人教版高二物理选修3-5第十六章 动量守恒定律 第五节 反冲运动 火箭 每课一练教师版

第1页/共6页 第十六章 动量守恒定律

第五节 反冲运动 火箭 学案

班别 姓名 学号

1．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，人可以跃上岸。若撤去缆绳，如图所示，人要安全跃上岸，船离岸至多为（不计水的阻力，两次人消耗的能量相等，两次从离开船到跃上岸所用的时间相等）

A．1.5 m B．1.2 m

C．1.34 m D．1.1 m

【答案】C

2．一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离。已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力与分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为

A．v0–v2 B．v0+v2

C．v0–21mmv2 D．v0+21mm(v0–v2)

【答案】D【解析】试题分析：以初速度为正方向，箭体与卫星为研究对象，根据动量守恒定律：

（2分）

解得 （2分）

考点：本题考查动量守恒。解决本题的关键知道火箭和卫星组成的系统在水平方向上动量守恒，运用动量守恒定律进行求解，知动量守恒定律的表达式为矢量式，注意速度的方向。

3．某人从岸上以相对岸的水平速度v0跳到一条静止的小船上，使小船以速度v1开始运动；如果此人从这条静止的小船上以同样大小的水平速度v0相对小船跳离小船，小船的反冲速度的大小为v2，则两者的大小关系

A．v1>v2 B．v1=v2

C．v1

【答案】B

【解析】设人的质量为m，船的质量为M。人从岸上跳到小船上的过程，取速度v0方向为正方向，根据第2页/共6页 动量守恒定律得mv0=(m+M)v1，得01mvvmM；人从小船上跳离的过程，取船速度方向为正方向，由动量守恒定律得：0=Mv2–m(v0–v2)，解得02mvvmM，则v1=v2，故选B。学@科网

4．将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）

A．30 kg·m/s B．5.7×102 kg·m/s

C．6.0×102 kg·m/s D．6.3×102 kg·m/s

【答案】A

【解析】开始总动量为零，规定气体喷出的方向为正方向，根据动量守恒定律得，0=m1v1+p，解得火箭的动量：p=–m1v1=–0.05×600 kg·m/s=–30 kg·m/s，负号表示方向，故A正确，BCD错误。

5．有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计一吨左右）。一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量。他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长L，已知他自身的质量为m，则渔船的质量M为

A．mLd B．mLdd

C．mLdd D．mdLd

【答案】B

【解析】据题意，人从船尾走到船头过程中，动量守恒，则有：MVmv，即dLdMmtt，则船的质量为：mLdMd，B正确；ACD错误；故选B。

6．装有炮弹的火炮总质量为m1，炮弹的质量为m2，炮弹射出炮口时对地的速率为v0，若炮管与水平地面的夹角为θ，则火炮后退的速度大小为

A．201mvm B．2012mvmm

C．201cosmvm D．2012cosmvmm

【答案】D

解：火炮发射炮弹的过程中水平方向动量守恒，以向右为正方向，根据动量守恒定律得：

m2v0cosθ-（m1-m2）v=0，解得：v=； 第3页/共6页 7．如图，质量为M的小船在平静水面上以速率v0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，忽略水的阻力，救生员跃出后小船的速率为

A．0mvvM B．0mvvM

C．00mvvvM D．00mvvvM

【答案】C

【解析】人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒，规定向右为正方向0()MmvMvmv，解得：00()mvvvvM，故选C。

8．有一个质量为3m的爆竹斜向上抛出，到达最高点时速度大小为v0、方向水平向东，在最高点爆炸成质量不等的两块，其中一块质量为2m，速度大小为v，方向水平向东，则另一块的速度是

A．3v0–v B．2v0–3v

C．3v0–2v D．2v0+v

【答案】C

【名师点睛】爆竹在最高点速度方向水平，爆炸时水平方向动量守恒，由动量守恒定律可求出爆炸后另一块的速度大小。

9．A、B两船质量均为M，都静止在平静的水面上，现A船中质量为M/2的人，以对地的水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳到A船，······经n次跳跃后（水的阻力不计）下列说法错误的是

