的炮车静止在水平面上，炮筒与水平方向夹角为θ，当炮车发射一枚质量为m、对地速度为v0的炮弹后，炮车的反冲速度为________，若炮车与水平面的摩擦力为其重力的k倍，则炮车后退的距离为________。
高中物理《16.5 反冲运动 火箭》导学案(无答案)新人教版选修3-5
一、课前导学
（一）反冲现象
1.定义：物体的不同部分在内力作用下向_________运动。
2.特点：
(1)反冲运动中，相互作用力一般较大，通常可以用_________定律来处理。
(2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的_______增加。
（二）火箭
1.工作原理：利用_____运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃气从尾部迅速喷出时，使火箭获得巨大的__ ___。
二、合作探究
探究一：反冲运动
1.反冲运动的原理：思考“章鱼和乌贼的运动”，说明二者运动的原理。
2.反冲运动的应用和危害：(1)试举例说明反冲运动有哪些应用。
(2)试举例说明反冲运动的危害。
探究二：火箭
1.火 箭的飞行原理：火箭飞行利用了怎样的工作原理?在分析火箭运动问题时可否应用动量守恒定律?
2.探讨火箭飞行速度：根据“火箭喷气后增加的速度Δv的计算结果”，分析提高火箭飞行速度的可行办法。
A. v0B. v0C. v0D. v0
5、如图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100 kg，他们携手远离 空间站，相对空间站的速 度为0.1m/s。A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2m/s，求此时B的速度大小和方向。
6、质量为M的小车，以速度v0在光滑水平地面上前进，上面站有一质量为m的人，问：当人以相对于车的速度v1向后水平跳出后，车速变为多大？
3、火箭相对地面匀速飞行的速度为v0，某时刻的总质量为M，现火箭发动机向后喷出气体，若每次喷出的气体质量恒为m，相对于火箭的速度恒为u，不计空气阻力和地球引力，求第二次气体喷出后火箭的速度为多大。
五、课后练习（作业）
4、将静置在地面上，质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是()
高中物理第十六章动量守恒定律16.5反冲运动、火箭检测新人教版选修3-5
16.5 反冲运动、火箭新提升·课时作业基础达标1．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( )A．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭B．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C．火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭【解析】火箭工作的原理是利用反冲运动，是火箭燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出时，使火箭获得的反冲速度，故正确答案为选项B.【答案】 B2．一炮艇在湖面上匀速行驶，突然从船头和船尾同时向前和向后发射一发炮弹，设两炮弹质量相同，相对于地的速率相同，牵引力、阻力均不变，则船的动量和速度的变化情况是( )A．动量不变，速度增大 B．动量变小，速度不变C．动量增大，速度增大 D．动量增大，速度减小【解析】整个过程动量守恒，由于两发炮弹的总动量为零，因而船的动量不变，又因为船发射炮弹后质量减小，因此船的速度增大．【答案】 A3．小车上装有一桶水，静止在水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是( ) A．打开阀门S1B．打开阀门S2C．打开阀门S3D．打开阀门S4【解析】根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，由0＝m水v水＋m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出，选项B正确．【答案】 B．一装有柴油的船静止于水平面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示．不计水的阻力，船的运动情况是( )虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程．