第五节 反冲运动 火箭
请同学们认真完成 [练案4]
基础夯实
一、选择题(单选题)
1.(2020·江西省赣州市崇义中学高二下学期开学检测)有关实际生活中的现象,下列说法正确的是( ABC )
A.火箭靠喷出气流反冲作用而获得巨大的速度
B.体操运动员在着地时屈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小反冲的影响
D.为了减轻撞车时对司乘人员伤害程度,汽车前部的发动机舱越坚固越好
解析:根据反冲运动的特点与应用可知,火箭靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度,故A正确;体操运动员在落地的过程中,动量变化一定,即运动员受到的冲量I一定,由I=Ft可知,体操运动员在着地时屈腿是为了延长时间t,可以减小运动员所受到的平均冲力F,故B正确;用枪射击时,子弹给枪身一个反作用力,会使枪身后退,影响射击的准确度,所以为了减小反冲的影响,用枪射击时要用肩部抵住枪身,故C正确;为了减轻撞车时对司乘人员的伤害程度,就要延长碰撞的时间,由I=Ft可知位于汽车前部的发动机舱不能太坚固,故D错误。
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( B )
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。
3.(2020·浙江省湖州中学高三下学期模拟)2017年6月15日上午11点,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射首颗X射线调制望远镜卫星“慧眼”。假设将发射火箭看成如下模型:静止的实验火箭,总质量为M=2 100 kg,当它以对地速度为v0=840 m/s喷出质量为Δm=100 kg的高温气体后,火箭对地速度为(喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计) ( B )
A.42 m/s B.-42 m/s
C.40 m/s D.-40 m/s
解析:喷出气体过程中重力和空气阻力可忽略不计,可知在火箭发射的过程中二者组成的系统竖直方向的动量守恒,以喷出气体的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:Δmv0+(M-Δm)v=0,解得:v=-42 m/s,故B正确,ACD错误。
4.竖直发射的火箭质量为6×103 kg。已知每秒钟喷出气体的质量为200 kg。若要使火箭最初能得到20 m/s2的向上的加速度,则喷出气体的速度应为( C )
A.700 m/s B.800 m/s
C.900 m/s D.1 000 m/s
解析:每秒喷出气体的动量等于火箭每秒增加的动量,即m气v气=m箭v箭,由动量定理得火箭获得的动力F===200v,又F-m箭g=m箭a,得v=900 m/s。
5.如图所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分别站着人A和B,A的质量为mA,B的质量为mB,mA>mB。最初人和车都处于静止状态,现在两人同时由静止开始相向而行,A和B相对地面的速度大小相等,则车( C )
A.静止不动 B.向右运动
C.向左运动 D.左右往返运动
解析:A和B与小车作用过程中系统动量守恒,开始都静止,总动量为零。由于mA>mB,两人速度大小相等,则A向右的动量大于B向左的动量,故小车应向左运动;故选C。
二、非选择题
6.某学习小组在探究反冲运动时,将质量为m1的一个小液化气瓶固定在质量为m2的小玩具船上,利用液化气瓶向外喷射气体作为船的动力。现在整个装置静止放在平静的水面上,已知打开瓶后向外喷射气体的对地速度为v1,如果在Δt的时间内向后喷射的气体的质量为Δm,忽略水的阻力,则喷射出质量为Δm的气体后,小船的速度是多少?
答案:
解析:由动量守恒定律得:(m1+m2-Δm)v船-Δmv1=0
得:v船=。