A．A、B两船（包括人）的动量大小之比总是1:1

B．A、B两船（包括人）的速度大小之比总是1:1

C．若n为奇数，A、B两船（包括人）的速度大小之比为3:2

D．若n为偶数，A、B两船（包括人）的速度大小之比为2:3

【答案】B

【解析】人在跳跃过程中总动量守恒，所以A、B两船（包括人）的动量大小之比总是1：1，故A说法正确，B说法错误；若n为奇数，人在B船上，则02ABMMvMv，解得：32ABvv，故C说法正确；若n为偶数，则02BAMMvMv，解得：23ABvv，故D说法正确。所以选B。

10．有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，第4页/共6页 而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L．已知他自身的质量为m，则渔船的质量为

A．mLdd B．mLdd

C．mLd D．mLdL

【答案】B

试题分析：据题意，人从船尾走到船头过程中，动量守恒，则有：，即，则船的质量为：。故选项B正确。

11．如图所示，光滑平面上有一辆质量为4m的小车，车上左右两端分别站着甲、乙两人，他们的质量都是m，开始两个人和车一起以速度v0向右匀速运动．某一时刻，站在车右端的乙先以相对地面向右的速度v跳离小车，然后站在车左端的甲以相对于地面向左的速度v跳离小车．两人都离开小车后，小车的速度将是

A．1.5v0 B．v0

C．大于v0，小于1.5v0 D．大于1.5v0

【答案】A

【解析】两人和车所组成的系统原动量为06mv，向右。当甲、乙两人先后以对地相等的速度向两个方向跳离时，甲、乙两人的动量和为零，则有064mvmv车，解得01.5vv车，A正确。学#科网

12．如图，在光滑的水平面上，有一静止的小车，甲、乙两人站在小车左、右两端，当他俩同时相向而行时，发现小车向右运动，下列说法中错误的是

A．乙的速度必定大于甲的速度

B．乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量

C．乙的动量必定大于甲的动量

D．甲、乙的动量之和必定不为零

【答案】A

【名师点睛】甲乙两人及小车组成的系统不受外力，系统动量守恒，根据动量守恒定律得系统的总动量为零。根据小车向右运动，判断甲、乙对小车的冲量。 第5页/共6页 13．如图，质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶，一质量为m的救生员在船尾，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

A．0mvvM B．0mvvM

C．00mvvvM D．00mvvvM

【答案】D

【解析】人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒，规定向右为正方向，则：0()MmvMvmv，解得：00mvvvvM，故选D。

14．将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空，50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间内喷出。在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）

A．30kgm/s B．25.710kgm/s

C．26.010kgm/s D．26.310kgm/s

【答案】A

15．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

A．0mvM B．0Mvm

C．0MvMm D．0mvMm

【答案】D

【解析】根据动量守恒定律可知：mv0–(M–m)v=0，解得0mvvMm，故选D。

16．（多选）一个士兵坐在一只静止的小船上练习射击，船、人连同枪（不包括子弹）及靶的总质量为M，枪内有n颗子弹，每颗子弹的质量为m，枪口到靶的距离为L，子弹水平射出枪口时相对于枪的速度为v0，在发射后一发子弹时，前一发子弹已射入靶中。在射完第1颗子弹时，小船的速度和后退的距离为

A．01)mvMnm（ B．02mvMnm

C．1)mLMnm（ D．mLMnm

【答案】AD

17．一个士兵，坐在皮划艇上，他连同装备和皮划艇的总质量共120 kg，这个士兵用自动枪在2 s时间内沿第6页/共6页 水平方向射出10发子弹，每颗子弹质量10 g，子弹离开枪口时相对地面的速度都是800 m/s，射击前皮划艇是静止的。

（1）皮划艇的速度是多大？

（2）击时枪所受到的平均反冲作用力有多大？

【答案】（1）0.67 m/s （2）40.2 N

【解析】（1）以系统为研究对象，以子弹的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

10mv子弹+(M–10m)v艇=0

代入数据解得：10100.018000.67m/s10120100.01mvvMm子弹艇，负号表示：皮划艇的速度方向与子弹的速度方向相反

（2）对士兵、皮划艇（包括枪与剩余子弹），由动量定理得：Ft=(M–10m)v艇–0，学@科@网

代入数据解得：10120100.010.6740.2N2MmvFt艇，方向与子弹速度方向相反

【名师点睛】本题考查了动量守恒定律与动量定理的应用，解题时要注意研究对象的选择、正方向的规定。运用动量定理求射击过程作用力是常用方法，要学会运用。