假设一个小型宇宙飞船沿人造地球卫星的轨道在高空中绕地球做匀速圆周运动，如果飞船沿其速度相反的方向抛出一个质量不可忽略的物体与飞船都不可能沿原轨道运动运动的轨道半径可能减小，而飞船的运动轨道半径一定增大可能沿地球方向竖直下落，而飞船运动的轨道半径将增大炮管水平)连同炮弹的总质量为的炮弹后，自行火炮的速度变为M v1－v2＋mvM v1－v2mM v1－v2＋2mM v1－v2－m v1－v2m－M －m v 2m －M v 1－v 2m.的小船静止在平静水面上，船两端载着泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3 m/s放在质量为m A 的斜面体，斜面体B 的上边长度为的底端时，A 移动的距离．a－b.3能力提升某人站在冰冻河面的中央，他想到达岸边，因为冰面光滑，无法行走和滚动，由动量守恒定律知，只有抛出物体获得反．绕地球在圆形轨道上匀速率运动的末级火箭和卫星，由于火箭燃料已经烧完，用于连接火箭和卫星的爆炸螺栓炸开，将卫星和末级火箭分开，火箭外壳被抛弃，此后两部分的运到甲船，立即再跳回乙船，这时两船速度大小之比为v甲：v乙等于( ) A．：1 B．m：MC．(m＋M：M D．m：(M＋m)【解析】对人及甲、乙两船，由动量守恒定律得：Mv甲－(M＋m)v乙＝0，即v甲v乙＝(m＋M M.故C正确．【答案】 C4．质量为m的人站在质量为2m的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比．当车速为v0时，人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下．跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则能正确表示车运动的v－t图象为( )【解析】人和车以共同的速度在水平地面上沿直线前行，做匀减速直线运动，当车速为v0时，人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下，跳离前后系统动量守恒，规定车的速度方向为正方向，则有(m＋2m)v0＝2mv＋(－mv0)，得v＝2v0，人跳车后做匀减速直线运动，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比，所以人跳车前后车的加速度不变，所以能正确表示车运动的v－t图象是B.故选B.【答案】 B5．如图所示，一个质量为m的玩具蛙蹲在质量为m′的小车的细杆上，小车放在光滑的水平桌面上．若车长为l，细杆高为h，且位于小车的中点，则玩具蛙至少以多大的水平速度v0跳出时，才能落到桌面上？【解析】设蛙水平跳出速度为v0，小车后退速度为v1，则在蛙与车作用过程中，系统水平方向动量守恒，则0＝mv0－m′v1(以v0方向为正)．在蛙未落至桌面前，小车以v1做匀速运动，设t内走了x，则x＝v1·t(x为对地位移)．＝m′＋m·m′l m′＋m ·g2h．课外科技小组制作了一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动．假如喷出的水流流量保持为2×10/s，喷出速度保持为对地。
高中物理16.5反冲运动火箭课件 新人教版选修3-5
答案
(2)设火箭发射前的总质量是M，燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为 v，试求燃料燃尽后火箭飞行的最大速度v′. 答案 在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以可认为动量守恒.
取火箭的速度方向为正方向，发射前火箭的总动量为0，发射后的总动量为mv′ －(M－m)v 则由动量守恒定律得mv′－(M－m)v＝0
象，取相互作用的整个过程为研究过程，运用动量守恒的观点解决问题.
答案
即学即用
(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度 AC (
)
A.使喷出的气体速度增大
B.使喷出的气体温度更高
C.使喷出的气体质量更大
D.使喷出的气体密度更小
答案
三、“人船模型”探究
导学探究
(1)两位两学在公园里划船，当小船离码头大约1.5 m左右时，有一位 同学心想：自己在体育课上立定跳远的成绩从未低于 2 m，跳到岸上 绝对没有问题.于是她纵身一跳，结果却掉到了水里 (如图1所示)，她 为什么不能如她所想的那样跳到岸上呢？(不计水的阻力) 答案 这位同学与船包括另一同学组成的系统
所以v′ M－m
＝ m
M － 1 v＝ v m
答案
(3)分析提高火箭飞行速度的可行办法.
M 答案 由(2)知火箭喷气后增加的速度v′＝( m 故可以用以下办法提高飞行速度：
－1)v
①提高喷气速度； ②提高火箭的质量比； ③使用多级火箭，一般为三级.
