反沖是靜止或運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)分離排除部分物質(zhì),而使自身在反方向獲得加速的現(xiàn)象,下面是反沖運(yùn)動(dòng)專題提升訓(xùn)練題,物理網(wǎng)希望對(duì)考生有幫助。
1.如圖所示,具有一定質(zhì)量的小球A固定在輕桿一端,桿的另一端掛在小車支架的O點(diǎn),用手將小球拉起使輕桿呈水平狀態(tài),在小車處于靜止的情況下放手使小球擺下,在B處與固定在車上的油泥撞擊后粘在一起,則此后小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是(車位于光滑路面上)()
A.向右運(yùn)動(dòng) B.向左運(yùn)動(dòng)
C.靜止不動(dòng) D.無(wú)法判斷
解析:小車與小球構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向上總動(dòng)量守恒,剛釋放A球時(shí),系統(tǒng)動(dòng)量為零,當(dāng)二者粘在一起時(shí),其共同速度也必為零,故只有選項(xiàng)C正確。
答案:C
2.如圖所示,小車AB放在光滑水平面上,A端固定一個(gè)輕彈簧,B端粘有油泥,AB總質(zhì)量為M,質(zhì)量為m的木塊C放在小車上,用細(xì)繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮,開始時(shí)小車AB和木塊C都靜止,當(dāng)突然燒斷細(xì)繩時(shí),C被釋放,使C離開彈簧向B端沖去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下說(shuō)法正確的是()
A.彈簧伸長(zhǎng)過(guò)程中C向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)AB也向右運(yùn)動(dòng)
B.C與B碰前,C與AB的速率之比為Mm
C.C與油泥粘在一起后,AB立即停止運(yùn)動(dòng)
D.C與油泥粘在一起后,AB繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)
解析:彈簧向右推C,C向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)彈簧向左推A端,小車向左運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因小車與木塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,C與B碰前,有mvC=MvAB,得vCvAB=M∶m,選項(xiàng)B正確;C與B碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,有mvC-MvAB=(M+m)v,知v=0,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案:BC
3.
如圖所示,表示質(zhì)量為M的密閉汽缸置于光滑水平面上,缸內(nèi)有一隔板P,隔板右邊是真空,隔板左邊是質(zhì)量為m的高壓氣體,若將隔板突然抽去,則汽缸的運(yùn)動(dòng)情況是()
A.保持靜止不動(dòng)
B.向左移動(dòng)一定距離后恢復(fù)靜止
C.最終向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.先向左移動(dòng),后向右移動(dòng)回到原來(lái)位置
解析:突然撤去隔板,氣體向右運(yùn)動(dòng),汽缸做反沖運(yùn)動(dòng),當(dāng)氣體充滿整個(gè)汽缸時(shí),它們之間的作用結(jié)束,依動(dòng)量守恒定律可知,開始時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量為零,結(jié)束時(shí)總動(dòng)量必為零,氣體和汽缸都將停止運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B正確。
答案:B
4.2016年12月,嫦娥三號(hào)成功發(fā)射,我國(guó)探月工程又向前邁出了一大步,這也大大激發(fā)了同學(xué)們鉆研科技的興趣。某校課外科技小組制作一只水火箭,用壓縮空氣壓出水流使火箭運(yùn)動(dòng)。假如噴出的水流流量保持為210-4 m3/s,噴出速度保持水平且對(duì)地為10 m/s。啟動(dòng)前火箭總質(zhì)量為1.4 kg,則啟動(dòng)2 s末火箭的速度可以達(dá)到多少?已知火箭沿水平軌道運(yùn)動(dòng),阻力不計(jì),水的密度是103 kg/m3。
解析:水火箭噴出水流做反沖運(yùn)動(dòng),設(shè)火箭原來(lái)總質(zhì)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(dòng)量守恒定律得(m-Qt)v'=Qtv
火箭啟動(dòng)后2 s末的速度為
v'= m/s=4 m/s。
答案:4 m/s
5.兩質(zhì)量分別為m1和m2的劈A和B高度相同,放在光滑水平面上,A和B的傾斜面都是光滑曲面,曲面下端與水平面相切,如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊位于劈A的傾斜面上,距水平面的高度為h。物塊從靜止開始下滑,然后又滑上劈B。求物塊在B上能夠達(dá)到的最大高度。
解析:設(shè)物塊到達(dá)劈A的底端時(shí),物塊和A的速度大小分別為v和v',由機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒得
mgh=mv2+m1v'2
m1v'=mv ②
設(shè)物塊在劈B上達(dá)到的最大高度為h',此時(shí)物塊和B的共同速度大小為v,由機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒得
mgh'+(m2+m)v2=mv2
mv=(m2+m)v ④
聯(lián)立式得
h'=h。
答案:h
6.我國(guó)發(fā)射圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的載人飛船,宇航員進(jìn)行了太空行走。
(1)若已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g。神舟七號(hào)載人飛船上的宇航員離開飛船后身上的速度計(jì)顯示其對(duì)地心的速度為v,求該宇航員距離地球表面的高度。
(2)已知宇航員及其設(shè)備的總質(zhì)量為M,宇航員通過(guò)向后噴出氧氣而獲得反沖力,每秒噴出的氧氣質(zhì)量為m。為了簡(jiǎn)化問(wèn)題,設(shè)噴射時(shí)對(duì)氣體做功的功率恒為P,在不長(zhǎng)的時(shí)間t內(nèi)宇航員及其設(shè)備的質(zhì)量變化很小,可以忽略不計(jì)。求噴氣t秒后宇航員獲得的動(dòng)能。
解析:(1)設(shè)地球質(zhì)量為M0,在地球表面,對(duì)于質(zhì)量為m的物體有mg=G
離開飛船后的宇航員繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有G=M
聯(lián)立解得r=,該宇航員距離地球表面的高度h=r-R=-R。
(2)因?yàn)閲娚鋾r(shí)對(duì)氣體做功的功率恒為P,而單位時(shí)間內(nèi)噴氣質(zhì)量為m,故在t時(shí)間內(nèi),據(jù)動(dòng)能定理Pt=mtv2可求得噴出氣體的速度為v=
另一方面探測(cè)器噴氣過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則
0=mtv-Mu
又宇航員獲得的動(dòng)能Ek=Mu2
聯(lián)立解得Ek=M()2=。
答案:(1)-R (2)
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