答案
知识梳理
反冲 运动，火箭燃料燃烧产生的高温、高压燃 (1)火箭的工作原理：利用 尾部 喷管迅速喷出，使火箭获得 向前 的速度. 气从 喷气速度和质量比( 火 箭 起 飞 时 (2)火箭燃料燃尽时火箭获得的最大速度由 的质量与火箭除燃料外的箭体质量之比)两个因素决定. (3)火箭喷气属于 反冲 类问题，是动量守恒定律的重要应用 . 在火箭运动 的过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，对于这一类的 问题，可选取火箭本身和在相互作用的时间内喷出的全部气体为研究对
高中物理16.5反冲运动火箭课件新人教版(1)选修3-5
典例精析 用火箭发射人造卫星．假设最后一节火箭的燃烧用完后， 火箭壳体和卫星一起以速度 v ＝ 7.0×103 m/s 绕地球做匀速圆周运 动．已知卫星质量 m＝500 kg，最后一节火箭壳体的质量 M＝100 kg. 某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星与火箭壳体沿轨道切线方向 的相对速度 v′＝1.8×103 m/s.试分析计算：分离后卫星的速度增加到 多大？火箭壳体的速度多大？分离后它们各将如何运动？
【方法归纳】 反冲运动过程中系统动量守恒，动量守恒定律中 的速度必须是相对于同一参考系的，如果不是相对于同一参考系，则 必须通过变换，一般情况下取大地作为参考系．
跟踪练习 1．一火箭喷气发动机每次喷出 m＝200 g 的气体，气体离开发动 机喷出时的速度 v＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭质量 M＝300 kg，发 动机每秒喷气 20 次．求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？
【解析】 解法 1：喷出气体的运动方向与火箭运动的方向相反， 系统动量守恒． 第一次气体喷出后，火箭速度为 v1，有 mv (M－m)v1－mv＝0，所以 v1＝ ； M－m 第二次气体喷出后，火箭速度为 v2，有 2mv (M－2m)v2－mv＝(M－m)v1，所以 v2＝ ； M－2m 第三次气体喷出后，火箭速度为 v3，有 (M－3m)v3－mv＝(M－2m)v2， 3mv 3×0.2×1000 所以 v3＝ ＝ m/s＝2 m/s. M－3m 300－3×0.2
3．讨论反冲运动应注意的三个问题： (1)速度的方向性：对于原来静止的整体，当被抛出部分具有速度 时，剩余部分的反冲是相对于抛出部分来说的，两者运动方向必然相 反．在列动量守恒方程时，理论上可任意规定某一部分的运动方向为 正方向，则反方向的这一部分的速度就要取负值． (2)速度的相对性：反冲运动的问题中，有时遇到的速度是相互作 用的两物体的相对速度。但是动量守恒定律中要求速度是对同一参考 系的速度(通常为对地的速度)．因此应先将相对速度转换成对地的速 度，再列动量守恒定律方程． (3)变质量问题：在反冲运动中还常遇到变质量物体的运动，如在 火箭的运动过程中，随着燃料的消耗，火箭本身的质量不断减小，此 时必须取火箭本身和在相互作用的短时间内喷出的所有气体为研究对 象，取相互作用的这个过程为研究过程来进行研究．
高中物理第十六章动量守恒定律第5节反冲运动火箭课后作业含解析新人教版选修3_5
第5节 反冲运动 火箭A 组：合格性水平训练1．(反冲运动)以下实例中不属于反冲现象的是( ) A ．当枪发射子弹时,枪身会同时向后运动 B ．乌贼向前喷水从而使自己向后游动C ．火箭中的火药燃烧向下喷气推动自身向上运动D ．战斗机在紧急情况下抛出副油箱以提高机身的灵活性 答案 D解析 当枪发射子弹时,枪身同时受到一个反作用力向后运动,A 是反冲现象；乌贼向前喷水从而使自己受到一个向后的力,向后游动,B 是反冲现象；火箭中的火药燃烧向下喷气而火箭自身受到一个向上的推力,推动火箭自身向上运动,C 是反冲现象；战斗机抛出副油箱,质量减小,惯性减小,机身的灵活性提高,D 不是反冲现象。
故选D 。
2．(人船模型)停在静水中的船的质量为180 kg,长12 m,不计水的阻力,当质量为60 kg 的人从船尾走到船头的过程中,船后退的距离是( )A ．3 mB ．4 mC ．5 mD ．6 m答案 A解析 船和人组成的系统在水平方向上动量守恒,人在船上行进,船向后退,人从船头走到船尾,设船后退的位移大小为x ,则人相对于岸的位移大小为L －x 。
以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得m 人L －x t －m 船·xt＝0,代入数据解得x ＝3 m,故选A 。
3．(火箭问题)静止的实验火箭,总质量为M ,当它以对地速度为v 0喷出质量为Δm 的高温气体后,火箭的速度为( )A ．Δmv 0M －ΔmB ．－Δmv 0MC ．Δmv 0MD ．－Δmv 0M －Δm答案 D解析 以火箭和气体组成的系统为研究对象,选高温气体的速度方向为正方向,设火箭速度为v ′,由动量守恒定律得0＝(M －Δm )v ′＋Δmv 0,得v ′＝－Δmv 0M －Δm,故选D 。
4．(火箭问题)一质量为M 的航天器,正以大小为v 0的速度在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出一定质量的气体,气体喷出时速度大小为v 1,加速后航天器的速度大小为v 2,则喷出气体的质量m 为( )A.v2－v0v1M B.v2v2＋v1MC.v2－v0v2＋v1M D.v2－v0v2－v1M答案 C解析规定航天器的速度方向为正方向,由动量守恒定律得,Mv0＝(M－m)v2－mv1,解得m＝v2－v0v2＋v1M,故C正确。
高二物理课件 16.5 反冲运动 火箭 (人教版选修3-5)
二、“人船模型”嘚处理方法
1.“人船模型”问题嘚特征：两个原来静止嘚物体发生相互 作用时,若所受外力嘚矢量和为零,则动量守恒.在相互作用嘚 过程中,任一时刻两物体嘚速度大小之比等于质量嘚反比.这 样嘚问题归为“人船模型”问题.
2.处理“人船模型”问题嘚关键： (1)利用动量守恒,确定两物体速度关系,再确定两物体通过嘚 位移嘚关系.用动量守恒定律求位移嘚题目,大都是系统原来 处于静止状态,然后系统内物体相互作用,此时动量守恒表达 式经常写成m1v1-m2v2=0嘚形式,式中v1、v2是m1、m2末状态时 嘚 瞬时速率.此种状态下动量守恒嘚过程中,任意时刻嘚系统总 动量为零,因此任意时刻嘚瞬时速率v1和v2都与各物体嘚质
(1)空车出发后，车上堆积了几个沙袋时车就反向滑行？ (2)车上最终有大小沙袋共多少个？
【解题指导】本题未告知小车嘚初速度，事实上车上嘚沙袋 数与小车嘚初速度无关，这是因为小车车速越快，扔沙袋嘚 反向速度也越大.另外，本题若逐次运用动量守恒定律计算是 非常麻烦嘚.抓住动量为一状态量嘚特点，即可巧解此题.
【解析】以火箭(包括在5 s内要喷出嘚气体)为系统，系统嘚 总动量守恒，以火箭嘚运动方向为正，则5 s后火箭嘚动量为： (M-m×20×5)v′ 所喷出嘚气体动量为：-(m×20×5)v 动量守恒0=(M-m×20×5)v′-(m×20×5)v 代入数据可知速度为71.4 m/s.
9.大明湖素有“泉城明珠”嘚美称,堪称济南三大名胜之首, 湖水面积占济南老城嘚四分之一,来济南旅游嘚游客必定要游 览大明湖.质量为m嘚游客站在质量为M、长度为L嘚静止在大 明湖湖面上嘚小船嘚左端,小船嘚右端靠在岸边,当他向右走 到船嘚右端时,船右端离岸多远?(忽略水对船嘚阻力)
7.如图所示,装有炮弹嘚火炮总质量为
「精品」高中物理课时跟踪检测四反冲运动火箭新人教版选修3_5
课时跟踪检测（四） 反冲运动 火箭1．(多选)下列属于反冲运动的是( ) A ．喷气式飞机的运动 B ．直升机的运动 C ．火箭的运动D ．反击式水轮机的运动解析：选ACD 选项A 、C 、D 中，三者都是自身的一部分向一方向运动，而剩余部分向反方向运动，而直升机是靠外界空气的反作用力作为动力，所以A 、C 、D 对，B 错。
2．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( ) A ．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭B ．火箭发动机将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭C ．火箭吸入空气，然后向后推出，空气对火箭的反作用力推动火箭D ．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭解析：选B 火箭的工作原理是反冲运动，火箭燃料燃烧产生的高温高压气体从尾部迅速喷出时，使火箭获得反冲速度，故正确选项为B 。
3．人的质量m ＝60 kg ，船的质量M ＝240 kg ，若船用缆绳固定，船离岸1.5 m 时，船边沿高出岸h ，人从船边沿水平跃出，恰能上岸。
若撤去缆绳，人要从船边沿安全水平跃出上岸，船离岸约为(不计水的阻力，人两次消耗的能量相等)( )A ．1.5 mB ．1.2 mC ．1.34 mD ．1.1 m解析：选C 船用缆绳固定时，设人水平跃出的速度为v 0，则x 0＝v 0t ，t ＝2h g。
撤去缆绳，由水平方向动量守恒得0＝mv 1－Mv 2，两次人消耗的能量相等，即动能不变，12mv 20＝12mv 21＋12Mv 22，解得v 1＝ MM ＋mv 0，故x 1＝v 1t ＝MM ＋mx 0≈1.34 m，选项C 正确。
4.如图1所示，质量为M 的小船在静止水面上以速率v 0向右匀速行驶，一质量为m 的救生员站在船尾，相对小船静止。
若救生员以相对水面速率v 水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )图1A ．v 0＋m MvB ．v 0－m MvC ．v 0＋m M(v 0＋v )D ．v 0＋m M(v 0－v )解析：选C 根据动量守恒定律，选向右方向为正方向，则有(M ＋m )v 0＝Mv ′－mv ，解得v ′＝v 0＋m M(v 0＋v )，故选项C 正确。
2019-2020学年人教版选修3-5 16.5反冲运动 火箭 课时训练(解析版)
5 反冲运动 火箭 1．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图16-5-4所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未画出)，要使小车向前运动，可采用的方法是打开阀门________．
图16-5-4 【解析】 根据水和车组成的系统动量守恒，原来系统动量为零，由0＝m
水v水＋m车v车知，车的运动方向与水的运动方向相反，故水应向后喷出． 【答案】 S2 2．质量为M的热气球吊筐中有一质量为m的人，共同静止在距地面为h的高空中．现从气球上放下一根质量不计的软绳，为使此人沿软绳能安全滑到地面，则软绳至少有多长？ 【解析】
如图所示，设绳长为L，人沿软绳滑至地面的时间为t，由图可知，L＝x人
＋x球．设人下滑的平均速度大小为v人，气球上升的平均速度大小为v球，由动
量守恒定律得：0＝Mv球－mv人即0＝Mx球t－mx人t，0＝Mx球－mx人 又有x人＋x球＝L，x人＝h 解以上各式得：L＝M＋mMh. 【答案】 M＋mMh 3．运送人造地球卫星的火箭开始工作后，火箭做加速运动的原因是( ) A．燃料推动空气，空气反作用力推动火箭 B．火箭发动机用力将燃料燃烧产生的气体向后推出，气体的反作用力推动火箭 C．火箭吸入空气，然后向后排出，空气对火箭的反作用力推动火箭 D．火箭燃料燃烧发热，加热周围空气，空气膨胀推动火箭 【解析】 火箭工作中，动量守恒，当向后喷气时，则火箭受一向前的推力从而使火箭加速，故只有B正确． 【答案】 B 4．(多选)采取下列哪些措施有利于增加火箭的飞行速度( ) A．使喷出的气体速度更大 B．使喷出的气体温度更高 C．使喷出的气体质量更大 D．使喷出的气体密度更小 【解析】 设火箭原来的总质量为M，喷出的气体质量为m，速度是v，剩
余的质量为(M－m)，速度是v′，由动量守恒得：(M－m)v′＝mv得：v′＝mvM－m，由上式可知：m越大，v越大，v′越大．故A、C正确． 【答案】 AC 5．一火箭喷气发动机每次喷出m＝200 g的气体，气体离开发动机喷出时的速度v＝1 000 m/s(相对地面)，设火箭质量M＝300 kg，发动机每秒喷气20次．求当第三次气体喷出后，火箭的速度多大？ 【解析】 法一：喷出气体的运动方向与火箭运动的方向相反，系统动量守恒 第一次气体喷出后，火箭速度为v1，有 (M－m)v1－mv＝0 所以v1＝mvM－m
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16.5 反冲运动火箭
1．关于反冲运动，下列说法正确的是( )
A．反冲现象是有害的，应设法防止
B．反冲运动的两个物体系统动量守恒，机械能也守恒
C．火箭匀速升空，不需向后喷气
D．影响火箭速度大小的因素是喷气速度和质量比
E．枪射击时，需用肩抵住枪身，这是利用了反冲现象
解析：火箭发射应用的就是反冲现象，机械能不守恒，ABC错，枪射击时，用肩抵住枪身，为防止反冲现象，E错。
答案：D
2．采取下列措施有利于提高火箭的飞行速度的是( )
A．使喷出的气体速度增大B．使喷出的气体温度更高
C．使喷出的气体质量更大D．使喷出的气体密度更小
解析：设火箭原来的总质量为M，喷出的气体质量为m，速度为v，剩余的质量为(M－m)，
速度为v′，由动量守恒定律得(M－m)v′＝mv，则v′＝
mv
M－m
，故m越大，v越大，则v′
越大。
答案：AC
3．小车上装有一桶水，静止在光滑水平地面上，如图所示，桶的前、后、底及侧面各装有一个阀门，分别为S1、S2、S3、S4(图中未全画出)。
要使小车向前运动，可采用的方法是( ) A．打开阀门S1B．打开阀门S2
C．打开阀门S3D．打开阀门S4
解析：应利用反冲的原理使小车向前运动，故应打开阀门S2。
答案：B
4．一辆小车置于光滑水平面上，车左端固定一水平弹簧枪，右端装一网兜。
若从弹簧枪中发射一粒弹丸，恰好落在网兜内，结果小车将(空气阻力不计)( )
A．向左移动一段距离停下
B．在原位置没动
C．向右移动一段距离停下
D．一直向左移动
解析：弹簧枪发射弹丸后，依靠反冲小车向左运动，当飞行的弹丸落入右端网兜时，因系统动量守恒，小车又停止。
故选项A正确。
答案：A
5．静止的实验火箭总质量为M ，当它以对地速度为v 0，喷出质量为Δm 的高温气体后，火箭的速度为( ) A.Δmv 0M －Δm B ．－Δmv 0M －Δm
C.Δmv 0M D ．－Δmv 0M
解析：以火箭和喷出气体为研究对象，系统初始动量为零，选取v 0的方向为正方向，由动量守恒定律，得
0＝Δmv 0＋(M －Δm )v ，
v ＝－Δmv 0M －Δm
，故答案为B 。
答案：B
6．一装有柴油的船静止于水平面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱的油抽往后舱，如图所示。
不计水的阻力，船的运动情况是( )
A ．向前运动
B ．向后运动
C ．静止
D ．无法判断
解析：虽然抽油的过程属于船与油的内力作用，但油的质量发生了转移，从前舱转到了后舱，相当于人从船的一头走到另一头的过程。
故A 正确。
答案：A
7．一小型火箭在高空绕地球做匀速圆周运动，若其沿运动方向的相反方向射出一物体P ，不计空气阻力，则( )
A ．火箭一定离开原来轨道运动
B ．P 一定离开原来轨道运动
C ．火箭运动半径可能不变
D ．P 运动半径一定减小
解析：火箭射出物体P 后，由反冲原理火箭速度变大，所需向心力变大，从而做离心运动离开原来轨道，半径增大A 项对，C 项错；P 的速率可能减小，可能不变，可能增大，运动存在多种可能性，所以B 、D 错。
答案：A
8．如图所示，质量为m 、半径为r 的小球，放在内半径为R ，质量为3m 的大空心球内，大球开始静止在光滑水平面上，当小球由图中位置无初速度释放沿内壁滚到最低点时，大球移动的距离为多少？
解析：由于水平面光滑，系统水平方向上动量守恒，则任意时刻小球的水平速度大小为v 1，大球的水平速度大小为v 2，由水平方向动量守恒有：
mv 1＝Mv 2，所以v 1v 2＝M m 。
若小球达到最低点时，小球的水平位移为x 1，大球的水平位移为x 2，则x 1x 2＝v 1v 2＝M m ， 由题意：x 1＋x 2＝R －r ，
解得x 2＝
m M ＋m (R －r )＝R －r 4。
答案：R －r
4
9．一个人在地面上立定跳远的最好成绩是x ，假设他站立在车的A 端要跳上距离在L 远的站台上，车与地面的摩擦不计，如图所示，则( )
A ．只要L <x ，他一定能跳上站台
B ．只要L <x ，他有可能跳上站台
C ．只要L ＝x ，他一定能跳上站台
D ．只要L ＝x ，他有可能跳上站台
解析：若立定跳远时，人离地时速度为v ，如图从车上起跳时，人离车时速度为v ′，由能
量守恒，E ＝12mv 2，E ＝12mv ′2＋12
Mv 2车，所以v ′<v ，人跳出的距离变小，B 正确。
答案：B
10．某人在一只静止的小船上练习打靶，已知船、人、枪(不包括子弹)及靶的总质量为M ，枪内装有n 颗子弹，每颗子弹的质量均为m ，枪口到靶的距离为L ，子弹水平射出枪口相对
于地面的速度为
v ，在发射后一颗子弹时，前一颗子弹已嵌入靶中，求发射完n 颗子弹时，小船后退的距离
( ) A.m M ＋m L B.nm M ＋m L C.nm M ＋nm L D.m
M ＋nm L 解析：设子弹运动方向为正方向，在发射第一颗子弹的过程中小船后退的距离为s ，根据题意知子弹飞行的距离为(L －s )，则由动量守恒定律有：
m (L －s )－[M ＋(n －1)m ]s ＝0，
解得：s ＝mL M ＋nm
每颗子弹射入靶的过程中，小船后退的距离都相同，因此n 颗子弹全部射入的过程中，小船后退的总距离为：ns ＝
nmL M ＋nm 。
答案：C
11．一课外科技小组制作一只“水火箭”，用压缩空气压出水流使火箭运动。
假如喷出的水
流流量保持为2×10－4 m 3/s ，喷出速度保持为对地10 m/s 。
启动前火箭总质量为1.4 kg ，
则启动2 s 末火箭的速度可以达到多少？已知火箭沿水平轨道运动，阻力不计，水的密度是
1×103 kg/m 3。
解析：“水火箭”喷出水流做反冲运动，设水火箭原来总质量为M ，喷出水流的流量为Q ，水的密度为ρ，水流的喷出速度为v ，火箭的反冲速度为v ′。
由动量守恒定律得 (M －ρQt )v ′＝ρQtv 。
火箭启动后2 s 末的速度为
v ′＝ρQtv M －ρQt ＝1×103×2×10－4×2×101.4－103×2×10－4×2
m/s ＝4 m/s 。
答案：4 m/s
12．如下图所示，一质量为m 的玩具蛙蹲在质量为M 的小车的细杆上，小车放在光滑的水平面上，若车长为L ，细杆高为h 且位于小车的中央，试问玩具蛙对地最小以多大的水平速度跳出才能落到地面上？
解析：蛙和车组成的系统水平方向动量守恒，则Mv ′－mv ＝0①
蛙下落时间t ＝2h g
② 若蛙恰好落地，则有v ′t ＋vt ＝L
2
③
解①②③得：v＝ML
2M＋m g
2h。
答案：ML
2M＋m g 2h
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